게시 및 게시 날짜 : 2018/11/30

안전한 바카라 사이트 선 노출을 가진 하나의 생물학적 분자의 운동을 성공적으로 측정했습니다

-Ultra-High Precision Develove 개발 사용 및 확장 사용

영어(도쿄 대학교 웹 사이트의 프론티어 과학 대학원)

발표 지점

  • 동기식 시설의 단색 안전한 바카라 사이트 레이(주 1)와 소규모 실험실 안전한 바카라 사이트 선 광원을 사용하여 하나의 분자로 표지 된 금 나노 결정의 초고속 운동의 시간 분할 측정을 성공적으로 수행했습니다
  • 1/1700 기존 안전한 바카라 사이트 선 단일 분자 추적 방법과 비교하여안전한 바카라 사이트 레이 노출(주 2)를 사용하여 측정 할 수 있으며 실험실 광원을 사용하여 1/500,000의 노출량으로 측정 할 수 있습니다 또한, 안전한 바카라 사이트 선 손상을 줄임으로써 살아있는 세포와 동물에서도 안전한 바카라 사이트 레이를 가진 단일 분자를 관찰 할 수있게되었다
  • 노출량은 매우 작기 때문에 미래에 다양한 격자 상수의 라벨링 된 나노 결정의 운동을 동시에 측정 할 수있는 다가리스 측정, 장기 관찰 및 다색 마커와 같은 다양한 발전이 예상됩니다


게시 요약

최근 몇 년 동안 단일 단백질 분자의 관찰은 놀라운 발달을 달성하여 고속으로 생체 내에서 분자 역학을 관찰 할 수 있으며 고속 정확도로 분자 역학을 관찰 할 수 있습니다 전통적인회절 안전한 바카라 사이트 선 추적 : DXT, Note 3) : 표적 단백질 분자의 특정 부위에서 금 나노 결정을 라벨링하고 나노 결정으로부터 회절 안전한 바카라 사이트 선 지점의 위치 변화를 관찰함으로써, 하나의 단백질 분자의 내부 운동은 마이크로 초코 계수보다 적은 시간의 높은 시간 분해능으로 포획 될 수 있으며, DXT의 내부 분자 및 내부의 내부 분자로 포획 될 수있다 막 단백질이 성공적으로 측정되었습니다

Sasaki Yuji 교수 (도쿄 대학의 고급 피연산자 측정 기술을위한 AIST 및 오픈 혁신 실험실의 일부) 및 High-Brightness Light Science 센터의 연구 그룹 인 공공 이익이 설립 된 파운데이션은 대규모 동종 엑스레이를 사용하여 회절 실험자를 사용하여 분열 된 안전한 바카라 사이트 안전한 바카라 사이트 안전한 바카라 사이트 안전한 바카라 사이트 레이스를 사용하여 X X 안전한 바카라 사이트 안전한 바카라 사이트 안전한 바카라 사이트 선을 사용하여보고되었습니다 금 나노 결정으로 표시 (깜박임 안전한 바카라 사이트ray: 안전한 바카라 사이트Ray Blinking, Note 4)로 지명되었습니다 세계에서 처음으로자기 상관(참고 5) 회절 안전한 바카라 사이트 선점의 운동 속도는 분석을 수행함으로써 정량적으로 평가 될 수 있음을 보여 주었다 단색 안전한 바카라 사이트 레이를 사용한이 새로운 측정 방법은 회절 안전한 바카라 사이트 선 깜박임 관찰에 필요한 안전한 바카라 사이트 선 노출의 양이 단일 분자의 운동을 측정 할 수있는 세계의 유일한 단 하나 인 DXT와 비교하여 1/1,700임을 나타냈다 따라서, 회절 안전한 바카라 사이트 선 깜박임 관찰은 매우 낮은 노출 수준에서 단일 분자 역학을 측정 할 수있게한다 또한,이 낮은 노출 수준을 이용함으로써, 실험실 안전한 바카라 사이트 선 광원을 사용하여 단일 분자 역학이 밀리 초 수준에서 측정 될 수 있음이 입증되었다



발표

특히 1990 년대 이후 극적으로 발전한 생체 측정가시 광선을 사용한 수퍼 해상도 현미경(2014 노벨 화학상, 주 6) 및전자 현미경을 사용한 단일 입자 분석 방법(2017 Nobel Prize in Chemistry, Note 7)는 전통적인 분자 생물학을 완전히 변형시켜 생체 분자의 평균 가치를 단일 분자 수준에서 논의 할 수있는 단일 분자 생명 과학으로 전환했습니다 이러한 발전 후, 연구원들은 분자 내부 운동을 시도하고 측정하기 시작했습니다 그러나 가시 광선이 파장을 정확하게 결정하기가 어렵 기 때문에 전자 현미경은 저온 측정을 기반으로하기 때문에 연속 실시간 측정을 사용한 모션 측정은 원칙적으로 불가능했습니다 1998 년, 사사키 교수는 세계 최초의 고소도, 고속 양자 프로브 단일 분자 추적 방법을 제안하고 실현했습니다 이 방법에서, 단백질 분자의 관찰의 표적 부위는 금 나노 결정 (직경의 수십 개의 나노 미터)으로 화학적으로 표지되며 표지 된 나노 결정으로부터 회절 된 안전한 바카라 사이트 선점의 운동은 시간 분할이 추적된다 이 안전한 바카라 사이트 선 단일 분자 추적 방법 DXT는 분자 내부의 회전 운동을 측정 할 수 있지만, 번역 운동으로 변환 될 때 피코 메트릭 정확도를 결정할 수 있고 수백 나노 세제의 최대 측정 속도를 갖는 시간분 관측이 가능하다 현재까지, 많은 분자 내 운동 측정이 성공적이었으며, 특히 거대한 막 단백질 분자의 이온 채널 개방 및 폐쇄 운동의 측정은 다른 방법을 사용하여 달성 할 수없는 달성이었다

그러나 dxt is흰색 엑스레이(주 8)가 사용되므로 사용의 예제가 제한되어 있습니다 대부분의 현대적인 대형 싱크로트론 방사선 시설은 단색 안전한 바카라 사이트 레이를 사용하므로 빔 라인 설계 단계에서 흰색 안전한 바카라 사이트 레이의 사용을 고려하지 않습니다 따라서 이번에는 단색 안전한 바카라 사이트 레이를 실험했을 때 회절 안전한 바카라 사이트 선 강도가 명확하게 깜박임 (깜박임 안전한 바카라 사이트ray: 안전한 바카라 사이트Ray Blinking)는 세계에서 처음으로 감지되었습니다 그런 다음이 안전한 바카라 사이트 선 깜박임으로부터 단일 분자 역학에 대한 정보를 추출하려고 시도했으며, 회절 안전한 바카라 사이트 선점 강도의 자기 상관이 하나의 분자의 동역학 속도와 높은 상관 관계가 있음을 발견했습니다 다음으로 안전한 바카라 사이트 레이 광원은 다음과 같습니다대형 싱크로스크 시설 Spring-8(주 9)보다 5 배 적은 안전한 바카라 사이트 선 강도로 변경되었을 때, 아세틸 콜린 결합 단백질 (ACHBP)이 관찰되었고 명확한 안전한 바카라 사이트 레이 깜박임이 관찰되었다 또한, 싱크로트론 방사선을 사용할 때와 동일한 분석을 통해, 우리는 아세틸 콜린 (ACH)이 ACHBP에 결합 할 때 ACHBP의 상부 구조가 100 밀리 초의 순서에 따라 좌측 및 올바른 분할을 변동한다는 사실을 성공적으로 평가했습니다 이 결과는이 측정 기술이 크기가 크게 줄어든 실험실 수준에서 사용될 수 있으며 노출량은 매우 작으므로 미래에 다양한 개발이 이루어질 것으로 예상 될 수 있습니다 예를 들어 다양한 라트 틱 상수의 나노 결정의 움직임을 동시에 측정 할 수있는 다마 리리스 측정, 장기 관찰 및 다색 레이블과 같은 다색 레이블과 같은 다양한 개발이 이루어질 것으로 예상됩니다

이 연구 결과는 Nature Publishing Group (Nature Publishing Group) 전자 저널 "과학 보고서"의 온라인 브레이킹 뉴스 버전에서 출시 될 예정입니다

이 연구는 도쿄 대학교, 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 및 고 브로드 라이트 과학 센터 (Spring-8/Jasri) (공중 소득 소득)와 협력하여 수행되었습니다 This research topic was selected from the research topic "3D active site science in biology" (Regional field research project selected by 2014 (2014) for the new academic field research (research area proposal type) "3D active site science in biology" (Regional field representative Professor Hiroji Omon, Nara Institute of Science and Technology), and from the research topic "Fundamental research project, Fundamental research project, Fundamental research project selected by 2015 (2015) for 기본 연구 프로젝트 (A) (지역 연구 프로젝트, Yuji Sasaki 교수), 새로운 학문적 현장 연구 (지역 현장 제안 유형) 및 연구 주제 "실험실에서 자연 변성 단백질을위한 안전한 바카라 사이트 레이 1 분자 역학 측정 장치 개발"(지역 의료 연구 유형) 및 국립 의료 연구 및 개발, 국립 의료 연구 및 개발, 국립 의료 연구 및 개발, 국립 의료 연구 및 개발, 국립 의료 연구 및 개발 of Medical Research and Development, National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National Institute of Medical Research and Development, Japan National 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 국립 의료 연구 개발 연구소, 일본 국립 의료 연구 개발 연구소, 일본 국립 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 및 개발 연구소, 일본 의료 연구 및 개발 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 연구소, 일본 국립 연구소, 일본 국립 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 연구소, 일본 국립 연구소, 일본 국립 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 의료 연구소, 일본 국립 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소 일본 국립 의료 연구 개발 연구소, 일본 의학 연구 및 개발 연구소, 일본 국립 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 개발 연구소, 일본 의료 연구 연구소, 일본 의료 연구 연구소,이 프로젝트는 혁신적인 Advanced Research and Development Project (AMED-CREST)의 기술을위한 기술을 기반으로 한 기술을 수행했습니다 "R & D 분야에서"유지 보수, 변형 및 파괴 시스템 ","인 항상성을 유지하는 인간 네트워크 이해와 고장에 의해 생성 된 병리학 "(연구 및 개발 담당자 : Kuroo Makoto)

게시 된 잡지

잡지 이름 :과학 보고서(온라인 버전 11 월 30 일에 게시 됨)
논문 제목 :회절 안전한 바카라 사이트 선 깜박임 추적 단일 단백질 운동
저자 :h Sekiguchi2, M Kuramochi1, K Ikezaki1, Y Okamura1, K Yoshimura1, K Matsubara1, J W Chang1, N OHTA2, Tai Kubo3, Kazuhiro Mio3, 요시오 스즈키1, Leonard M G Chavas4및 Yuji C Sasaki1, 2, 3, (해당 저자 : H Sekiguchi, Y C Sasaki)
1 도쿄 대학교, 새로운 지역 제작 과학 대학원, 재료 부, 2 고 브로드 가벼운 과학 연구 센터 (Jasri/Spring-8), 3 AIST 및 University, Advanced Operand 측정 기술 Open Innovation Laboratory, 4proxima-i, synchrotron soleil(프랑스 파리의 대형 가벼운 시설)

첨부

그림 1
(그림 1) DXT, 1 분자 추적 방법 및 DXB, 1 분자 플래싱 방법의 원리의 차이 두 가지 방법의 분석 중 핵심 요소는 안전한 바카라 사이트 선 회절 지점의 위치 정보에서 강도 정보로 변경되었습니다 이 실현은 매우 민감한 안전한 바카라 사이트 선 검출기를위한 정량 분석 기술의 발전에 크게 기여합니다

그림 2
(그림 2) 이번에 발견 된 안전한 바카라 사이트ray 깜박 거리는 현상 (회절 안전한 바카라 사이트 선 깜박임)는 Synchrotron Light의 단색 안전한 바카라 사이트 레이 및 실험실 광원의 단색 안전한 바카라 사이트 레이를 사용하여 예를 사용하여 관찰되었습니다 둘 다 명확한 깜박임 현상을 확인하고 세계에서 처음으로 이것에 대한 간단한 해석을 제안했습니다


용어집

(참고 1) Synchrotron Light의 단색 안전한 바카라 사이트 레이
반짝이는 빛은 얇고 강력한 전자기파 (빛)이며 전자가 전자 모자에 의해 이동 방향으로 빛과 구부러진 속도로 가속 될 때 생성되며 다양한 파장의 흰색 엑스레이를 생성 할 수 있습니다 이 흰색 안전한 바카라 사이트 레이가 단결정 (회절 격자)에 적용되면 반사됩니다 (회절) 이 시점의 회절 각도는 Bragg의 법칙을 따릅니다 따라서 특정 파장 만 반영 할 수 있습니다 즉, 연속 파장을 갖는 흰색 안전한 바카라 사이트 선으로부터 안전한 바카라 사이트 선을 회절함으로써, 특정 파장을 추출 할 수있다 이 광학 요소는 일반적으로 단색으로 지칭된다 안전한 바카라 사이트 선 영역의 경우, 실리콘 단결정이 종종 사용됩니다 정상적인 싱크로트론 방사선 시설의 각 빔 라인은이 단색을 사용하여 단색을 사용하여 측정합니다[참조로 돌아 가기]
(주 2) 안전한 바카라 사이트 레이 노출
안전한 바카라 사이트 선 노출은 안전한 바카라 사이트 선 조사로 인한 흡수 용량을 말하며, 흡수 용량 또는 용량이라고도합니다 양은 물질의 유형에 의존하지 않기 때문에, 의료 환경에서 장기 흡수 용량의 단위로 사용되며, 이는 치료받는 사람에게 노출 된 용량을 나타냅니다 안전한 바카라 사이트 선 프로브는 동일한 양자 프로브 인 전자 빔과 비교하여 샘플에 대해 매우 작은 손상 효과를 갖기 때문에 종종 "비파괴 프로브"라고 불립니다 그러나 큰 강도 안전한 바카라 사이트 선으로 조사 될 때 고 에너지 광선이기 때문에 문제는 광전자 효과로 인한 샘플의 파괴가 무시할 수 없으며 문제를 피할 수 있다는 것입니다[참조로 돌아 가기]
(주 3) 안전한 바카라 사이트ray 단일 분자 추적 방법 (회절 안전한 바카라 사이트 선 추적; DXT)
수십 개의 나노 미터의 금 나노 결정으로 동적 특성을 평가하는 분자 및 어셈블리를 라벨링하는 방법, 금 나노 결정에서 안전한 바카라 사이트 레이에서 회절 된 라우 스팟의 움직임으로 금 나노 결정의 움직임을 추적합니다 주로 회전 운동을 감지하지만 정확도는 밀리 라디안보다 낮으며 (001도 미만), 번역 거리가 이동하는 것으로 표현하면 피코 미터의 높은 정확도를 자랑합니다 시간 분해능을 사용하는 고속 카메라에 의존하지만 가장 빠른 100 나노초 측정을 달성합니다 이것은 가시 범위에서 단일 분자 측정을위한 세계에서 가장 높은 속도입니다 이 방법은 1998 년에 Yuji 교수에 의해 고안되어 2000 년에 발표되었으며 지금까지 많은 단백질 분자의 내부 움직임을 측정했으며 출판되었습니다 (물리 검토 서신, 물리적 검토, 생화학 및 생물 물리학 적 연구 커뮤니케이션, 세포, 생물 물리학 J, 과학 보고서등) 원리는 그림 1을 참조하십시오 현재, DXT는 동적 분자 어셈블리의 내부 회전 운동 (이종 구조 재료)의 내부 회전 운동을 감지하는 유일한 방법이다 이 방법을 사용하면 단일 컬러 안전한 바카라 사이트 레이 라인 에서도이 DXT를 측정 할 수 있습니다회절 안전한 바카라 사이트 선 깜박임(dxb) 그림 1은 대조적으로 DXT 및 DXB를 설명합니다[참조로 돌아 가기]
(참고 4) 회절 안전한 바카라 사이트 선 깜박임
1990 년대에, 가시 광선의 강도가 밀리 초에서 두 번째로 반복적으로 번쩍이는 현상이 발견되었으며, 이는 "깜박임 현상"이라고 불렸고, "깜박임 현상"이라고 불렸고, 측정 정보가 피할 수없는 현상의 전형적인 예라고한다 지금까지 형광 단백질녹색 형광 단백질(GFP)에서 유기 형광 분자 및 반도체 양자점에 이르기까지 단일 분자 측정에 사용되는 다양한 염료에서 유사한 깜박임 현상이 관찰되었다 스탠포드 대학교교수 우리 Moerner단일 분자 수준에서 GFP (YFP)의 황색 돌연변이 체의 발광 특성을 조사하고, 488 nm에서 흥분되어 형광을 깜박이고 몇 차례의 깜박임 후, YFP 분자는 안정적인 어두운 상태로 들어갔다 이 발견은 2014 년에 노벨 화학상을 수상했습니다 안전한 바카라 사이트Ray가 그러한 번쩍이는 강도를 확인한 것은 이번이 처음이며 (그림 2), 안전한 바카라 사이트 레이 광원에 관계없이 회절 안전한 바카라 사이트 레이를 방출하는 나노 결정 특성에서 파생 된 것으로 확인되었습니다[참조로 돌아 가기]
(주 5) 자기 상관
타임 축을 기반으로 한 데이터의 수학적 분석 방법 중 하나 자기 상관은 획득 된 데이터가 시간 이동 신호와 얼마나 잘 일치하는지에 대한 척도이며, 시간 이동의 크기의 함수로 표현됩니다 신호에 포함 된 작은 패턴을 검색하는 데 유용한 기본 1 차 분석 방법 이며이 데이터 분석을 기반으로보다 자세한 분석을 진행하는 데 사용할 수 있습니다 자기 상관 분석 방법은 또한 아래에 도시 된 전자 현미경을 사용하여 단일 입자 분석 및 가시 영역에서 동적 광 산란을 사용하여 사용되었다 안전한 바카라 사이트 선 광자 상관 분광법 (안전한 바카라 사이트 선 광자 상관 분광학: xpcs)가 사용되었지만 측정 조건은 매우 제한되었으며 측정은 특수 샘플 시스템으로 제한되었습니다 대조적으로,이 발견에서 개발되고 입증 된 DXB는 광범위한 측정 조건을 가지고 있으며 일반적인 목적 측정 방법으로 발전 할 것으로 예상됩니다[참조로 돌아 가기]
(참고 6) 가시광을 사용한 초-해상도 현미경 기술
광학 현미경의 이론적 한계 (평면 방향에서 약 200 나노 미터)를 초과하는 해상도에서 형광 관찰을 허용하는 이미지 처리를 포함하는 현미경 기술 이 기술은 이전에 본 적이없는 매우 높은 해상도 관찰을 허용하며, 3 명의 미국 연구원들이 2014 년 노벨 화학상을 받았습니다 안전한 바카라 사이트 선 단일 분자 추적 방법은이 원리를 활용하기 때문에, 이들은 수퍼 해상도 현미경의 안전한 바카라 사이트 선 버전이라고 할 수있다[참조로 돌아 가기]
(주 7) 전자 현미경을 사용한 단일 입자 분석 방법
전자 현미경을 사용하여 단백질 분자 구조를 분석하기위한 종래의 방법에서, 단백질 분자의 2 차원 결정을 사용하여 구조를 결정 하였다 그러나이 결정화 과정은 매우 어렵고 일반적인 방법으로 개발되지 않았습니다 이 방법은 아이디어를 바꾸고, 많은 수의 균일 한 입자를 관찰하며, 단일 분자 (입자)의 구조를 결정하기 위해 이미지 처리에 의해 이미지를 오버합니다 단일 이미지보다 높은 해상도 이미지가 얻어졌으며 결과적으로 3D 구조가 성공적으로 결정되었습니다 또한, 전자 빔 조사로 인한 손상 문제를 극복하기 위해, 우리는 또한 극저온 전자 현미경을 사용했으며, 최근 원자 분해능으로 3 차원 구조를 성공적으로 분석했습니다 현재 많은 연구자들은이 방법을 사용하여 역학을 분석하고 있으며, 이러한 역학 정보조차도 탐지 할 수 있다고 생각합니다 이 방법을 개발 한 3 명의 서구 연구원들은 2017 년 노벨 화학상을 수상했습니다[참조로 돌아 가기]
(주 8) 흰색 안전한 바카라 사이트 레이
빛 중에서 안전한 바카라 사이트 레이 (안전한 바카라 사이트ray)라는 범위의 광범위한 파장을 함유하는 빛을 흰색 안전한 바카라 사이트 레이라고합니다 그것은 Bremsstrahlung, Synchrotron 방사선 등에 의해 생성 된 연속 스펙트럼을 나타내는 안전한 바카라 사이트 레이를 말합니다 흰색 안전한 바카라 사이트 선의 경우, 그것들은 단 하나의 파장만을 함유한다는 의미에서 단색 안전한 바카라 사이트 레이라고합니다[참조로 돌아 가기]
(주 9) 대형 싱크로트론 방사선 시설 Spring-8
이것은 Hyogo 현의 Harima Science Park City에서 세계 최고 성능의 싱크로트론 방사선을 생산하는 Riken Research Institute의 시설이며, High Brightness Light Science Research Center (JASRI) (공공 관심사 설립)는 운전 및 사용자 지원을 제공합니다 Spring-8의 이름은SUperPHotonRing-8GEV에서 시작되었습니다 동기 조명은 얇고 강력한 조명이며 전자가 전자가 빛과 거의 동일한 속도로 가속 될 때 생성되고 전자석에 의해 이동 방향으로 구부러집니다 Spring-8 은이 싱크로트론 방사선을 사용하여 나노 기술에서 생명 공학 및 산업 사용에 이르기까지 광범위한 연구를 수행합니다[참조로 돌아 가기]



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