ケタ違いに低いX線露光で生体1分子運動計測に成功!~超高精度装置開発が加速し利用拡大へ~

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2018-11-30 東京大学,産業技術総合研究所,高輝度光科学研究センター,日本医療研究開発機構

発表のポイント
  • 大型放射光施設からの単色X線(注1)や実験室用小型X線光源を用いて、1分子に標識された金ナノ結晶の超微細運動の時分割計測に成功した。
  • 従来のX線1分子追跡法に比べ1/1700のX線露光量(注2)で測定でき、実験室光源を用いると1/500000の露光量で測定できるようになった。また、X線ダメージを軽減することで、生きた細胞や動物でもX線で1分子を観察することが可能となった。
  • 露光量が極めて小さいことから、今後、ダメージレス測定・長時間観察・いろいろな格子定数の標識ナノ結晶の運動を同時計測できるマルチ(カラー)標識等を強みにさまざまな展開が期待される。
発表概要

近年、タンパク質1分子の観察は驚異的な発展を遂げており、生体内における分子ダイナミクスを高速・高精度に観察することが可能となってきた。従来のX線1分子追跡法(Diffracted X‒ray Tracking:DXT、注3)では、目的のタンパク質分子の特定部位に金ナノ結晶を標識し、そのナノ結晶からの回折X線スポットの位置変化を観測することで、マイクロ秒以下の高時間分解能、かつ、ピコメートルの精度で、タンパク質1分子の内部運動を捉えることができるため、DXTを用いたDNAや巨大膜タンパク質の1分子内部運動の計測に成功している。

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