**ユタ大学の研究により、細胞内外のグリシンを可視化する新しいツールが開発される**
ユタ大学の研究チームは、神経伝達物質であるアミノ酸グリシンを細胞内外で可視化する新しいツールを開発しました。グリシンは記憶、反射、脳の発達を調節する重要な役割を果たしており、細菌の病原性のバイオマーカーとしても機能する可能性があります。20種類の標準アミノ酸の中で、グリシンは最も単純な構造を持ち、側鎖を持たない唯一のアミノ酸です。
ユタ大学の化学教授ミン・ハモンド氏は、「グリシンの重要な役割にもかかわらず、細胞内外のグリシンを画像化するツールはこれまで存在しませんでした」と述べています。彼女の研究室は、アプタマーと呼ばれるエンジニアリングされたRNA鎖を使用して、このツールを開発しました。今月初めに発表された研究では、「ゴールデンブロッコリー」と名付けられた新しいアプタマーが、既存の「レッドブロッコリー」アプタマーと組み合わせて単一の染料と結合するために使用されました。これらのアプタマーはそれぞれ黄色と赤色に蛍光を発します。
ハモンド研究室の博士課程学生であるマデリン・ボディン氏は、「黄色の信号は細胞内のRNAセンサーの量を示し、赤色の信号は存在するグリシンの量を示します。これらの信号の比率を使用して絶対定量が可能です」と説明しています。この研究は、ジャーナル『Nucleic Acids Research』によって画期的な論文として選ばれ、年間約20本の論文に与えられる栄誉を受けました。論文のタイトルは「二色および単色比率RNAベースセンサーを用いた細胞内グリシンの可視化」です。
ハモンド研究室は、分子イメージングや遺伝子制御のためのプログラム可能なツールとして核酸を設計し、細菌や哺乳類細胞におけるシグナル分子としての環状二核酸の化学と生物学を明らかにすることを目指しています。この新しい研究は、二つの信号の比率を用いて値を決定する比率蛍光法に基づいています。蛍光信号の絶対強度を測定するのではなく、異なる波長での二つの信号を測定し、その比率を用いて関心のある信号を定量化します。
ボディン氏とハモンド氏の「ブロッコリー」実験における比率測定の適用方法は、アプタマーが点灯すると、黄色と赤色の光が混ざって放出されることです。「二つの信号には重なりがありますが、数学的な公式を使ってこれらの信号を分離することができます」とハモンド氏は述べています。重要なのは、細胞を破壊することなく、生きた細胞内でグリシンのレベルをリアルタイムで正確に読み取ることができる点です。「細胞内のグリシンの量が異なる細胞プロセスの間でどのように変化するか、または異なる時間に細胞内のどこにグリシンが存在するかについての質問に答えることができるようになりました」とボディン氏は付け加えました。
単一染料アプローチは、異なる染料が持つ細胞透過性、溶解性、依存性の違いによる問題を回避し、実験間での測定をより一貫性のあるものにします。この新しいツールは、細胞内のグリシンの研究において重要な役割を果たすことが期待されています。
