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1ナノメートルの人工分子マシン1個を「見て,触る」ことに成功東京大学

東京大学の野地博行教授らは,分子の機械的な運動を可視化する「ビーズプローブ光学顕微鏡1分子運動計測法(1分子モーションキャプチャ法)」を大きさ1ナノメートルの人工分子マシンに適用し,その回転運動を「見て,触る」ことに成功したと発表した。

1分子モーションキャプチャ法は従来,生体内でエネルギー変換を行う分子(生体分子マシン)の機能を解明するために考案された手法であるが,生体分子マシンの大きさは10ナノメートル程度であるのに対し,人工分子マシンの大きさはその1 /10の1ナノメートル程度であるため、本手法をそのまま適用するのは困難だった。今回,同研究グループは,1分子モーションキャプチャ法をさらに改良し,光学顕微鏡で可視化できる直径200ナノメートルのビーズを用いて大きさ1ナノメートルの人工分子マシンで,分子内の2枚の板状の部分がホイールのように回転するダブルデッカーポルフィリン1分子の運動を記録した。従来の手法を見直し,人工分子マシンが小さいために生じる固定化反応の効率の低下やビーズと基板の相互作用などを改善する工夫を行い,本手法の適用できる範囲を広げた。さらに,ビーズに外力をかけることで分子1個の運動を操作することにも成功した。

今後,光で駆動する人工分子モーターを作製し,生体分子モーターと接続することによって,生体のさまざまな化学反応を光で操作できるテーラーメイドなエネルギー変換技術が可能になるなどといったことが期待される。

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