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分子イメージング



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分子イメージング
  • 分子イメージングとは?
    • 遺伝子やタンパク質が、体の中でどんなふうに働いているかを分子サイズで目に見えるようにする技術。

  • 生きたまま観察
    1. 2007年、東京大学の中村仁彦教授らのグループは、実験動物の細胞内にあるタンパク質を生きたままで高精度に観察する技術を開発した。
      厚みのある細胞を生きたまま観察できる「共焦点レーザー顕微鏡」とロボット制御技術を組み合わせた


生体内分子を可視化するナノセンサ分子開発
  1. 科学技術振興調整費プロジェクトの1つ。大阪大学の菊池和也教授は「生体内の分子や細胞の働きを観察するハードは大幅に進歩した。みたい分子を検出するプローブ(探針)をうまく開発すれば、体の奥深くで起きる生命現象も観察可能」と語る。
  2. 分子イメージング技術では、PET(陽電子放射断層撮影装置)が多く使われている。しかし、
        ・装置が大がかりで高価。
        ・さらに被爆の恐れがある。
        ・一度に1種類のプローブしか測定できない。
    ので、MRIで開発を進める。
    • MRIは体内の水素原子を磁気で反応させて内部を写す。
    • 水の存在する場所ごとに環境が異なるので、信号の強度が変わり画像は鮮明になる。
    • がしかし、タンパク質の結合などは観察できない。
  3. そこで、磁気と反応しやすいフッ素を使った。
    MRIの造影剤に金属のガドリニウムを使っている。ガドリニウムとフッ素をアミノ酸で鎖としてつなぐと、ガドリニウムとフッ素が信号を打ち消し合う。遺伝子が作る酵素で、この鎖が切れて、両原子が離れると信号が強くなって検出される仕組みだ。鎖となるアミノ酸の種類を選択すれば、狙った酵素反応を検出できる。



動きを画像化
  1. 脳の働き具合は代謝物質の状態と連動する。脳の萎縮や機能低下の前段階の神経細胞の活性低下を代謝物質の動きから観察できる。日立製作所は高磁場MRIを使って脳梗塞やアルツハイマー病の早期診断への応用を目指す。
    脳梗塞が進むと血流が悪くなり、細胞に届く酸素が減って細胞内のエネルギー代謝を担う物質の腸や比率が変化する。
    アルツハイマー病でも、タウタンパク質やアミロイドベータと呼ぶ物質がたまる前に細胞内の代謝が変化すると考えられている





高分子
(分子)molecule
  • =1個の独立の粒子として行動する原子の結合体のこと。


(化合物)compound
  • =2種類以上の元素が結合してできた物質。


(高分子)macromolecule
  1. =分子量が非常に大きい分子(分子量1万〜数百万)
  2. 高分子化合物(macromolecular compound)
    1. =高分子の集合体。
    2. 高分子化合物では単量体(モノマーmonomer)が基本単位となり、これが共有結合でつながって重合体(ポリマーpolymer)になっている。
    3. ポリマーと高分子化合物はほぼ同義で使われる。
    4. 高分子化合物の種類
      • 合成高分子・・・合成樹脂、合成ゴムなど
      • 天然高分子


4つの生体分子
  1. 糖(suger
  2. 脂質(lipid)
  3. アミノ酸とタンパク質(protein)
  4. ヌクレオチドと核酸(nucleic acid)





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