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顕微鏡技術で筋ジストロフィの新データ

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September, 25, 2014, Los Angels--生きた動物の単一分子をこれまでにない高解像度で見ることができる新しい顕微鏡技術により筋ジストロフィの原因について新たな発見が得られた。
 CALM顕微鏡(Complementation Activated Light Microscopy)と言う新技術により解像度は従来の光学顕微鏡より桁違いに向上し、ナノメートルスケールで生物分子の振るまいを見ることができるようになった。
 Nature Communicationsに発表された論文によると、CALMの研究者はそれを使ってシノラブディスエレガンスのジストロフィン(筋細胞の主要構造タンパク質)を調べ、変性疾患の最も重症で一般型、デュシェンヌ型筋ジストロフィをモデル化した。
 研究チームは、筋肉が使われている際にディストロフィンがカルシウムチャネルで微小分子機能の調整の役割を担っていることを示した。この発見は、機能ディストロフィンの欠如がイオンチャネルの動力学を変え、欠陥力学応答とカルシウム不安定性の原因となり、筋ジストロフィによって患者の正常な筋肉活動が阻害されることを示唆している。
 CALMは、クラゲの緑色蛍光タンパク質を相互に勘合する2つの破片に分ける(split)ことで機能する。1片が動物被検者で表現され、網何時法が動物の循環系に注入されるように設計されている。
 それらが出遭うと結合して蛍光を発する。蛍光は高精度に検出でき、20nm程度の解像度が得られる。従来の生体組織を見る光学顕微鏡はよくて200nmの解像度しかえられない。
 「われわれは初めて、ホメオスタティック制御と分子ベースの病気の基本原理をナノメートルスケールで直接、無傷の動物モデルで研究できるようになった」とUSC准教授、Fabien Pinaud氏はコメントしている。
 「動物の身体では絶えず、無限に小さなスケールで何十億のタンパク質が機能している。自然の組織環境の中で個々のタンパク質のコピーを検出できることによって、われわれはその機能構築やナノスケールの分子の振る舞いを、桁外れに複雑ではあるが、明らかにすることができる」。
 研究チームの次の目標は、生きた虫の神経筋シナプスにおける個々のイオンチャネルの動力学を画像化するために分割蛍光 (split-fluorescent)タンパク質の他の色を設計することにある。
 マルチカラーCALMを使って研究チームは、ニューロンの微小活性領域がどのように組み立てられ、それらが、ニューロン活性化においてカルシウムチャネルの機能にどのように影響を与えるかを調べる。
(詳細は、www.usc.edu)