ここ数年、外出時に混雑を気にすることが多くなりました。一方、私たちの体内に目を向けると、細胞の中も混雑することがあるのだそうです。
細胞内の混み具合を研究しているのが、北村 朗（きたむら あきら）講師（先端生命科学研究院）です。2023年7月26日にプレスリリース「高速な細胞内分子クラウディングセンサーの開発に成功」を出した北村講師にインタビューしました。
細胞の中が混雑するのは、どのようなときですか？
例えば、細胞の周りで塩分濃度が高くなったときです。ちょうど野菜に塩をふったときのように、細胞内の水分が外へ漏れ出します。すると細胞が縮み、中はタンパク質などの分子で混み合った「分子クラウディング状態」になります。
混雑は、どうやって調べるのですか？
使ったのは、光るタンパク質eGFP（単量体緑色蛍光タンパク質）です。
eGFPの光るしくみは蛍光です。蛍光が起こるとき、分子は光を吸収してエネルギーの高い状態になります。そのあとで、余分なエネルギーを別の色の光として放出します。光を吸収してから放出するまでの時間を「蛍光寿命」といいます。
eGFPを入れた細胞に塩の溶液をかけて混雑を起こします。細胞内が混雑するとeGFPの蛍光寿命は短くなります。つまりeGFPの蛍光寿命の長さは、混雑具合が分かるセンサーになるのです。
これまでも混雑センサーとして使われていた分子はありましたが、それよりも高性能なんですよ。
どのような点で高性能なのですか？
eGFPは従来の分子に比べて小さいため、混雑している箇所を細かく調べられます。また塩の溶液をかけたときに、蛍光寿命が変化してから落ち着くまでの時間が短いので、細胞内の変化を迅速に感知できます。
黄緑色に光っているのがeGFP
細胞内の混雑を調べる目的は何ですか？
細胞内ではタンパク質が集まって「凝集体」を作ることがあります。凝集体はアルツハイマー病などの神経変性疾患につながると考えられています。一方で、細胞内の混雑を解消するために凝集体が作られることもあります。
細胞が状態を一定に保って生存していくことと、凝集体との関係を明らかにしたいと思っています。それには凝集体が出来始める瞬間を捉えることが重要なのですが、ちょっと問題がありまして…。
問題とは？
蛍光寿命を測定できる装置が、なかなかないのです。
今回の測定は、どうしたのですか？
スウェーデンのカロリンスカ研究所と共同研究を行い、先方が開発した蛍光寿命イメージング装置で測定しました。2人の大学院生（当時）が向こうに滞在して測定したデータが、論文の元になっています。
なるほど。共同研究という手がありますか。
大学院生のとき、研究室に顕微鏡が少なく、使いたいときは外で借りていました。以来、目的を達成するために装置を追い求めて行動しています。共同研究のための知り合い作りも心がけてきました
共同研究には、学生の力も大きいですね。
教員は、研究室の運営などを考えると、海外に長期滞在するのは容易ではありません。でも学生が行ってデータを取ってくれれば、今はZoomなどでやりとりもできるので、研究が進みます。上手に共同研究することが大事ですね。
手元に装置がなくても研究できますか？
装置を借りた場合、測定は短い期間しかできません。凝集体が出来る瞬間を捉えるには、やはり長期的な測定が必要です。蛍光寿命を高精度に測れる装置は導入したいと思っています。高額なので、大学の共同機器などで実現できるといいのですが。
今後、研究していきたいテーマは？
タンパク質の凝集体に興味があって研究を続けてきました。凝集体にもいろいろなタイプがあります。話し出すと長くなりますが…。
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凝集体好きだという北村講師。お話の続きはまた別の機会に、お届けできればと思います！