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筋肉はなぜ効率的に働くのか―東大解明

以下引用(一部改変)

筋肉が高いエネルギー効率で活動する仕組みを分子レベルで解明したと、東京大大学院理学系研究科の樋口秀男教授らが米科学誌サイエンスに発表した。
効率が良い人工筋肉の開発などに応用が期待できるという。

同教授によると、自動車エンジンのエネルギー効率が約15%なのに比べ、筋肉は約50%にもなるが、その仕組みは長年の謎だった。


時事ドットコム:筋肉活動は「エコ的」=高エネルギー効率を解明
同教授らは、筋肉が伸縮する際に動くたんぱく質「ミオシン」に注目した。
筋肉は力を出す際に収縮するが、その際、数十ナノメートルほどの大きさのミオシン分子が持つバネのような構造物が伸びて、別のたんぱく質「アクチン」と結合し、動かすことで筋肉も動くことがこれまで分かっていた。

高精度の特別な顕微鏡を使い、ウサギの筋肉の動きを観測。
その結果、ミオシンの「バネ」は、筋肉が収縮する際には伸びて硬くなる一方、逆に筋肉が力を出し終えた時は、ひものように柔らかくなっていた。ミオシンは1回の動きでアクチン繊維を約8ナノメートル動かすことも確かめられた。


ミオシンというと、この前の記事でiPS細胞などが死滅する際に作用するタンパク質だと紹介しましたが、実は筋肉繊維に関係するタンパク質だったのですね。
あの死の舞もミオシンの異常行動のようなものだったのかもしれません。

時事.comの引用では少し物足りないので、本家本元から引用
高効率の理由を解明するために、我々はミオシン1分子の弾性と力発生中の運動距離をnm・pN単位で測定した。
その結果、ミオシン分子を伸ばすと硬くなり、押し縮めると柔らかくなる事が判明した
ミオシンは力を発生するときは、硬いバネを伸ばしたときのように大きな力を出すことができ、一方で力を出し終えた後は柔らかくなって他の筋繊維の邪魔にならないようにすることで、エネルギー効率を上げているのだ。


筋肉が高エネルギー効率である仕組みを分子レベルで解明 - 東京大学 大学院理学系研究科

その場に応じて体型を変え、それが全体で円滑に連動することで効率を上げているということですか。
これは人工筋肉は元より、機械工学の分野等でも応用できそうですね。

生物はどの部分を見ても無駄がありませんね。
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No.604|2010/08/10
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