[スポンサーリンク]

一般的な話題

脳を透明化する手法をまとめてみた

[スポンサーリンク]

読者の皆さまこんにちは。少し今回の記事はテイストが違うな?とお思いの方も多いでしょう。

アレ待チろまん

というブログをご存知でしょうか。生物系の研究者であるぱんつさんが運営しているもので、そのハンドルネームからは想像できない文章力とトピックの面白さで最近大変人気を博しています。かくいう私も最近チェックをし始めた一人です。

今回、ケムステ用に化学に少しよせた記事を特別に寄稿して頂きましたので紹介させていただきたいと思います。

その、トピックは

脳を透明化する

です。ではどうぞ。

以下寄稿記事になります

 

先日Natureに「電気泳動で脳を透明化する」という論文が出て大きな話題になりました。実は脳を透明化する手法はこれが初めてではなく、以前から化学処理をすることで脳の透明化を達成化した論文がいくつ報告されています。一目瞭然、上図にあげた、3DISCO, Sca/e、そしてごく最近報告されたCLARITYという技術が現在の最先端技術です。

今回ここ2、3年で脚光を浴びている研究を振り返り、電気泳動手法の意義について再考してみたいと思います。

 

化学物質で処理をして組織を透明化させる研究が行われてきた

生物試料は水、脂質、タンパク質と言った屈折率が異なる化学物質の集合体です。生体試料を脱水して屈折率の高い化合物に置換することで試料内部での光の散乱を減少させ、それによって組織を透明化する研究が古くから進められてきました。 これまで様々な透明化試薬が報告されましたが、透明化技術は蛍光タンパク質による細胞の可視化技術と組み合わせることで有用性が非常に高まるため、蛍光を褪色させずに組織を透明化させる試薬が求められました。

 

1.3DISCO(脱水→高屈折率化合物への置換)

ウィーン大学の研究グループが樹立した透明化手法は3DISCO(3D imaging of solvent-cleared organs)法と呼ばれます。 蛍光タンパク質の体色を最小限に抑えて脳を透明化する試薬として、tetrahydrofuran(THF)による脱水とdibenzyl ether(DBE)またはbenzyl alchol+benzyl benzoate(BABB)処理の組み合わせが報告されました (Nature Protocols 2012)。

 

 

しかし3DISCO法を用いても蛍光タンパク質の褪色は少なからず起こります。そこで2011年に発表されたSca/e法は褪色を起こさない脳を透明化を達成したことから注目されました。

 

2.Sca/e(尿素処理による親水性の向上)

理化学研究所のグループが樹立した透明化手法はSca/e法と呼ばれます。

PVDF膜を尿素に浸すと透明化する現象を発見した研究グループは、生物試料も尿素で処理をすることにより親水性が高まって透明化出来るのではないかという発想に至りました。 組織に尿素を浸透しやすくさせるためにglycerolやtritonXを加えてSca/eという試薬を開発しました。このSca/e試薬で脳を2週間ほど処理すると、蛍光タンパク質をほとんど褪色させずに透明化することが出来ました (Nature Neuroscience 2011)

 

 

3DISCOの欠点を解決したSca/eですが、透明化にかかる時間が2週間程度と比較的長いこと、また処理によって125%程度の脳の膨大が起こるという僅かな欠点が残りました。 最近になってNature誌に報告されたCLARITY法はこれらの欠点を全て克服しており、大きなインパクトを与えました。

 

3.CLARITY(電気泳動による脂質の除去)

 

スタンフォード大学のグループが樹立した透明化手法はCLARITY法と呼ばれます。 この手法は脳をアクリルアミドの単量体に浸し、アクリルアミドを重合させてタンパク質と核酸を架橋し、その後電気泳動して膜脂質を除去することで透明化を達成しました(Nature 2013)。

 

 

CLARITYは組織の膨大を引き起こさず、また蛍光タンパク質もほとんど褪色しません。さらに膜を除去したために組織丸ごとの免疫染色が可能になりました。

 

終わりに

 

脳以外の組織も透明化できれば、発生学や組織学に新たな知見を与えると予想されます。しかし組織によって含む脂質やタンパク質が異なることから、脳の透明化を可能にした上記3つの手法が単純に適用出来ない組織があるかもしれません。また膜脂質を変化させる処理をした組織標本は電子顕微鏡での観察が難しいという問題は依然として残ります。

この文章を読まれた化学者の皆様がこれまでにない利点を加えた新たな透明化手法を開発し、何時の日か新たな生物現象が発見されることを願っております。

ここまで寄稿記事

 

どうでしたか。化学者の目から見れば脳の完全透明化を達成できるもっと面白く特徴のある分子をもってこれると思いませんか?このように文化が異なると意外にも面白いネタが眠っているものです。ぜひ化学、生物云々言わず君たちの武器を新しい分野に適用してみてください!ぱんつさんありがとうございました!

 

関連リンク

webmaster

webmaster

投稿者の記事一覧

Chem-Station代表。早稲田大学理工学術院教授。専門は有機化学。主に有機合成化学。分子レベルでモノを自由自在につくる、最小の構造物設計の匠となるため分子設計化学を確立したいと考えている。趣味は旅行(日本は全県制覇、海外はまだ20カ国ほど)、ドライブ、そしてすべての化学情報をインターネットで発信できるポータルサイトを作ること。

関連記事

  1. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑭: 液タブ …
  2. “click”の先に
  3. Dead Endを回避せよ!「全合成・極限からの一手」⑨ (解答…
  4. 海外機関に訪問し、英語講演にチャレンジ!~③ いざ、機関訪問!~…
  5. 「医薬品クライシス」を読みました。
  6. 小スケール反応での注意点 失敗しないための処方箋
  7. 第七回ケムステVシンポジウム「有機合成化学の若い力」を開催します…
  8. 「えれめんトランプ2.0」が発売された

コメント、感想はこちらへ

注目情報

ピックアップ記事

  1. チャールズ・クリスギ Charles T. Kresge
  2. Pythonで気軽に化学・化学工学
  3. 第一手はこれだ!:古典的反応から最新反応まで2 |第7回「有機合成実験テクニック」(リケラボコラボレーション)
  4. スーパーブレンステッド酸
  5. 第80回―「グリーンな変換を実現する有機金属触媒」David Milstein教授
  6. 第3のエネルギー伝達手段(MTT)により化学プラントのデザインを革新する
  7. 不活性第一級C–H結合の触媒的官能基化反応
  8. レッドブルから微量のコカインが検出される
  9. ローゼンムント・フォンブラウン反応 Rosenmund-von Braun Reaction
  10. カスケード反応で難関天然物をまとめて攻略!

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2013年4月
« 3月   5月 »
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930  

注目情報

注目情報

最新記事

KISTECおもちゃレスキュー こども救急隊・こども鑑識隊

おもちゃレスキューに君も入隊しよう!大事なおもちゃがこわれたら、どうしますか? …

ポンコツ博士研究員の海外奮闘録 〜コロナモラトリアム編〜

事実は小説より奇なり。「博士系なろう」という新ジャンルの開拓を目指し,博士を経て得られた文章力を全力…

乙卯研究所 研究員募集

公益財団法人乙卯研究所から研究員募集のお知らせです。自分自身でテーマを決めて好きな有機化学の研究…

SNSコンテスト企画『集まれ、みんなのラボのDIY!』

先日公開されたこちらのケムステ記事と動画、皆さんご覧になって頂けましたでしょうか?https…

可視光レドックス触媒と有機蓄光の融合 〜大気安定かつ高性能な有機蓄光の実現〜

第351回のスポットライトリサーチは、九州大学 安達・中野谷研究室 で研究をされていた陣内 和哉さん…

可視光全域を利用できるレドックス光増感剤

東京工業大学 理学院 化学系の玉置悠祐助教、入倉茉里大学院生および石谷治教授は、新たに合成したオスミ…

【ジーシー】新卒採用情報(2023卒)

弊社の社是「施無畏」は、「相手の身になって行動する」といった意味があります。これを具現化することで存…

有機合成のための新触媒反応101

(さらに…)…

化学者のためのエレクトロニクス講座~電解ニッケルめっき編~

この化学者のためのエレクトロニクス講座では半導体やその配線技術、フォトレジストやOLEDなど、エレク…

その病気、市販薬で治せます

(さらに…)…

Chem-Station Twitter

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