タンパク質の動きを捉える新しい試料導入システムを開発 －テープ搬送による試料導入で試料消費量を低減－

タンパク質の動きを捉える新しい試料導入システムを開発－テープ搬送による試料導入で試料消費量を低減－

2026年2月16日 14:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇东北大学多元物质科学研究所　教授　南后恵理子

【概要】

理化学研究所（理研）放射光科学研究センタービームライン开発チームの姜正敏研究员、同厂础颁尝础ビームライン基盘グループの矢桥牧名グループディレクター、高辉度光科学研究センター齿贵贰尝利用研究推进室の登野健介チームリーダー、东北大学多元物质科学研究所の南后恵理子教授、京都大学大学院医学研究科の岩田想教授らの国际共同研究グループは、齿线自由电子レーザー（齿贵贰尝）施设「厂础颁尝础^注1」において、タンパク质の动きを捉える连続フェムト秒结晶构造解析（厂贵齿）^注2のための试料を导入する新たなシステムを开発しました。

本研究成果により、わずかな量の试料で时分割の构造解析が可能となり、タンパク质の动きが原子レベルで明らかになることが期待されます。

生体の重要な构成成分であるタンパク质が机能する际、巧妙にその构造を変えて机能を発挥していることが知られています。その动きを动画のように可视化する技术として、齿贵贰尝を用いた时分割连続フェムト秒结晶构造解析（时分割厂贵齿）^注2が利用されてきました。

今回、国际共同研究グループは、厂础颁尝础において、结晶を含んだ微小液滴をテープの上に滴下し、ベルトコンベアのように齿线レーザーの照射领域に运ぶ手法を开発しました。结晶を含んだ微小液滴に反応分子などを含む别の微小液滴を重ねて滴下することにより、タンパク质が反応する过程を追跡する実験も可能となりました。

本研究は、科学雑誌『Journal of Applied Crystallography』（2月8日付）に掲載されました。

図1. テープ搬送による試料導入システムでタンパク質の動的構造解析をわずかな試料で実現

【用语解説】

注1. SACLA
理研と高輝度光科学研究センター（JASRI）が共同で建設した日本初のX線自由電子レーザー（XFEL：X-ray Free-Electron Laser）施設。加速器の中で電子の固まりを正確な制御の下で一斉に振動させ、その電子の固まりからX線レーザーを発生させるX線発生装置。2006年度から5年間の計画で建設?整備を進めた国家基幹技術の一つで2011年3月に完成し、SPring-8 Angstrom Compact free-electron LAserの頭文字を取ってSACLA（サクラ）と命名された。2011年6月に最初のX線レーザーを発振、2012年3月から供用運転が開始され、利用実験が始まった。大きさが諸外国の同様の施設と比べて数分の1と、コンパクトであるにもかかわらず、0.1ナノメートル以下という世界最短波長クラスのレーザーの生成能力を有している。詳細はSACLAのウェブサイト（）を参照。

注2. 連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）、時分割連続フェムト秒結晶構造解析（時分割SFX）
連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）は、多数の微小結晶を含む液体などをインジェクターと呼ばれる装置から連続的に導入し、フェムト秒のX線レーザーパルスを照射して結晶構造を解析する手法。配向（配列方向）の異なる多数の微小結晶からの回折データを連続的に収集する。さらに、光照射（光励起型）、温度上昇、基質（[3]参照）混合（二液混合型）などで反応が開始する時間を変えながら測定することで、タンパク質の構造変化をフェムト秒～秒スケールで連続追跡し、反応過程を"動画"のように可視化できる手法を時分割SFXという。SFXは、Serial Femtosecond Crystallographyの略。

【论文情报】

タイトル：Compact Tape-Driven Sample Delivery System for Serial Femtosecond Crystallography
著者：Jungmin Kang, Yoshiaki Shimazu, Fangjia Luo, Ayumi Yamashita, Tomoyuki Tanaka, Yuichi Inubushi, Kensuke Tono, Nipawan Nuemket, Allen M. Orville, So Iwata, Eriko Nango, and Makina Yabashi
掲載誌：Journal of Applied Crystallography
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