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中赤外光熱(MIP)顕微鏡は

 可視光線を用いて、ある特定の化学結合のIR吸収が引き起こす温度効果が検出する。研究者らはこれを改良し、生体系でのリアルタイムイメージングを可能にした[1]。酵素の活性をイメージングするためにプローブを設計した。プロブは、酵素基質、ニトリルリポーターと自己集合部位からなる。ここでニトリルリポーターは、基質と生成物の間でスペクトルのシフトを引き起こす。自己集合部位は、ナノフィブリルに入り込み、生成物を酵素の近くに留めておく。生成物からのシグナルと酵素の活性の間に相関がある。さらにガン生物学に含まれるカスパーゼ-3とアルカリ性のホスファターゼを標的とした。スペクトルのピークは十分に分離していたことから、基質と生成物のための両方の酵素を同時にイメージできた。その結果、これまで20年間論文では仮説だった二つの酵素の協力を実際に観測することができた。今回のMIP顕微鏡では、蛍光と同様の感度で、蛍光染料に害を及ぼす光退色過程のような課題も避けることができる。さらに研究者らは今後、アポトーシスのような細胞プロセスに含まれる複数の酵素のイメージングをしたいとしている。

 中赤外に、気概を感じましたか。

[1] Chemical & Engineering News 2024 January 29, p. 6.

DOI:10.1038/s41592-023-02137-x

24.2.7

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