タンパク質は遺伝生物学の主力物質ですが、研究が非常に難しいことで知られています。その構造は機能、そして時には機能不全に深く関わっており、健康と医療に広範な影響を与えます。だからこそ、ローレンス・バークレー国立研究所の研究者数名がクライオ電子顕微鏡をほぼ改造し、メーカーの想定をはるかに超える解像度で観察し、個々のタンパク質の構造を決定できるほど鮮明な3D画像を初めて生成したことは、非常に大きな出来事です。
タンパク質の形状と構造をカタログ化することは、現時点ではごく一般的な科学技術です。生物学的製剤を扱う製薬会社は、様々な疾患を緩和する可能性のあるタンパク質療法を探し求める中で、常にこの作業を行っています。しかし、これは容易なことではありません。従来のタンパク質モデルは、数千もの分子の解析結果を平均化したものにすぎません。個々のタンパク質の特徴を画像化するのに必要な解像度を得るのは非常に困難だからです。
これまではそうでした。ガン・レン氏とレイ・チャン氏は、PLoS One誌で、独自の電子顕微鏡法「個別粒子電子トモグラフィー（IPET）」の開発を報告しています。画像はまだ多少ぼやけていますが、タンパク質の構造を解明するには十分な精度です。さらに、サンプルを極低温（液体窒素中でマイナス292度まで急速冷凍）に保ち、レンズ下で最大140度まで傾けるという斬新な手法を開発することで、わずか数時間で100枚以上の画像を生成できるようになりました。
これらの画像をつなぎ合わせると、互いに情報を共有し、3Dの奥行き感を生み出すだけでなく、対象タンパク質に焦点を合わせ、画像からノイズを除去するのに役立ちます。その結果、個々のタンパク質のこれまでで最も優れた構造画像が得られ、医薬品研究やタンパク質動態の基礎的理解に大きく貢献する可能性を秘めています。LBNLは、以下のリンクからこの技術についてより詳細な説明を提供しています。
LBNL
