2009/12/24

シャペロニン vs. F1-ATPase

タイトルはマジメ(?)だが、何のことはないケーキでの勝負である。

 恩師の吉田先生が昨年度末で東工大を退職ということで同窓会が催され、その会のメインイベントの一つとして出されたのがこれらのケーキ。同窓生有志(大阪大学・野地研の田端さん、上野さん、野地さんら)が事前にシフォンケーキからして手作りで作った大作だ(ぼくはアイディアは出して企画段階では関わったが、制作段階ではシャペロニンの方の生クリームを塗ったくらいです)。

 我らがシャペロニンGroELはGroESが一つ結合した弾丸型構造を模している(右上写真)。基質タンパク質と見立てるお菓子のヒモが少しはみ出ているのも意味深いのだが、それにはここでは触れない。


 一方、左に載せたF1-ATPaseはα3β3の6つのサブユニットの間に回転子γ(ガンマ)サブユニットと見立てるフランスパンが突っ立っている。

このF1-ATPaseにはとてつもない仕掛けがほどこされている。何とこの「γ」フランスパンが回転するのである。



 右の写真を見てもらおう。台座にモーターが仕込まれており、「γ」フランスパンと直結している。モーターには当然スイッチが付いているというわけだ。ご丁寧にスイッチは回転が切り替えられるようになっており、ATPの分解方向、合成方向が指一本で制御可能なハイテクだ。




 宴たけなわにて、このケーキたちの登場とあいなった。F1ケーキにはなんとジェット風船が装着されている。まさにF1-ATPaseの回転の可視化である。

 吉田先生によるスイッチオンでクライマックスに達し、集まった同窓生一同の度肝を抜いたのは言うまでもない。




 「回転」を実感してもらうという意味で、やはり動画を見せないことにはおさまらないであろう。(以下のリンクもしくは写真をクリック)


ということで勝敗はあっという間に決し、F1-ATPaseの圧勝である。

 いや、野地研の技術力にはおそれ入りました。おかげでぼくも含めて集まった皆がたいへん楽しめました。

(このネタ、いつか載せようと思いつつ半年以上経ってしまい鮮度が落ちてしまいました・・・)

以下 、おまけの制作風景です。GroELは円筒形のシフォンケーキなので空洞もきちんと空いている。フタのGroESはメロンパンである。




2009/12/23

フットボール型ケーキ

 かなり古い話題になってしまったが、今年のぼくの誕生日にラボでお祝いをしてもらった際、メンバーたちが二種類ケーキを作ってくれた。ケーキでお祝いしてくれるだけでもたいへんうれしいことだが、今回はさらにおまけがついた。なんと、研究テーマに関連した「かたち」にケーキを仕上げてくれたのである。

 一つはシャペロニンGroEL/ES複合体のフットボールを模したケーキ。真ん中の四角いところがGroELのダブルリングで、上下の三角がGroESである。ちなみにフットボール複合体は研究者によっては「Symmetric complex」ということもあるように上下で対称のかたちになっている。イメージを伝えてケーキ屋さんに加工してもらったということだ。




もう一つは一見ふつうのケーキのように見えるかもしれないが、中心に書かれているのは「出芽酵母」のつもりということだ。上が母細胞、下が娘細胞という出芽した状態の細胞で、星で現したプリオンタンパク質が母から娘へと流れ込むようすを示しているらしい。さらに言えば、星は量子ドット(Qdot)を意味している。この背景には、最近当研究室で行ったプリオンタンパク質にQdotを結合させて個別のプリオンタンパク質の動態を可視化する、という研究にインスパイアされた、ということだ。

このような楽しい企画を考えてくれたメンバーに感謝したい。

なお、この「シャペロニン」ケーキが、次に紹介する吉田研同窓会でのメインイベント「回転するF1ケーキ」につながったことを付記しておきたい。

2009/12/13

寄木細工の「プリオン」


箱根に行く機会があった。箱根の伝統工芸として寄木細工がよく知られている。とあるギフトショップにて発見したのが写真の寄木細工キーホルダー。何に見立てるかというと、プリオンである。

プリオンはタンパク質性の感染因子と定義されていて、概念を説明するときには下のような図を使っている。簡単に説明しておこう。

よく知られているクロイツフェルトヤコブ病、狂牛病などのプリオン病の研究から、タンパク質の立体構造の異常が増殖していく現象が見つかった。プリオンは、タンパク質(の異常構造)が自己増殖するという点でタンパク質科学の常識を破る概念であるが、今では出芽酵母などにも多数プリオン的な挙動をするタンパク質が発見されている。



この概念図の赤い矢印のような形で示したのがプリオンである。丸い緑の正常型が構造変換すると分子間で規則的に結合していき結果として線維状タンパク質となる。この線維(アミロイド線維)が伸びるときには方向性がある、という結果を以前示したこともあり(Inoue, Y., et al. J. Biol. Chem. 2001)、矢印でベクトルを示したわけである。

前置きが長くなったが、上で紹介した寄木細工のキーホルダーを見て、思わず「プリオンだ!」となったわけである。アミロイド研究者なら、これをアミロイドと見立てるかもしれない(実際、プリオンとアミロイドの境界は明確ではなく、最近の知見では「プリオン=増殖しやすいアミロイド」というようになってきている)。

みやげ物屋では寄木細工の仕掛け箱(箱に仕込まれている仕掛けを手順を踏んで解除しないと開かないようになった箱)の実演も楽しんだ。


2009/11/22

変性タンパク質もどき消しゴム?


海外に出かけるとネタが増える。

次に紹介するのはケンブリッジの博物館のショップで購入した消しゴム(だと思う)。

きれいな色がねじれているような硬めのゴムであまり自由にくねくねとはしないが、シャペロニンを模した幾何学玩具(8量体シャペロニンもどき)と組み合わせると、[ シャペロニンー変性タンパク質 ] 複合体と見立てることができる。


ちなみにそのケンブリッジの博物館ではダーウィン展が開かれていた。


2009/11/15

7量体リングのシャペロニン(GroEL)入手!

 1年ほど前のこの欄に「8量体シャペロニン?」と題した投稿をした。先日の海外出張の途中で自分の専門である7量体シャペロニン、つまり真正細菌型シャペロニン(GroEL)に類したおもちゃを見つけたのでここに紹介したい。

背景としては、シャペロニンは進化的に見て大きく二つ、真正細菌型GroELと真核細胞(グループ2)型CCTに分類される。CCTは8つの異なるサブユニットからなるリングが二つ重なったタンパク質で、以前紹介したのは「8量体もどき」であった。自分の専門はGroEL型であり、こちらは7量体(が重なったダブルリング構造)であるので実は「これが7つだったらなぁ・・・」と思っていたのが正直なところであった。


その想いが通じたのか、パリの街を歩いているときに露天商が売っているこのおもちゃを見て、「サブユニット」を数えたときにはうれしかった。7つだったからだ。
その露天商はその場で針金とペンチを使ってこれを組み上げていた。インドから来ているという彼いわく「一つ作るのに2時間かかる」、「これはインド発祥なのだ」とか。出来もいいので、迷わず価格交渉を行い、色違いを3つまとめて購入(GroELを研究しているメンバーへのおみやげとした)。そのインド人はなぜぼくが3つも購入したのか不思議だったかもしれない。



なお、最初に見つけた「8量体」の方がサイズが大きく、「7量体」は小さい。

こういうおもちゃやパズルはなぜか海外で見つかることが多いのが、少しさみしいような気もしないでもない。大きい方は日本の知育玩具のお店で見つけたものである。研究室の一般公開や講義の小道具にもうってつけの一品。シャペロン研究者ならぜひ入手してもらいたいものである。 (「パワーオーブ」で検索すると出てきます)

(一部、「タンパク質の社会」ニュースレターのコラムより抜粋)

2009/11/08

ニュースレター第4号発行

10月上旬に特定領域「タンパク質の社会」のニュースレター第4を発行した。


この号の表紙はこのブログを読んできた方には一目瞭然。シャペロニンのフットボール複合体である。特集は、手前味噌のGroEL特集。最近我々の研究を含めてGroELの作用機構について新しい知見が蓄積しているのでそれをまとめてみたのである。さらには、HorwichとHartlというシャペロニン分野の大物二人の間での論争の経緯なども紹介している。




他にもいつものように関連シンポジウムなどのレポート、海外留学記なども載せてある。読みたい方は事務局(protein.community@gmail.com)まで連絡をください。ウェブ版PDFのパスワードを教えます(もしくは発送リストに載せます)。

2009/08/25

eSOL: 大腸菌全タンパク質可溶性データベース


シャペロンがない状態で大腸菌の全タンパク質(4000種類強)を個別に試験管内で合成して、凝集体になりやすいかどうかを網羅的に調べた(Niwa, T. et al., PNAS 2009 → pdf)。この結果はベーシックなタンパク質科学としてたいへんに興味深い知見(タンパク質には凝集になりやすい集団とそうでない集団の二つに分かれる、などなど)があったのも重要だが、実用的な意味でも今後貴重なリソースになると考えている。実際、バイオインフォマティクスの研究者を中心に予想以上に反響があって、うれしい限りである。

ただ、論文では統計的にしか結果を示していないので、個々のタンパク質が溶けやすいのか、凝集になりやすいのかは論文を見ただけではわからない。
そのようなこともあって、国立遺伝学研究所の専門家にウェブで検索可能なデータベースを構築してもらうことになり、既に公開されているのでここでも紹介しておきたい。
 
eSOL (Solubility database of all E. coli proteins)
http://www.tanpaku.org/tp-esol/

みなさんぜひお使いください。
使い勝手などで要望などありましたら、どうぞお気軽にコメントをお寄せください。

2009/03/30

ニュースレター第3号

 3月末に特定領域のニュースレター第3号を発行した。


 この号の目玉はHartl博士のインタビューである。HartlはシャペロニンGroEL研究を牽引するだけでなく、今ではシャペロン関連の分野のリーダーの一人でもある。インタビューは神戸で開催された分生・生化学会合同年会に彼が特別講演者の一人として招待されたのを機に行った。はじめてのインタビューで事前に質問などある程度は準備したが、実際に始まるとそれどころではないことがわかった・・・。同行してくれた名大の遠藤斗志也さんにもずいぶんと助けてもらって何とかこなせた、というのが実感である。本当はもっといろいろと話を聞いたのだが、割愛した部分も多々ある。さらには、もっと突っ込んだことを聞きたくもあったのだが、流れというのが一回できると関係ないことを聞くのは難しいものである。

 他にも領域班会議や関連シンポジウムなどのレポートが満載である。読みたい方は事務局(protein.community@gmail.com)まで連絡をください(と言ってもぼくのところに届くわけですが)。ウェブ版PDFのパスワードを教えます(もしくは発送リストに載せます)。

2009/03/29

地図合わせパズル


 以下で少し珍しい色合わせパズルを紹介した。そのときに一緒に購入したのがこの地球儀型パズルである。

 地球儀に切れ目が見えると思うが、そこの一部がルービックキューブのように回転するようになっていて、配置が崩れて元に戻すという代物だ。

 表面は紙で、動きはぎこちない。なので、あまり動かしすぎると表面がすぐにはがれてきそうで今のところ元の地球の配置のままである。

 なお、この地球儀パズルも含めて、下のレインボーキューブや「光学異性」ペン、その他を購入していた近所の店が3月で閉店するということでかなり残念。この地球儀パズルとレインボーキューブは前から店にあることは知ってはいたが、そうやって見ている人ばかり多かったのかもしれない。他にも見ていてほれぼれとする芸術品の積み木(たとえばネフ社)などを置いていたが、かなり高かったからなぁ。

レインボーキューブ

 80年代初頭に一世を風靡したルービックキューブがまた息を吹き返し、その流れを汲むパズルが多数世に出回っている。

 ここで紹介するのはその一つで名前はレインボーキューブ。フォールディングというわけではないが、カラフルで美しいので思わず購入した。

 説明書によると「理化学研究所が結晶構造をモデルとして開発した色合わせパズル。他の色合わせパズルとの大きなちがいは回転軸が4本あることです」ということでである。

難しく言うと「面心立方最密充填構造」というらしく、この構造をとる金や銀などがやわらかくて延伸性があって加工しやすいのは滑り面が多いかららしい。

 がちゃがちゃ動かしてばらばらの色にしたのが下の写真。
ランダムになったらなったでかなり美しい・・・ので直す気にならない??

研究室ジグソーパズル


 研究室の送別会にて卒業生たちが送ってくれたのがこのジグソーパズルだった。
卒業生のみなさん、たいへんお疲れさまでした。

 ばらしてからくみ上げるのがパズルにとって本望だろうが、ばらしてだれかの顔のピースがなくなったら・・・と思うとこのまま飾っておくしかないかな。

真ん中上あたりに見えるケーキについては別欄にてあらためて紹介したい。

2009/03/28

どこで見つけるの?


 フォールディングでもシャペロンでもプリオンでもない(笑)が、単に見ていて気に入ったので買った木のおもちゃ。

 これを買ったのは先日行った神戸市某区での科研費特定領域の会議の後である。その会議にてある方が、「ホームページにいろんなパズルやら何やら載せているが、どこで調達するのか?」と質問してくれた。「どこと決まっているわけではないけど、最近は近所の知育玩具のお店ですかね・・・」なんて話していた翌日の帰り道にこの亀?のおもちゃと下のポリペプチドもどきを買った。ちなみにTさん、駅のすぐ横の売店です。

 この亀さんは実は静止画だと良さがフルには伝わらない一品である。動かすと上に乗っかっているカラフルな玉が一緒に回りとてもキレイというかかわいいのだ。いつか思いだしたら、動画を撮ってアップしたい。

フォールディングパズル再び

 以下で似たようなのをいくつか紹介しているが、ポリペプチド鎖のようなおもちゃを見つけたので紹介。

材質は木。あまり自由度はないし、16個しかつながっていない。短いのでペプチドレベルというべきか。




2009/02/20

「分子シャペロンの基礎」がオンラインで読める

 もうかれこれ10年近く前だが、東工大時代に吉田先生と一緒に「分子シャペロンの基礎」という総説を「分子シャペロンによる細胞機能制御」(2001、シュプリンガーフェアラーク)に書いた。この内容は吉田賢右研究室ウェブサイト(現・京都産業大学)のシャペロンの解説記事の元ネタであるが、「原典」の3分の2程度がオンラインで読めることが判明した(→こちら)。Googleに「ブック検索」というコーナーがあり、そこで引っ掛かってきたのだ。基本的にはプレビューということだが、この総説の肝心なところは幸いカバーされているので、これを読んでいる「シャペロンって何」って思っている方々はぜひ読んでください。

 この総説はシャペロン入門とでも言うべきもので、「教授」が研究室見学に来た「学生」にシャペロンとは何かを対話形式で説明していくというスタイルである。その二人以外にも研究室の「院生」がちゃちゃを入れながら話が進んでいくのだが、この対話形式は話の展開がしやすくてなかなか書きやすかったのを覚えているし、かなり好評を博した(主に同業者間ですが・・・)。ほんとうは新たに書き直した「シャペロンの基礎2009」みたいなのを作りたいが、なかなか余裕がないのが残念・・・。

2009/01/10

オワンクラゲ

 GFPについて11/6に少し書いて、それは次のネタへの伏線・・・と書いた後、更新をさぼっていた。


 GFPがオワンクラゲ由来であることはノーベル賞受賞の下村博士のおかげで多くの一般の人にまで知られるようになった。しかし、実際にそのクラゲを見たことがある人は少ない、というよりほとんどいないだろう。そもそもオワンクラゲを見ることができる場所がほとんどない。

 日本で見ることができるのは、山形県鶴岡市の加茂水族館である。加茂水族館はそれほど大きな水族館ではないが、クラゲの展示数が世界一多いことで知られている。
 で、先日(と言ってももう10月下旬)、慶応大学の鶴岡キャンパス(山形県)に共同研究で行く用事があったので、そのついでに加茂水族館に立ち寄ってきた。オワンクラゲを一目見たいと思ったのだ。
 
 30種類以上のクラゲが展示されているとあって、クラゲの展示は圧巻である。オワンクラゲの展示に到達する前に種々の美しい
クラゲがゆらりゆらりと動く姿に見とれて歩いていくとオワンクラゲがいた。展示自体は他の水槽と同じ大きさで特別扱いはなかったが、説明には下村博士のノーベル賞受賞について触れられていた。
 クラゲ全般に言えるのだが、ゆったり動くさまを見ていると実に癒やされるのでデジカメ動画も載せることにします。


 他に展示されているクラゲ全体を見渡すと、オワンクラゲは割と地味かな、というのが第一印象だ。例えば、ツリガネクラゲなど見ていて飽きないほどである。タコクラゲもおもしろい。
 




 


 以下は余談。

 ぼくの研究室では以前より精製したGFPをときおり扱ってい
て、このサイトでも写真で試験管に入った緑に光るGFPを紹介し
ている。加茂水族館に立ち寄る数日前には大学の一般公開があり、そこでGFPを見せたところだったこともあり、このGFPを加茂水族館に寄贈してきた。水族館の方々はオワンクラゲは見慣れていてもノーベル賞のGFPは見たことがないだろう、と思ったからだ。突然の訪問で特に連絡をしていたわけではなく、受付の方に名刺と共にGFPの入ったチューブを数本託してすぐに帰ったのだが、ほどなく、館長さんより直々に電話をいただいた。館長さんにはたいへん感激していただき、寄贈したGFPは、すぐに水族館に展示されたそうだ。この寄贈GFPの話しはニュースにもなったということで面はゆいが多くの方に美しいGFPを生で見てもらえてうれしい限りである。

 
おまけとしては、この水族館はクラゲを最大の売りにしていておみ
やげもクラゲグッズが充実しているし、さらには、クラゲ料理も多数準備されている。その名もクラゲレストラン! 行った時間はお昼を食べたあとで、しかもあまり時間がなかったので何も食べなかったが、次に行くことがあったら、海月(くらげ)ラーメン、クラゲ定食、クラゲアイスをぜひ食してみよう。




2009/01/03

光学異性ペン(左利き用ペン)


 ウェブだけ読んでいる人には知るよしもないが、根っからの左利きである。左利きの人でも、字を書いたり、箸を持つのは右、という人が少なくないが、ぼくはどちらも左だ。

 左利き関連の本やグッズにはふだんから興味ある。いっとき、左利きは早死にする、なんて説がきちんとした学術論文として載ったりしたが、そんな話題にもアンテナを張ってはいる(早死説は気になるところだが、反論もあるようだ。ちなみに、早死説の理由は、左利きはいろんなところでストレスがあったり、事故に遭う確率が高い、ということらしい)。あと、教員として試験監督を行うことがたまにあるが、そんなときに秘かに行っているのは左利き調査だったりする。最近は少しは多くなったのかと思いきや、せいぜい5%というところだろうか。



 前置きはこのくらいにして、ここに紹介するのは左利き用のペンである。ふつうのペンや鉛筆には左も右もないが、こいつは少し凝っていて、人差し指と親指がはまる位置にくぼみがあり、それが左利き用と右利き用を分けている。鏡に写すと右利き用のになるということで、有機化学で言うところの「光学異性」というわけだ。

 ペンの写真だけでは少しわかりにくいかもしれないので実際にペンを持った写真を載せてみる。左で持ったときにはくぼみがピタッとはまるのがわかるだろうか。それに対して、右手で持ったときの写真では人差し指はくぼみにはまっているが、親指がはまっていない。

 書き心地はまずまずかな。少し太めなのでサインを書くようなときにちょうどよい感じだ。 デザインや色合いも秀逸で、最初はそこにピンと来て手に取ってみようとしたら左利きと右利き用があるということに気付いた。ちなみにドイツ製(stabilo.com)。


 左利きグッズで思い出すのは、学生時代に初めて行ったアメリカで、左利き専門のお店をたまたま見つけたときのことだ。こんな店があるんだ、とうれしくなり、小さい店だがくまなく楽しませてもらった。欧米には左利きの人が多いから(というより矯正されないからだと思うが)マーケットとして成り立つのだろうか。  そこでは、左利き用ハサミなるものを購入した。ハサミの刃の付き方も「光学異性」の関係にある。他にもナイフなんかに左だと切りにくいものがあったり、お茶を入れる際の急須も左ではまともに使えない代物だったりするのは右利きの人には知らない世界だろう。

 さて、良い物を買った、と帰国して使ってみたところ・・・、なんとまっすぐに切れない、のだ。左利き用なのに何事か、と思って考察した結果は次のようなものだ。 本来なら使いにくいはずの右利き用の道具なのだが、それに順応してしまっているので、左利き用でもふつうの右利き用の手の動きをしてしまってうまく切れない。

 何とも面倒なことだ。 左利き用ハサミは以来全然使っていない・・・。