勝手に論文紹介(8月分)

もうすぐ秋分の日ですね。
というわけで、秋の夜長に論文紹介でもいかがでしょうか？

O. M. Tanchak, K. G. Yager, H. Fritzsche, T. Harroun, J. Katsaras, and C. J. Barrett,"Ion distribution in multilayers of weak polyelectrolytes: A neutron reflectometry study", J. Chem. Phys. 129 (2008) 084901
正に帯電したポリマーと負に帯電したポリマーの水溶液に交互に浸して積層した"polyelectrolyte multilayers"(PEMs)中のイオンと水の分布を中性子反射率計で測定した実験に関する論文。PEMsを塩を含む溶液に浸すと基板、およびフィルムの最表面にイオンが偏在するらしい。ただ、素人にとっては割と簡単な操作で多層膜を作ることができるってことが意外に感じた。共に親水性なのにフィルムは剥がれないんだろうか？

W. Beziel, G. Fragneto, F. Cousin, and M. Sferrazza, "Neutron reflectivity study of the kinetics of polymer-polymer interface formation", Phys. Rev. E 78 (2008) 022801
またもや中性子反射率計を用いた実験で、こちらは異種のポリマー同士が接した界面がどのように平衡に近づくのか、そのkinetic processを調べた論文。2種類のポリマーの相互作用パラメータを変えながら実験し、相分離が弱いときにcapillary waveで説明できるような相互拡散のモードが観測された、ということらしい。

S. A. Nowak and T. Chou, "Membrane lipid segregation in endocytosis", Phys. Ref. E 78 (2008) 021908
endocytosisのモデルとして、球や円柱を膜が取り囲む際の相図を計算した論文。この膜は自発曲率が正の成分と負の成分の2種類で構成されていて、これらがうまくカップリングすると球や円柱が取り込まれるようになる、というような話らしい。

S. S. Mansy and J. W. Szostak, "Thermostability of model protocell membranes", Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105 (2008) 13351
model protocellという、脂肪酸やアルコールなんかから作ったベシクルの熱安定性に関する論文。もともとは紹介してもらった記事からリンクをたどってみつけたもの。いわゆるコアセルベート的なものを作ってみましょう、という試みです。昔、やはり脂肪酸からベシクルを作るというのを見た記憶があるが、「現在の生命体」のみでなく「過去の生命体」に目を向けるのも割と面白いと思う。ただ、問題はどうやって実際にこれが起きたか、を証明することだろうなぁとも思う。

Andreas Beck, A. D. Tsamaloukas, P. Jurcevic, and H. Heerklotz, "Additive Action of Two or More Solutes on Lipid Membranes", Langmuir 24 (2008) 8833
いくつかの両親媒性分子を添加した際の脂質膜の振る舞いを記述するためのモデルについての論文。特に、2種類の両親媒性分子を添加した際にこのモデルがどの程度適用できるかについて議論しており、複雑な系にもかかわらず自発曲率の変化で相転移が記述できることを示しているらしい。最近やっている研究に結構関わってる内容なので、後でじっくり読んだ方が良いかも。

D. C. Carrer, A. W. Schmidt, Hans-Joachim Knolker, and Petra Schwille, "Membrane Domain-Disrupting Effects of 4-Substitued Cholesterol Derivatives", Langmuir 24 (2008) 8807
脂質の面内相分離(いわゆる脂質ラフト)にある種のコレステロールを加えると相分離ドメインが壊れる、という実験の論文。もともと面内相分離でできるラフトドメインって、実際の生体内にある脂質ラフトと比較してものすごく大きいのだから、なぜ実際はもっと小さいのか？について考える必要があると思うのだけど、こういう余分な成分が原因なのかなぁと思いながらちょっと読んでみた。

D. Vella, "Floating Objects with Finite Resistance to Bending", Langmuir 24 (2008) 8701
細くて柔らかい円柱がどうやって浮くか？ということを理論的に解析した論文。要するに、アメンボの足がどうやって本体を支えるだけの浮力を得られるか？ということ。で、計算によると円柱の弾性と表面張力のバランスで決まる"elastocapillary length"程度の長さで浮力が最大になるらしい。で、実際にアメンボの足を調べてみると、まぁだいたいそれぐらい(実際は少し短い)になるらしい。

J. Whittenton, S. Harendra, R. Pitchumani, K. Mohanty, C. Vipulanandan, and S. Thevananther, "Evaluation of Asymmetric Liposomal Nanoparticles for Encapsulation of Polynucleotides", Langmuir 24 (2008) 8533
リン脂質で作ったwater in oilドロップレットから、内側にDNAの破片を詰め込んだベシクルを作成する、という実験の論文。ドラッグデリバリーをにらんでか、ベシクルの内側と外側の膜で逆の電荷を持つ脂質を用いて毒性を減らそうとかいう試みをしたりもしているが、作成効率はまだ低いらしい。

M. Negishi, H. Seto, M. Hase, and K. Yoshikawa, "How Does the Mobility of Phospholipid Molecules at a Water/Oil Interface Reflect the Viscosity of the Surrounding Oil?", Langmuir 24 (2008) 8431
知り合いの論文。先ほどと同じでwater in oilドロップレットをリン脂質で作るのだが、こんどはそれをそのまま実験に利用する。何をしたかというと、リン脂質に蛍光物質を混ぜておいて、それをレーザーで一部退色させる。で、それが回復する時間を調べて膜の拡散係数を調べましょう、ということを計測している。結論としては、拡散係数が水と油の粘性係数の和でスケールできるということを示していて、そのベキが-0.85になることについて議論している。

J-PARC反射率計

私の職場であるKEKではJ-PARCという陽子加速器のプロジェクトに参加しています。
これは、陽子を光速近くまで加速して何かに衝突させ、その拍子にできる色々な粒子を実験に使いましょう、というプロジェクトです。
私が所属している部署では主に中性子散乱の装置建設を5台建設する予定になっていて、私は中性子反射率計という装置建設に参加することになっています。

で、昨日は各種の手続きが終わって初めて建設作業に参加してきました。
残念ながらカメラを持って行かなかったので作業の様子はここでは載せることができませんが、建設の進捗状況が http://bl16.blogspot.com/ で見れるようになってますので、興味がある方は覗いてみてください。
装置建設といっても、今のところ建屋を造るとかいった土木作業がメインなので、直接何かできることはほとんど無いのですが、とりあえず建設状況を実際に見ることができて大いに参考になりました。
本当に自分たちで手を動かしながら装置を作るのはまだもう少し先ですが、なるべく早く装置を完成させ、実験できるような状況にもっていきたいものです。

勝手に論文紹介(7月分)

お盆ですね。
辞令と共にもらった雇用条件によると、僕の身分はお盆休みに関する項目がありません。
年末年始は休んでもよい、と書いてあるので、お盆に関する記載がないということは、お盆も休んではいけない、ということでしょうか。
がんばって出勤してますが、どうも身が入らないです…

そんなわけで、今月も論文紹介です。

J. OHKUBO, N. SHNERB, and D. A. KESSLER, "Transition Phenomena Induced by Internal Noise and Quasi-Absorbing State", J. Phys. Soc. Jpn. 77 (2008) 044002.
閉じた系での化学反応におけるノイズの効果を議論した論文。理論の論文なので深いところは全然追えないのだが、細胞のような微小空間における反応において、ちょっとした濃度分布によって生じる揺らぎが大きな影響を与える、ということらしい。

J. Suzuki, A. Takano, and Y. Matsushita, "Topological effect in ring polymers investigated with Monte Carlo simulation", J. Chem. Phys. 129 (2008) 034903.
環状高分子の長さNを変えた際の分子の広がりをモンテカルロシミュレーションで議論した論文。普通の鎖状高分子の場合はNの1/2乗に比例するのだが、環状高分子ではその形状の違いのため2/5乗に比例することが理論的に予言されていた。しかし、このシミュレーションによると2/5乗よりもさらに小さくなるのではないか、ということ結果が得られた。ちなみに、職場の同僚の論文です。

J. Swenson, F. Kargl, P. Berntsen, and C. Svanberg, "Solvent and lipid dynamics of hydrated lipid bilayers by incoherent quasielastic neutron scattering", J. Chem. Phys. 129 (2008) 045101.
Si基板の上に積層させたリン脂質膜の中性子準弾性散乱実験。リン脂質:水分子が1:9ぐらいのモル比で実験をして、それぞれのダイナミクスが温度に対してどのように変化するかを調べている。が、分解能とかの関係で一番見たかった運動の異方性についてはよくわかりませんでした、という話でした。準弾性散乱の実験について少し勉強してみようと思って落としたのだが、ちょっとがっかり。

S. Aranda, K. A. Riske, R. Lipowsky, and R. Dimova, "Morphological Transitions of Vesicles Induced by Alternating Electric Fields", Biophys. J.: Biophys. Lett., L19 (2008).
リン脂質ベシクルに交流電場を印加し、ベシクルを変形させるという実験に関する論文。周波数が低いとベシクルが球から電場方向へ伸びた回転楕円体へ変形するのだが、ベシクル内の電気伝導度が外よりも低いと逆に電場方向へ縮んだ回転楕円体へと変形するらしい。

H. C. Shum, D. Lee, I. Yoon, T. Kodger, and D. A. Weitz, "Double Emulsion Templated Monodisperse Phospholipid Vesicles", Langmuir 24 (2008) 7651.
最近流行のmicrofluidicsを使って大きくて均質なリン脂質ベシクルを作る、という論文。一度W/O/Wエマルションを作って溶媒を飛ばすのだが、内側の水相に物質を容易に封入させることも可能。毎秒500個程度のベシクルが作れるらしい。果たしてこのシステムを作るのがどれくらい簡単なのかが素人には分からないのだが、これを作れる簡単なキットとか売られるようになったら買うかも。

M. Nagao, H. Seto, "Concentration dependence of shape and structure fluctuations of droplet microemulsions investigated by neutron spin echo spectroscopy", Phys. Rev. E 78 (2008) 011507.
研究室の先輩の論文。中性子スピンエコー法を用いてマイクロエマルションのダイナミクスを観測するのだが、Relative Form Factorというのを用いてエマルションを構成する膜のダイナミクス[P(q,t)]とエマルション自身のダイナミクス[S(q,t)]を分離する、という話で、その結果S(q,t)に並進拡散以外のモードが乗っている、ということを示している。

S. R.-Vargas, R. B.-Rodriguez, A. M.-Molina, M. Q.-Perez, J. Estelrich, and J. C.-Fernandez, "Growth of lipid vesicle structures: From surface fractals to mass fractals", Phys. Rev. E 78 (2008) 010902(R).
ベシクルの凝集体のフラクタル構造に対する2価カチオンの効果を静的光散乱で観察した結果に関する論文。カルシウムイオンだとmass-fractal構造になるのに対し、マグネシウムイオンだと濃度に応じてsurface-fractalからmass-fractalへの転移が見られる。そして、これはカチオンの添加によって生じる脂質のdehydrationがベシクル間の短距離相互作用に効くため、ということらしい。

J. D. Sitt, A. Amador, F. Goller, and G. B. Mindlin, "Dynamical origin of spectrally rich vocalizations in birdsong", Phys. Rev. E 78 (2008) 011905.
錦華鳥という鳥の鳴き声を解析した実験に関する論文。どうも、鳥の鳴き声って人間やら何やらの発声に関するモデルとして取り扱われているらしい。内容としては、正直あまり分からなかったが、こういうことも研究されてるんだなぁと知ることができただけでとりあえずよしとしよう。

H. Jiang and T. R. Powers, "Curvature-Driven Lipid Sorting in a Membrane Tubule", Phys. Rev. Lett. 101 (2008) 018103.
リン脂質ベシクルを引っ張った際に形成されるチューブについて、複数の脂質を混合した際に相分離とどのようにカップルするか、ということに関する理論の論文。引っ張られることによって形成されるチューブともとのベシクルとの間で曲率が違うため、それによって脂質が相分離しますよ、ということを示している。

久しぶりの原子炉

先週は久しぶりに東海村へ行って、原研にあるJRR-3という原子炉で実験しました。
JRR-3は学生時代から通っているので、もう7,8年はお世話になっている、ということになります。
特に、博士課程の2,3年の頃は半分ぐらい東海村に駐在していましたので、原子炉で実験していると知り合いにいっぱい会うことになります。
今回もご多分に漏れず色々な人と近況を報告し合ったりしたのですが、みなさん元気そうでなによりでした。

さて、今回は中性子小角散乱という実験と中性子スピンエコーという実験を掛け持ちでやってました。
厳密に言うとオーバーラップしていたのは1日か2日ぐらいでしたが、やっぱ同時に実験するというのはなかなかしんどいです。
特に、中性子小角散乱実験の方は数時間おきに顔を出して作業しなきゃいけない、という割とハードなスケジュールになっていて、しかもそれを昼夜関係なく一人でやろうというのだからなかなか大変なのです。
まぁ、さすがに夜はちょっと長めに測定時間をセットして寝る、という調整はしてるので何とか持ちこたえられますが、それでも疲れたなぁと毎日考えてた気がします。
数年前ならもう少し元気だったような気がするのですが…おかしいなぁ。

バージョンアップ

東京大学物性研究所が所有しているNSE分光器(iNSE)のデータ解析プログラムESA2008をバージョンアップしました。
webページ(http://neutron-www.kek.jp/home/yamada/)からigorファイルとマニュアルがダウンロードできるようになっています。
今回は、バックグラウンドの処理を実装したので、散乱強度が弱いデータの質が改善すると期待できます。
ただ、実装に不具合が残っている可能性もありますので、もうしばらく様子を見た方がいいのかも。
あと、ついでにソースを少しだけ整理しました。
ていうか、今までが汚すぎたのですが。

あと、profileに獲得研究資金を加え、publication listを少しだけ変えました(in pressになっていたのを正式に記載)。

Vista導入

たまには仕事から少し離れた話でも。

今年は科研費(若手B)を無事もらうことができたので、パソコンを新調しました。
Dynabook SS RX1ってやつで、128GBのSSD(シリコンメモリ)を搭載しているモデルです。
こいつにはWindows Vistaがのっているんですが、性能がそこそこということもあって、まぁ割とさくさくと動いてくれてます。
ただ、言われ尽くされていることかもしれませんが…やっぱりVistaくんは使いやすいとは言い難いです。

何で使いにくいのかなぁと自分なりに分析してみたりしたのですが、結論としては「すべてが60点」感じでしょうか。
新しく強化された機能自体は悪くないものだし、コンセプトも理解できるのですが、実装が不十分だったり、インターフェースがダメだったり。
そうなるとその機能自体が悪者のように感じてきて、ストレスが倍増。
そしてさらに細かいことが気になるようになる…の悪循環って感じです。

これは最近のソフト全般にいえることかもしれませんが、「余計なこと」を「勝手にされる」ってのが一番腹が立ちます。
昔はパソコンを使う、というとパソコンを服従させる、ことだったような気がするのですが、最近はパソコンに振り回されてる、と感じる機会が増えてるような気がします(もっとも、自分が勉強をサボっているせいかもしれませんが)。
まぁ、文句ばっかり言っても始まらないので、とりあえず手なずけられるようちょっとずつ努力していきたいと思います。

以上、とりとめのない雑記でした。

勝手に論文紹介(6月分)

今月は少なめです。

G. Oukhaled, L.Bacri, J.Mathe, J. Pelta, and L. Auvray, "Effect of screening on the transport of polyelectrolytes through nanopores", Europhys. Lett. 82 (2008) 48003.
チャネルタンパクを脂質膜に埋め込み、電場をかけて荷電高分子(ここではdextran sulfate)を通す、という割とよくある実験。この研究の新しいところは、これまでの研究はほとんどが高い塩濃度、つまり電荷が十分に遮蔽される状態での実験だったのだけど、塩濃度を薄くしてDebye長がポアサイズよりも大きいような条件で実験するとどうなるか？ってことを調べたところらしい。で、結果としては高分子が十分長ければ、Debye長がポアより大きい場合に高分子が通らなくなる。まぁわかりやすい。

V. Kantsler, E. Segre and V. Steinberg, "Dynamics of interacting vesicles and rheology of vesicle suspension in shear flow", Europhys Lett. 82 (2008) 58005.
準希薄条件下にあるリン脂質ベシクルのずり流動場中におけるダイナミクスを調べた論文。これまでも孤立したベシクルで戦車のキャタピラみたいな回転運動などが報告されているが、ベシクル間に相互作用があると、長距離的な流体力学的効果によって流れに対する傾き角やベシクル自体の速度が振動するらしい。

I. Tucker, J. Penfold, R. K. Thomas, I. Grillo, J. G. Barker, and D. F. R. Mildner, "The Surface and Solution Properties of Dihexadecyl Dimethylammonium Bromide", Langmuir 24 (2008) 6509.
DHDABというイオン性界面活性剤(二本鎖のアンモニウム塩)の構造を調べた論文。似たような界面活性剤として鎖の長さが違うものが色々調べられているが、基本的に低濃度で多層膜ベシクルが、高濃度になるとラメラ相との共存状態になる、という感じ。で、この系で実験してみたところ低濃度で現れる多層膜ベシクルが二層膜なんじゃない？ってことがわかったとのこと。何か「二層」が選択的に形成されるってのにぱっと違和感を覚えるが、とりあえず実験データとしてはそういうことになってるっぽい。

A. J. Diaz, F. Albertorio, S. Daniel, and P. S. Cremer, "Double Cushions Preserve Transmembrane Protein Mobility in Supported Bilayer Systems", Langmuir 24 (2008) 6820.
基板上に作る脂質二重膜、いわゆる支持膜の作成法に関する論文。従来の方法だと、支持膜に膜貫通タンパク質を埋め込んだときに、面内での拡散がほとんど起きていない、という問題があったが、固体基板の上にタンパク質(支持膜に修飾するのとは別のもの)をひっつけてからPEGをのせるという二層構造にするとこれが改善される、ということらしい。

K. Zhang, X. Yu, L. Gao, Y. Chen, and Z. Yang, "Mesostructured Spheres of Organic/Inorganic Hybrid from Gelable Block Copolymers and Arched Nano-objects Thereof", Langmuir 24 (2008) 6542.
ゲル化するブロック共重合体PTEMPM-b-PSってのをエアロゾルするとonion-likeな多層膜やシリンダーのような内部構造ができるらしい。で、これを破壊するとナノサイズのプレートやロッドができますよ、って話らしい。

S. A. Pandit, S.-W. Chiu, E. Jakobsson, A. Grama, and H. L. Scott, "Cholesterol Packing around Lipids with Saturated and Unsaturated Chains: A Simulation Study", Langmuir 24 (2008) 6858.
生体膜につきもののコレステロールがリン脂質膜に与える影響を分子レベルで理解しようと、MDシミュレーションを行った研究。DPPC,DOPC,POPCというリン脂質との混合系でシミュレーションしたところ、POPCとの混合系でコレステロールの占有体積が一番小さくなることがわかった。で、これが実際のコレステロールの構造と比較してなぜそうなるのか？ってことを議論しているっぽい。