メカノム

メカノム^[1]は、分子、細胞、組織の長さスケールでの力と機械システムに関連する細胞および分子プロセスを含むデータの本体、またはオームで構成されます。これは、細胞の基本的な「マシンコード」構造です。メカノムには、キネシン、 ミオシン、RNAPなどの生物学的モーター、アクチンや細胞骨格などのリボソームの機械的構造、および機械感受性があり、外部から加えられた力に対する細胞の反応に関与するプロテオームおよびゲノム成分が含まれます。

ミュンヘンで開催された第 5 回世界バイオメカニクス会議で Roger Kamm 教授が細胞/臓器/身体にまで及ぶ「メカノーム」の定義には、次の理解が含まれています。組織から細胞、分子に至るまで存在するストレスの完全な状態。力の分布から生じる生物学的状態。細胞/臓器/身体全体にわたる力の分布、これらのストレスと基本的な生物学的プロセス間の機能的相互作用に関する知識が必要です。

メカノムは、生物学的機能に影響を与える基本的な物理的機械的プロセスとイベントを理解しようとします。分子レベルの例としては、キネシンとミオシンのモータータンパク質によって使用される共通の構造設計 (二量体形成や機械化学サイクルなど) が挙げられます。この構造設計は、モーターの機能を制御し、プロセッシビティなどの特性をもたらします。メカノムは、モーターが移動する「トラック」(微小管、アクチンフィラメント、ヌクレオチドベースの構造、膜) に関係なく、これらのモーターの共通の機能を組み立てます。細胞骨格の例には、アクチンフィラメントを架橋または束ねるさまざまなアクチン結合タンパク質から形成されるアクチンフィラメントネットワークや束などの構造が含まれ、これらの構造の共通の機械的変化につながります。細胞機構の例には、細胞分裂の同じ機械的結果につながるアクチンとチューブリンの両方のタイプの構造によって形成される 収縮リング形成などの共通の構造が含まれます。

細胞が負荷に反応するためには、定義された機械的環境内で特定の細胞の機械的応答性に寄与する細胞および細胞外の機械感受性要素（ゲノム、プロテオーム、代謝など）として定義される機能的なメカノームが必要です。

光ピンセットや原子間力顕微鏡などの機械力技術を使用すると、単一のタンパク質を固有の構造指紋によって識別することができます^[2]。

メカノミクスとは、力がどのように伝達され、それが生物学的機能にどのような影響を与えるかを研究する学問です。^[1]

メカノミクスもまた生物学と生体力学の間にある新興分野である。^{[1] [2] [3]}

フィジコミック

フィジコミクスとは、細胞生理学と環境への反応に関わる機械力以外の力の複合体です。機械力以外にも、圧力、温度、光などの電磁場などの他の物理的パラメータも考慮する必要があります。^[2]

• バイオメカニクス
• プロテオーム

• 米国マサチューセッツ工科大学ラング研究所[3]
• ハーバード大学とXVIVOによる細胞内でのメカノムの働きを示すアニメーション[4]

^ 「メカノム」という用語を初めて使用したのは、 MITのマシュー・ラングである。

1. ^ 「メカノミクス」という用語が初めて文献に登場したのは、2001 年 11 月号の Modern Drug Discovery で David Bradley がタンパク質リガンド複合体に関連して使用した時です。同年、Sem らが J Cell Biochem Suppl. 2001, Suppl 37:99-105 で同じ用語を使用しました。

1. ^ 例えば「生体内での単一分子のフィンガープリント」を参照[5]。