[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

目が見えるようになる薬

[スポンサーリンク]

 

C23H30N5O2 …たった60原子の化合物を投与するだけで、目が見えなかったひとを救えるかもしれない。もうマウスでは実験に成功して、希望の光はすぐそこまできています[1],[2]。アゾ化合物シストランス光異性化を利用したその輝かしいからくりをここに紹介します。

 

旧約聖書によれば、神は天地創造の次に、「光あれ(Let there be light.)」とおっしゃり、この世に輝きをもたらしたそうです。文化の東西を問うまでもなく、こうして語り継がれるほどに、わたしたち人類にとって光は特別な存在です。文章を目で追って読むことができるのも、ヒトが優れた視覚を持っているからこそなせるわざです。

しかし、なかには先天的に、あるいは後天的に視覚を失い、光を感じることのできない人もいます。通常、わたしたちは、目の網膜にある視細胞に分布するロドプシンと呼ばれるタンパク質で光を感知しています。このロドプシンは、アミノ酸配列によればGタンパク質共役型受容体(G protein coupled receptor; GPCR)ファミリーに属し、レチナール(ビタミンA)がくっついたりはなれたりするのですが、その後に続くべきシグナル伝達が上手くいかないと視神経に信号が伝わらなくなります。

光を受けて構造や性質が変わる物質は、生体内にあるロドプシンだけではなく、他にも存在します。例えば、窒素間二重結合を含むアゾ化合物には、光異性化といって、特定のエネルギーを持った光を受けると、トランス体からシス体に変化する性質があります。最近、この性質を上手く使って[1]、生まれながら目が見えないマウスを救済することに成功した、と報告されました[2]。

 

アゾ化合物で盲目マウスに光あれ

GREEN2012azo01.png

光で変身する分子

GREEN2012azo02.PNG

決め手は、イオンチャネルと相互作用する分子アゾ基を組み込んだ点。このアゾ化合物、トランス体ではイオンチャネルを阻害できるものの、シス体では作用しないのです[1]。なんとスマートなことでしょう!

視細胞では通常、環状グアノシンモノリン酸(cyclic guanosine monophosphate; cGMP)と呼ばれるセカンドメッセンジャー分子が、豊富にあります。光を感じたときにのみロドプシンの下流にあるcGMP分解酵素が活性化され、視細胞内にあるcGMPが分解されます。すると細胞内の濃度変化を感知してイオンチャネルが駆動するようになり、やがて視神経へと電気信号が伝えられます。それゆえ、cGMP分解酵素はわたしたちの視覚に不可欠なキーメンバーです。このcGMP分解酵素を持っていないと、正常に眼球が発生しているにもかかわらず、生まれながらにして目が見えません。

先ほどのイオンチャネルを標的とするアゾ化合物が、もしかしたらロドプシン光受容体タンパク質の代わりに光を受け取り、本来セカンドメッセンジャーの仲介により視細胞で起こる信号の変換をすっ飛ばして、そのままイオンチャネルに作用することができるかもしれない。この仮説を確かめるため、cGMP分解酵素変異マウスで視覚が回復するか、設計したアゾ化合物を投与する実験が行われました。期待どおり結果は成功。視覚情報だけでマウスが回避行動を取るようになりました[2]。もしヒトであれば「見えています」と証言していたことでしょう。

 

埋め込みタイプの視覚補助用機械と違って制限はあるにせよ、こんな小さな分子を投与するだけで、ロドプシンが機能していなくても視覚を獲得できるとは驚異的です。光による分子の制御はこの他にも、電子部品の精密加工や、副作用を低減したガン治療などで注目のトピックです。今後も周辺分野の発展が期待されます。

 

参考論文

  1. アゾベンゼン光異性化による薬物標的カリウムチャネルの制御 ”Photochemical control of endogenous ion channels and cellular excitability.” Doris L Fortin et al. Nature Methods 2008 DOI: 10.1038/nmeth.1187
  2. アゾベンゼン光異性化を利用した遺伝的に盲目のマウスの救済 ”Photochemical Restoration of Visual Responses in Blind Mice Aleksandra Polosukhina.” Aleksandra Polosukhina et al. Neuron 2012 DOI: 10.1016/j.neuron.2012.05.022

 

関連書籍

 

The following two tabs change content below.
Green

Green

静岡で化学を教えています。よろしくお願いします。
Green

最新記事 by Green (全て見る)

関連記事

  1. 【PR】 Chem-Stationで記事を書いてみませんか?【ス…
  2. 天然物の全合成研究ーChemical Times特集より
  3. バイエルスドルフという会社 ~NIVEA、8×4の生みの親~
  4. 超原子価臭素試薬を用いた脂肪族C-Hアミノ化反応
  5. えれめんトランプをやってみた
  6. サムライ化学者高峰譲吉「さくら、さくら」劇場鑑賞券プレゼント!
  7. sp2-カルボカチオンを用いた炭化水素アリール化
  8. 【書籍】化学探偵Mr.キュリー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. アントンパール 「Monowave300」: マイクロ波有機合成の新武器
  2. ノーベル街道起点
  3. さあ分子模型を取り出して
  4. 食べず嫌いを直し始めた酵素たち。食べさせれば分かる酵素の可能性!?
  5. 京都賞―受賞化学者一覧
  6. 『元素周期 ~萌えて覚える化学の基本~』がドラマCD化!!!
  7. 多孔性材料の動的核偏極化【生体分子の高感度MRI観測への一歩】
  8. Skype英会話の勧め
  9. ロジャー・チェン Roger Y. Tsien
  10. 年に一度の「事故」のおさらい

関連商品

注目情報

注目情報

最新記事

長期海外出張のお役立ちアイテム

ぼちぼち中堅と呼ばれる年齢にさしかかってきたcosineです。そんなお年頃のせいでしょうか、…

使っては・合成してはイケナイ化合物 |第3回「有機合成実験テクニック」(リケラボコラボレーション)

理系の理想の働き方を考える研究所「リケラボ」とコラボレーションとして「有機合成実験テクニック」の特集…

有機合成化学協会誌2020年1月号:ドルテグラビルナトリウム・次亜塩素酸ナトリウム5水和物・面性不斉含窒素複素環カルベン配位子・光酸発生分子・海産天然物ageladine A

有機合成化学協会が発行する有機合成化学協会誌、2020年1月号がオンライン公開されました。オ…

【日産化学】新卒採用情報(2021卒)

―ぶれずに価値創造。私たちは、生み出し続ける新たな価値で、ライフサイエンス・情報通信・環境エ…

Carl Boschの人生 その5

Tshozoです。だいぶ間が空いてしまいましたが訳すべき文章量が多すぎて泣きそうになっていたためです…

Zoomオンライン革命!

概要“実際に会う"という仕事スタイルが、実はボトルネックになっていませんか?オンライン会…

Chem-Station Twitter

PAGE TOP