ナノテク装置の開発 ナノ材料の利用

支援技術

DNA組換技術

東京大学 理学研究科物理：樋口研究室

生体分子ダイナミックスの物理学－生体分子ダイナミックスを原子・分子・細胞・個体レベルで理解する－

原子・分子レベルの理解 人を分子レベルで理解する

人間10cm

タンパク質10nm

細胞10μm

組織・動物1 mm

原子構造0.1 nm

研究する機能

１．細胞の輸送と運動

３．筋肉の収縮機構

２．神経細胞の記憶とネットワークの構築

対象とする分子：モータータンパク質や細胞骨格分子

Kinesin-1

20nm From Ron’s paper

Dynein-I

Myosin

モーター分子の原子構造

ミオシン

ダイニン

キネシン

神経の記憶やネットワーク

細胞運動細胞分裂

筋収縮と制御

微小管

アクチン

原子：分子ダイナミックスの原子レベルで理解

P

PP

ADP

1nm

Nemukhin Lab PNAS 2007Vale Lab Nature 1996

マーカーの位置をÅ精度で検出し、分子の動きを捉える

0.1nm

ATP結合部位

モーター分子にマーカーをつけて、１分子の観察をおこなう。

分子：生体運動の分子メカニズム解明のために、タンパク質１分子の運動をnm精度で測定

過去の業績Nature 1998, 2001, 2003Nature Cell Biol. 2001,2002Nature Struct Mol Bio. 2004,2005

斜光照明

細胞内の分子イメージング

分子の細胞内輸送

細胞：細胞内単一分子の挙動を観察し、細胞機能の分子メカニズムの基本原理を見出す

量子ドット

細胞膜

細胞核

統合：生体分子ダイナミックスの基本原理の探究

ＤＮＡ タンパク質合成

エネルギー

環境維持と増殖

複製

バクテリア

細胞内外の運動系と制御系の発達

マウス・人

進化

機能分担と連携

巨大化

人体内の運動機能を1分子に還元して理解する

“生命場”解析

確率分布（ｔ）＋力（ｔ） ・・・・生命場

１．輸送

２．細胞運動

３．細胞分裂

相転移

ms~day, nm~mm

装置開発 ナノ材料の利用DNA組換技術

人間10cm

タンパク質10nm

細胞10μm

組織・動物1 mm

原子構造0.1 nm

研究の選択肢

細胞運動輸送神経輸送・記憶対象機能：

研究技術：

対象分子： モータータンパク質 細胞骨格 その他

階層：

解析・モデル

筋収縮