細胞における分子1個の回転運動を3次元で検出するナノ量子センサーを実現 -医学と生命科学の発展に幅広く貢献 -

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白川昌宏 工学研究科教授、 五十嵐龙治 量子科学技术研究开発机构 グループリーダー、杉拓磨 広岛大学 特任准教授、原田庆恵 大阪大学 教授らの研究グループは、大きさが1万分の1ミリメートル以下のナノサイズの特殊なダイヤモンドをセンサーとして用い、1分子のたんぱく质が回転する动きを捉えることに成功しました。

狈痴センターと呼ばれる原子配列の乱れを含むダイヤモンドは、生命现象を精密计测する「ナノ量子センサー」として注目されています。本研究グループはこのセンサーが磁気センサーであるという特徴を巧みに利用し、3次元回転センサーとして利用する新たな技术を开発しました。この技术を用い、これまで顕微镜では捉えることのできなかった生きた细胞における生体分子の回転运动、例えば础罢笔合成?分解酵素(础罢笔アーゼ)の回転运动やがん细胞表面の分子が抗がん剤と结合して回転运动に変化が生じる现象を计测することに成功しました。

この技术は、従来捉えられなかった生体分子の位置変化を伴わないわずかな回転运动を観察できるため、生命科学における新たな计测ツールや、薬剤标的たんぱく质の运动を指标とした医薬品のスクリーニング技术として利用されることが期待されます。

本研究成果は、2020年4月14日に、国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」のオンライン版に掲載されました。

図:ナノ量子センサーを用いた超ミクロ回転の3次元観察法

详しい研究内容

书誌情报

【顿翱滨】

Ryuji Igarashi, Takuma Sugi, Shingo Sotoma, Takuya Genjo, Yuta Kumiya, Erik Walinda, Hiroshi Ueno, Kazuhiro Ikeda, Hitoshi Sumiya, Hidehito Tochio, Yohsuke Yoshinari, Yoshie Harada, Masahiro Shirakawa (2020). Tracking the 3D Rotational Dynamics in Nanoscopic Biological Systems. Journal of the American Chemical Society, 142(16), 7542-7554.