[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

緑色蛍光タンパク質を真似してRNAを光らせる

[スポンサーリンク]

 

緑色蛍光タンパク質(green fluorescent protein; GFP)は、研究の世界で今や欠かすことのできない存在となっています。その重要さが認められ、オワンクラゲからの単離に成功した下村脩氏は、2008年にノーベル化学賞を受賞しました。今回は、タンパク質ではなく、RNAでも光らせよう、という話題を紹介します。


 

緑色蛍光タンパク質など一連の遺伝子産物は、いろいろな場面で用いられており、GFPで光らせることができたからこそ分かった知見には膨大なものがあります。緑色だけではなく、緑色蛍光タンパク質を改変して作った黄色蛍光タンパク質(yellow fluorescent protein; YFP)・青色蛍光タンパク質(blue fluorescent protein; BFP)・赤色蛍光タンパク質(red fluorescent protein; RFP)などもまたよく用いられています。蛍光タンパク質を用いたよくある手法として、機能未知のタンパク質とGFPの融合遺伝子産物について、細胞のどこに分布するのか調べるというようなことが、例としてあげられます。また、詳しく原理は述べませんが、これに加えて、蛍光共鳴移動によるタンパク質間相互作用の検出での役割も重要です。緑色蛍光タンパク質の結晶構造解析の結果を載せておきますのでご覧ください。

GREEN020.PNG

結晶構造解析データをProtein Data Bankより出力

タンパク質と同じく、RNAもまた細胞の機能に重要な役割を持ち、いろいろな場面で解析の対象になります。DNAから転写されてRNAへ、RNAから翻訳されてタンパク質へと、遺伝情報がやりとりされるセントラルドグマにおける記憶媒体のような役割だけが、RNAの機能ではありません。RNAの多彩な機能が、近年になって明らかになりはじめ、注目を集めています。さながら、ヨーロッパのルネサンスのように、はなひらいた研究分野です。リボザイムリボスイッチRNA干渉RNA編集などなど、興味深い研究課題は枚挙にいとまがありません。しかしながら、RNA分子の挙動を、蛍光によって追跡する方法は、タンパク質の場合と異なって不足しています。

 

今回、コーネル大学のJaffreyらの研究チームは、GFPの蛍光原子団を参考にして、RNAの特別な配列を認識して結合する蛍光分子を設計しました。[1]

GFPの蛍光原子団は次のようになっており、チロシンに由来する構造が特徴的です。この蛍光原子団はGFPの中央にあり、周囲をペプチド鎖で囲まれることで、水分子による消光を抑制しています。

GREEN022.PNG図は論文[1]より

このGFPの蛍光原子団の後に、まず見てもらいたい分子が、今回、報告されたこの分子です。周りを囲まれることで鮮やかな輝きを発揮するという性質が、上手く利用されています。

GREEN023.PNG

おおっ!似ている!

さらに、ベンゼン環の置換基を変えて、いろいろな蛍光分子を作成したようです。そして、RNAの特別な配列と結合する蛍光分子を、いくつか開発しました。また、青色・緑色・黄色・赤色というように、可視光の範囲で多彩に光らせることにも成功しました。カラフルな色彩を、ぜひ論文の図2D(Fig. 2D)で確認したいところです。

さて、RNAを光らせる手順を簡単に確認しましょう。例えば、このようなRNAが転写されるような配列を、調べたい遺伝配列の近傍につないで、ゲノムDNAに遺伝子導入します。GFPの蛍光原子団を囲むペプチド鎖の代わりに、このRNA配列が水分子による消光をブロックします。GREEN021.PNG

このようなRNA

そして、このような蛍光分子を生きたままの培養細胞に取り込ませます。フッ素原子が入っていますが、肝心要の部分は共通です。

GREEN024.PNG

このような蛍光分子

ここで励起光を当てて蛍光顕微鏡で観察すると、目的のRNAの挙動を可視化できます。このような技術は、RNAとRNA、あるいはRNAとタンパク質の相互作用を、蛍光共鳴移動のような方法で検出する際にも活用できるだろうと期待されています。

 

生命現象を解き明かすために、生命現象を模倣して、自然にないものを人の手で作る。化学の魅力を感じる報告でした。

 

参考論文

[1] 緑色蛍光タンパク質のRNA模倣物質

“RNA Mimics of Green Fluorescent Protein” Paige, J.P.; Wu, K. Y.; Jaffrey, S. R. Science 29 July 2011 DOI: 10.1126/science.1207339 

 

関連書籍

Green

投稿者の記事一覧

静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。

関連記事

  1. OIST Science Challenge 2022 (オンラ…
  2. ポンコツ博士の海外奮闘録XXV ~博士,海外留学を終える~
  3. 混合試料から各化合物のスペクトルを得る(DOSY法)
  4. 光分解性シアニン色素をADCのリンカーに組み込む
  5. 元素のふしぎ展に行ってきました
  6. 分子のねじれの強さを調節して分子運動を制御する
  7. 結晶世界のウェイトリフティング
  8. 中国へ行ってきました 西安・上海・北京編②

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. 『リンダウ・ノーベル賞受賞者会議』を知っていますか?
  2. 【技術者・事業担当者向け】 マイクロ波による化学プロセス革新 〜マイクロ波が得意とするプロセスはコレだ!〜
  3. 植物性油の再加熱によって毒物が発生
  4. なぜあなたは論文が書けないのか
  5. 新日石、地下資源開発に3年で2000億円投資
  6. 始めよう!3Dプリンターを使った実験器具DIY:3Dスキャナー活用編
  7. ソニー、新型リチウムイオン充電池「Nexelion」発売
  8. 白い粉の正体は…入れ歯洗浄剤
  9. 水素結合の発見者は誰?
  10. 置き去りのアルドール、launch!

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2011年11月
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930  

注目情報

最新記事

電子のスピンに基づく新しい「異性体」を提唱―スピン状態を色で見分けられる分子を創製―

第614回のスポットライトリサーチは、京都大学大学院工学研究科(松田研究室)の清水大貴 助教にお願い…

Wei-Yu Lin教授の講演を聴講してみた

bergです。この度は2024年5月13日(月)に東京大学 本郷キャンパス(薬学部)にて開催されたW…

【26卒】太陽HD研究開発 1day仕事体験

太陽HDでの研究開発職を体感してみませんか?私たちの研究活動についてより近くで体験していただく場…

カルベン転移反応 ~フラスコ内での反応を生体内へ~

有機化学を履修したことのある方は、ほとんど全員と言っても過言でもないほどカルベンについて教科書で習っ…

ナノ学会 第22回大会 付設展示会ケムステキャンペーン

ナノ学会の第22回大会が東北大学青葉山新キャンパスにて開催されます。協賛団体であるACS(ア…

【酵素模倣】酸素ガスを用いた MOF 内での高スピン鉄(IV)オキソの発生

Long らは酸素分子を酸化剤に用いて酵素を模倣した反応活性種を金属-有機構造体中に発生させ、C-H…

【書評】奇跡の薬 16 の物語 ペニシリンからリアップ、バイアグラ、新型コロナワクチンまで

ペニシリンはたまたま混入したアオカビから発見された──だけではない.薬の…

MEDCHEM NEWS 33-2 号「2022年度医薬化学部会賞」

日本薬学会 医薬化学部会の部会誌 MEDCHEM NEWS より、新たにオープン…

マテリアルズ・インフォマティクスにおける分子生成の基礎と応用

開催日:2024/05/22 申込みはこちら■開催概要「分子生成」という技術は様々な問題…

AlphaFold3の登場!!再びブレイクスルーとなりうるのか~実際にβ版を使用してみた~

2021年にタンパク質の立体構造予測ツールであるAlphaFold2 (AF2) が登場し、様々な分…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP