Development of in situ SPA with wedge-shaped sample

タンパク質は生命活動の根幹であり、タンパク質の機能異常は病気を引き起こす。また、ウイルスなどの病原体は特定のタンパク質に結合することで感染が開始されるため、タンパク質を知ることは病気の治療や創薬のおいて最も重要な要素である。近年の創薬は構造情報に基づいた"Structure based drug design"が主流である。そのため、自然な状態のタンパク質の構造情報を得る手法は創薬の基盤技術になり得る。一般的に創薬に用いることができる高分解能な構造情報は細胞内から精製されたタンパク質を用いられ、細胞内で今まさに機能しているタンパク質の構造情報を高分解能で得る方法は未だに確立していない。本研究では凍結させた細胞を収束イオンビーム（FIB）を用いて、楔形に切削し、十分に薄い場所のみをクライオ電子顕微鏡にて撮影し、単粒子解析法を用いて細胞内のタンパク質の構造を解析する方法を確立することを目的としている。FIBは試料を非常に薄く切削できるが、通常の方法では高分解能な情報を得るには不十分であるため、まず楔形試料の切削の条件を検討した。特に自動切削と組み合わせた場合の１試料の作成時間、FIB装置からクライオ電子顕微鏡まで移送する際の力学的な安定性の注意し、実験を行なった。標準サンプルである酵母を用いて楔形試料の作成を試みたところ、手前が厚く奥が薄い楔形の試料を作成することに成功したが、奥の薄い部分の厚さは一定ではなく、リアス式海岸のように不均一に削られることが確認された。そこで手前が薄く奥が厚い逆楔形にすると比較的均等に薄い試料を作成することができた。自動切削を使ってある程度の厚さまで削った後、手動で楔形を作成することで、８時間に7箇所程度の楔を作成することができた。

タンパク質は生命活動の根幹であり、タンパク質の機能異常は病気を引き起こす。また、ウイルスなどの病原体は特定のタンパク質に結合することで感染が開始されるため、タンパク質を知ることは病気の治療や創薬のおいて最も重要な要素である。近年の創薬は構造情報に基づいた"Structure based drug design"が主流である。そのため、自然な状態のタンパク質の構造情報を得る手法は創薬の基盤技術になり得る。一般的に創薬に用いることができる高分解能な構造情報は細胞内から精製されたタンパク質を用いられ、細胞内で今まさに機能しているタンパク質の構造情報を高分解能で得る方法は未だに確立していない。本研究では凍結させた細胞を収束イオンビーム（FIB）を用いて、楔形に切削し、十分に薄い場所のみをクライオ電子顕微鏡にて撮影し、単粒子解析法を用いて細胞内のタンパク質の構造を解析する方法を確立することを目的としている。FIBは試料を非常に薄く切削できるが、通常の方法では高分解能な情報を得るには不十分であるため、まず楔形試料の切削の条件を検討した。特に自動切削と組み合わせた場合の１試料の作成時間、FIB装置からクライオ電子顕微鏡まで移送する際の力学的な安定性の注意し、実験を行なった。標準サンプルである酵母を用いて楔形試料の作成を試みたところ、手前が厚く奥が薄い楔形の試料を作成することに成功したが、奥の薄い部分の厚さは一定ではなく、リアス式海岸のように不均一に削られることが確認された。そこで手前が薄く奥が厚い逆楔形にすると比較的均等に薄い試料を作成することができた。自動切削を使ってある程度の厚さまで削った後、手動で楔形を作成することで、８時間に7箇所程度の楔を作成することができた。