ゴールデンブロッコリー：バイオケミストたちがグリシンイメージング用の初の単色比率バイオセンサーを開発

**科学部からの再投稿**
アミノ酸グリシンは、記憶、反射、脳の発達を調節する重要な神経伝達物質であり、細菌の病原性のバイオマーカーにもな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ものであり、バックボーンから伸びる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・ハモンドは、「しかし、グリシンの重要な役割にもかかわらず、生きた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、そのようなツールを作成し、今月初めに発表された研究で明らかにしました。ハモンドのチームは、「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を作成し、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させました。これらの2つのアプタマーは、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の学生であるマデリン・ボディンは、「黄色の信号は、細胞内にどれだけのRNAセンサーが存在するかを示します」と述べ、「赤色の信号は、どれだけのグリシンが存在するかを示します。これらの信号の比率を使用して、絶対定量が可能です」と続けました。この研究は、ジャーナル『Nucleic Acids Research』によって、ボディンの論文が年間約20本に与えられるブレークスルーアーティクルとして選ばれたことから、画像化ツールの進展に寄与することが期待されています。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の核酸のエンジニアリングを目指し、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。
新しい研究は、2つの信号の比率を使用して値を決定する測定方法である比率蛍光に基づいています。蛍光信号の絶対強度を測定するのではなく、比率的アプローチでは異なる波長で2つの信号を測定します。その比率が、関心のある信号を定量化するために使用されます。ボディンとハモンドの「ブロッコリー」実験におけるグリシンへの比率測定の適用方法は次のとおりです。アプタマーが点灯すると、黄色の光と赤色の光が混ざり合って放出されます。「2つの信号には重なりがあります。幸運なことに、数学的な公式を使用してこれらの信号を分離できることがわかりました」とハモンドは述べました。今の重要な点は、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ことです。「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は、今やすべて答えられます」とボディンは付け加えました。単一染料アプローチは、異なる染料が異なる細胞透過性、溶解度、依存性を持つことによって引き起こされる問題を回避し、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、基本的なモードのテストと改善に役立つ可能性があります。

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