史上最も小さな「定規」が原子の幅と同じくらい小さな距離を測定

これまでで最も小さな「定規」は、タンパク質内の単一原子の幅を測定できるほど正確です。

タンパク質やその他の大きな分子、または高分子は、間違った形状に折りたたまれることがあり、これが影響を与える可能性があります。 彼らがどのように機能するか。一部の構造変化は、次のような状況でも役割を果たします。 アルツハイマー病。このプロセスを理解するには、これらの高分子内の原子間、および原子クラスター間の正確な距離を決定することが重要である、と述べています。 ステフェン・サール ドイツのマックス・プランク学際科学研究所にて。

「私たちは、巨大分子の相対的な位置をマッピングする顕微鏡から、巨大分子の内部に入るという大胆な一歩を踏み出したいと考えていました」と彼は言います。

分子内「定規」を構築するために、サールと彼の同僚は以下を使用しました。 蛍光、または、一部の分子が光を当てると光るという事実。彼らは、2 つの蛍光分子をより大きなタンパク質分子上の 2 つの異なる点に取り付け、レーザー光線を使用してそれらを照射しました。輝く分子が放出する光に基づいて、研究者らは分子間の距離を測定することができた。

彼らはこの方法を使用して、よく理解されているいくつかのタンパク質の分子間の距離を測定しました。それらの距離の最小値はわずか 0.1 ナノメートル、つまり典型的な原子の幅です。また、蛍光定規は最大約 12 ナノメートルまでの正確な測定値を提供しました。これは、多くの従来の方法で達成できるよりも広い測定範囲を持つことを意味します。

ある例では、研究者らは同じタンパク質の 2 つの異なる形態を調べ、同じ 2 点が一方の形状では 1 ナノメートル離れており、もう一方の形状では 4 ナノメートル離れているため、それらを区別できることを発見しました。別の実験では、人間の骨のわずかな距離を測定しました がん細胞。

サール氏によると、研究チームは、より優れた顕微鏡や、ちらつきがなく、他の効果と混同される可能性のある光を発しない蛍光分子など、最近のいくつかの技術的進歩を利用することでこの精度を達成したという。

「どうやって顕微鏡をこれほど安定させたのかわかりません。新しい手法は間違いなく技術的な進歩です」と氏は言う。 ジョナス・リース オーストリアのウィーン大学で。しかし、将来の研究では、正確にどの分子について生物学者にとっての情報源として最も有用であるかを判断する必要がある、と彼は言う。

「この新しい方法は優れた精度を誇っていますが、より複雑な生物学的システムに適用した場合、必ずしも同じレベルの詳細または解像度を達成できるとは限りません」と彼は言います。 キルティ・プラカシュ 英国のロイヤル・マースデンNHS財団トラストおよびがん研究所にて。さらに、他のいくつかの新しい技術は、ますます短い距離を測定するという点ですでに競争力を増しつつあると彼は言います。

サール氏によると、彼のチームは現在、手法をさらに改良することと、どの高分子の内部を覗くことができるかについてのアイデアを拡張することの2つの取り組みに取り組む予定だという。