バイオ分子”シリープッティ”の詳細な解析手法を開発(A closer look at biomolecular ‘Silly Putty’)

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2025-03-14 ワシントン大学セントルイス校

ワシントン大学セントルイス校の研究者たちは、細胞内でDNA、RNA、タンパク質からなる生体分子凝縮体の内部構造を高解像度で観察する新技術を開発しました。 従来、これらの凝縮体は液体のように振る舞うと考えられていましたが、計算モデルでは、異なる時間スケールで再配置されるネットワーク状の構造を持ち、シリーパティ(粘土状玩具)のような特性を示すことが示唆されていました。研究チームは、環境に応じて発光する蛍光色素(フルオロゲン)を用い、凝縮体内部の分子ネットワークのハブとなる領域を特定し、その形成や変化を追跡しました。この技術は、がんや神経変性疾患に関連する凝縮体の機能異常の理解を深めるとともに、新たな治療法の開発に貢献する可能性があります。

<関連情報>

単一蛍光体イメージングにより、生体分子凝縮体の環境および構造的特徴が明らかになった Single-fluorogen imaging reveals distinct environmental and structural features of biomolecular condensates

Tingting Wu,Matthew R. King,Yuanxin Qiu,Mina Farag,Rohit V. Pappu & Matthew D. Lew
Nature Physics  Published:14 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41567-025-02827-7

バイオ分子”シリープッティ”の詳細な解析手法を開発(A closer look at biomolecular ‘Silly Putty’)

Abstract

Biomolecular condensates are viscoelastic materials. Simulations predict that condensates formed by intrinsically disordered proteins are network fluids defined by spatially inhomogeneous organization of the underlying molecules. Here, we test these predictions and find that molecules within condensates are organized into slow-moving nanoscale clusters and fast-moving dispersed molecules. These results, obtained using single-fluorogen tracking and super-resolution imaging of different disordered protein-based condensates, affirm the predicted spatially inhomogeneous organization of molecules within condensates. We map the internal environments and interfaces of condensates using fluorogens that localize differently to the interiors versus interface between dilute phase and condensate. We show that nanoscale clusters within condensates are more hydrophobic than regions outside the clusters, and regions within condensates that lie outside clusters are more hydrophobic than coexisting dilute phases. Our findings provide a structural and dynamical basis for the viscoelasticity of condensates.

生物工学一般
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