キネシンはモータータンパク質の代表例で、微小管と呼ばれるレールタンパク質の上を歩くように動きます。人工的にキネシン・微小管の動きを観察するには、キネシンを基板に固定して微小管を滑らせて観察する方法があります（図A）。この方法は、キネシンに限らず他のモータータンパク質の働きを解明するのに便利で、現在では一分子の計測すら可能になっています。分子一つまで細かく観察する技術が発達する一方で、多数の分子が集団となったときに独特なふるまいは起きないのだろうか？と当研究室では疑問を持ちました。

そこで、初歩的な試みとして、キネシンの上で（長軸方向に）滑る微小管同士を糊となる分子で結合（「架橋」と呼ぶ）してみました（図B）。すると、何本もの微小管がネットワークを成し、また一部では束になり、縦に横に揺らぎ運動を発生することがわかりました。

微粒子を載せてみると、揺られて動く（図C）だけでなく、弾けるように速く動く様子が時折観察されます。微小管が架橋されたネットワークは、たくさんのキネシン分子が駆動した仕事を「ひずみ」の弾性エネルギーとして蓄えて、ひずみの弾力がキネシン群の駆動力を越えた時に弾けてパチンコのように微粒子が動く、ということで説明がつきます（RSC Advances 4, 32953–32959, 2014）。現在では、この突発的な動きを思い通りに発生させられれば、マイクロモーターとして使えるのではないかと期待して研究を進めています。 モータータンパク質はまた、ナノメートルの小ささで細胞内のミクロな物質輸送や細胞の変形の原動力ともなっていて、生命の営みにとって大変重要な役割を担っています。例えば、細胞分裂は微小管・キネシンの駆動力が利用されています（「紡錘糸」の糸は、微小管そのものです）。筋肉を構成するモータータンパク質としてよく知られる、ミオシン・アクチンは、細胞の自在な変形や移動の原動力となって、生物の組織構築やがんの転移など、細胞の運動が関わる生命現象に必須の役割を果たしています。そのため、たくさんの細胞が集まってできている生体組織は、モータータンパク質の動きで溢れているはずです。一方、人工的に細胞を培養するとなると、プラスチックのシャーレを使うのが普通で、そこにはそのような動きはありませんでした。さて、図B、Cの微小管ネットワークの揺らぎ利用すれば、シャーレの上でも何か見えるのではないでしょうか？

そう考えた当研究室では、図Dのように、キネシンの駆動で揺らぐ微小管ネットワークに、がん細胞を播いてみると、揺らぎのある時だけがん細胞が異常に突起を伸長することを発見しました。このがん細胞の形は、まるで「転移」しようと変形しているかのように見えます（ACS Biomaterials Science & Engineering 2, 2333–2338, 2016）。将来、がん細胞の転移性を予測するツールになるかもしれないと期待して、この研究を進めています。 以上のように、当研究室では生物由来のモータータンパク質という分子の性質を、化学と生物学、そして物理学が融合する領域で新しい研究を展開しようと日々努力しています。