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「分子ムービー」技術、バイオイメージング、ヘルスリサーチに貢献

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July, 4, 2014, Corvallis--オレゴン州立大学(OSU)の研究チームは、これまでに存在するものよりも強力なイメージング技術を開発した。この技術は、生命過程を実際に起こっている通りに分子レベルで観察できるスピードがある。
 旧いムービーでは、一度に1フレームであるが、今では科学的、生物学的動きを起こっているとおりに計測できる。これによって、神経インパルスからガンの転移まで全てを起こっている通りに研究する改良版バイオセンサが実現することになる。
 短パルスレーザと生物発光タンパク質を利用する測定は、フェムト秒で行われる。
 これは非常に高速のシャッター速度であり、生物学的研究や物理科学の方法が変わる、と研究者は言う。
 OSU科学部化学助教授、論文の筆頭著者Chong Fang氏は「この技術によって、生きた過程の観察を減速することができ、生化学的な一連の正確な反応を理解できるようになる」と説明している。
 このシステムは、バイオイメージングや生物医学では一般的な「緑の蛍光タンパク質」の利用に基づいた、最先端のパルスレーザ技術を使用する。
 しかし、既存のバイオセンサシステムは、偶然あるいは試行錯誤によって成り立っている。それに対して、新しいアプローチのスピードでは、研究者は分子レベルで起こっていることを見ることができる。また、合理的な設計により、必要なセンサを何でもつくることができる。このことは、細胞代謝から神経インパルスまでの全ての研究を改善することを意味しており、風邪のウイルスがどのように人に影響を与えるか、悪性腫瘍がどのように拡散するかなどの研究が改善される。
 この技術は、例えば、カルシウムイオンの動きに関連したプロトン移動を追跡することができる、これはすべての生物の最も基本的な側面の一つであり、最も速い動きをするものの一つである。プロトンの動きは、呼吸から細胞代謝、植物の光合成までの全てにとって不可欠である。研究者は、ステップごとに、何が起こっているかを判別することができるようになる、次にはその知識を使って生命過程の改善されたイメージング用に特装バイオセンサを造ることができるようになる。
 「これを写真用語で考えると、分子の生命ダンスを捉えることができほどに高速のカメラを持っていると言うことだ。われわれは分子のムービーを作ろうとしている。これを使って、生物物理学、生化学、材料科学、バイオメディカルの問題でなんらかの重要な、新たな疑問に答えるセンサを造ることができるようになる」とFang氏は語っている。