2021/07/12

【論文紹介】3Dプリンターで作ったタンパク質キャンディーを教育に使う(Science Advances)

 本ブログの趣旨にぴったりの面白い論文がScience姉妹誌(Science Advances)に最近出ているのを見つけたので紹介したい。

 3Dプリンタで作成したタンパク質模型を本ブログでたびたび紹介している。中でも、以下に示す「川上モデル」は美しさと質感が最高で、講義、高校での模擬授業などで欠かせない教材(小道具)だ。山形大の川上勝さんが考案した特殊な製法で作られたこの模型は素材のベースがシリコンなので弾力性がある。思わず触りたくなる逸品なのだが、触った人の感想に「グミみたいで食べたくなりますね」というのがある。

→ 制作元:スタジオミダスHP


前置きが長くなったが、実際にグミなどで作ったタンパク質モデルを教育に使うという論文が出た。今回紹介するScience Advances論文は、3Dプリンタで作った「キャンディー」、つまり、食べたり、口に入れるタンパク質模型が主役である。

Visualizing 3D imagery by mouth using candy-like models

Baumer KM et al, Science Advances  28 May 2021: Vol. 7, no. 22, eabh0691

DOI: 10.1126/sciadv.abh0691 (オープンアクセス)

この論文の紹介記事 → Gummy models may be aid for students with vision loss (Nerdist) 

Science podcast (July 8 2021): 3D-printed candy proteins 

 論文の図をそのまま載せることはできないので、ぜひ上記の論文そのもの、もしくは紹介ニュースに載っている図を見てほしい。本ブログを楽しんでもらっている読者なら嬉しくなる図がいくつもある。とりあえずは、3Dプリンタでさまざまなタンパク質模型を1㎝くらい、もしくは米粒大に作ったというのが論文の前段である。

 が、単に3Dプリンタで食べられるタンパク質模型を作ったというだけでは、Science姉妹誌に載らないだろう。本論文の主題は、複雑なタンパク質の立体構造を区別するのに口の中は適していて、触覚や視覚に匹敵するくらいである、というのだ。さらには、視覚障害を持った学生へタンパク質の立体構造を理解してもらうのに触るよりも口に入れてもらう方がいい、ということである。
 実際には、グミキャンディーモデルだけでなく、口に入れてもいいような素材でできたタンパク質模型を作って、被験者に口に入れてもらってテストしている。一種の心理学での実験みたいなものだろう。ちなみに、この論文のジャーナルでのカテゴリーはNeuroscienceになっている。

 この論文を知ったのは、たまに聴いているScienceのポッドキャストに取り上げられて筆頭著者の大学院生がしゃべっていたからだ。基本的には、その院生の思い付きでのキャンディープロジェクトが発展したということのようだ。こういう一般の方へのアウトリーチ的な内容でもアイディア次第でインパクトのある論文に仕上がるのだなぁという感想も持った。

私も何かできることがあるかもしれない。


2021/05/16

中国からのシャペロニン7量体もどき土産

  少しずつブログネタがあったのだが、下書きのまま公開せずそのままにしていた。

特に、お土産や記念品としてもらっていたものがたくさんあって申し訳なく思っていた。最近、ウェブサイトをリニューアルしたりして、宣伝活動モードになっているので、少しずつ紹介していきたい。

まずは、現在私のラボで今春から博士研究員になった野島達也さんからのお土産である。と言っても、野島さんが中国で職を得ていた1年半ほど前(コロナ禍になる前)、一時帰国した際にもらったものだ。

本ブログでの長年の鉄板ネタの一つ、シャペロニンGroELの7量体もどきということで、7角形の品々である。


3ついただいた中で写真の左に置いたメタルな7量体は、ハンドスピナーの一種でくるくる回る。回ってもきちっと7つが見えますね。





残り二つ、赤と黒の物体はネジらしい。何で7角形になっているのかは不明だ。野島氏が言うにはネットで7角形の何かを探して見つけたということだ。

2つ重ねてダブルリングにしてみたのがこちら。



このダブルリングの上で7量体スピナーを回してみたのが下の写真。GroELのパートナーであるGroESも7量体なのでスピナーをGroESに見立てるとGroEL7-GroEL7-GroES7になって、非対称の弾丸型複合体となる(ちょっとGroESが大きく頭でっかちだが)。赤と黒を微妙にずらして重ねているのは、実際のGroELダブルリングでもそうなっているからである。


さて、タンパク質の回転と聞いてニヤッとする人がいるかもしれない。タンパク質の中にはATP合成酵素(F1-ATPase)のように回転するものもあるが、GroESがGroELと結合しつつ回転するということは知られていない(少なくとも今までの知見では)。

こうやって書いてみると、モノとしての質感もステキだし、動きもあってブログネタとして好適であった。早い投稿を心がけないといけない・・・。

いずれにせよ、野島さん、おもしろいモノをありがとうございました。


2021/04/24

「マルチファセットプロテインズ」的なランプのギフト

 いつの頃からか3月に行われる送別会にて卒業生が記念品をくれるようになった。今年はコロナ禍のため送別会自体は当然中止だったが、記念品は準備してくれていてラボで渡してくれた。

カラフルなランプである。


と言っても、売り物をそのまま買ったモノではない。

骨組みだけのランプシェードにカラフルなセロハンを貼り付けてくれた手作りだ。ステンドグラスみたいにも見えるが、これはマルチファセットプロテインズの申請時から象徴的に使っていたカラフルな宝石をモチーフに作ってくれたということでたいへん嬉しいプレゼントである。かたちが立体的というのもたいへん好みだ。




もちろんランプとして光ってくれる。




よーく見ていると、だんだんと自分が好きなアレに見えてきた。7量体リングからなるシャペロン、シャペロニンGroELである。基本は六角形なのだが、傾けたり、いろいろしていると、角度によって7量体になるのである(ちょっと無理やりだが・・・)。学生たちもそこまでは考えていなかっただろう・・・。



ついでに言えば、GroEL研究も続けています。


2021/01/13

学術変革領域 (A)「マルチファセット・プロテインズ」がスタート(キックオフミーティングのお知らせ)

  今年度から発足した科研費学術変革領域 (A)にめでたく採択された。

マルチファセット・プロテインズ:拡大し変容するタンパク質の世界

という領域である。


マルチファセット・プロテインズ

領域概要:この数年間での発見や技術革新により、従来のタンパク質像が揺らいでいる。例えば、非典型的な翻訳が普遍的に起こるため、タンパク質の種類は急激に増加している。また、細胞内でのタンパク質の機能発現様式も多様であることがわかってきた。つまり、タンパク質の世界において従来見えていなかった多くの面(マルチファセット)が見えはじめている。この拡大し変容しつつある真のタンパク質像を理解するためには、マルチファセットにタンパク質の世界を捉えなおす必要がある。そこで本領域では、突出した成果をもつ研究者を束ねて融合研究を推進することで、従来のタンパク質に関する固定観念を刷新し、未踏のタンパク質世界を開拓することを目的とする。あらゆる生命現象に関わるタンパク質の描像を変革し、生命科学のパラダイムシフトに貢献する。


領域のウェブサイトを仮オープン(→http://proteins.jp)したので、もう少し詳しく知りたい方はそちらを見てほしい。

なお、領域発足に当たってキックオフミーティングをZoomウェビナーで1月26日(火)に開催する運びである。以下がその案内。

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文部科学省科学研究費補助金・学術変革領域研究 (A)
「マルチファセット・プロテインズ:拡大し変容するタンパク質の世界」キックオフミーティングのお知らせ

 この数年間での発見や技術革新により、タンパク質の世界において従来見えていなかった多くの面(マルチファセット)が見えはじめています。本領域では、この拡大し変容しつつある真のタンパク質像を理解するためにマルチファセットにタンパク質の世界を捉えなおすことで、従来のタンパク質に関する固定観念を刷新し、未踏のタンパク質世界を開拓することを目的としています。
 本領域の発足にあたり、以下のようにキックオフミーティングをオンラインで開催し、領域概要、公募研究について説明しますので興味ある方はふるってご参加ください。
領域代表 田口 英樹(東京工業大学)

日時:2021年1月26日(火)13:30-15:55

Zoomウェビナーによる開催(事前登録制、参加費無料)
登録用URL https://zoom.us/webinar/register/WN_WU321LHSSKaIR3qrZBVjxQ
・第1部(領域概要・公募説明)は録画した内容を後日HPにて公開予定です。
・質疑応答はZoomのチャット機能にて行います。

【第1部:領域概要・公募説明】
13:30-13:50 領域概要説明(領域代表:田口 英樹)(録画)
13:50-14:00 公募研究について(領域代表:田口 英樹)(録画)
14:00-14:10 質疑応答
休憩
【第2部:計画研究概要説明】
14:20-14:30 田口 英樹(東京工業大学 科学技術創成研究院 細胞制御工学研究センター)
「非典型的な翻訳動態の多様性・普遍性と分子機構」
14:30-14:40 千葉 志信(京都産業大学・生命科学部)
「機能性翻訳途上鎖の生理機能と分子機構」
14:40-14:50 永井 義隆(近畿大学・医学部)
「新規AUG非依存性RAN翻訳の分子機構とその神経変性病態における役割」
14:50-15:00 松本 有樹修(九州大学・医学部)
「ノンコーディングRNAから産生されるタンパク質の生理機能」
休憩
15:10〜15:20 遠藤 斗志也(京都産業大学 生命科学部)
「細胞内タンパク質の多重局在とその制御機構の解明」
15:20〜15:30 松本 雅記(新潟大学 医歯学系)
「未開拓プロテオームの同定・定量技術の開発」
15:30〜15:40 渡邉 力也(理化学研究所)
「未開拓タンパク質の1分子計測技術・デバイス開発」
15:40〜15:50 太田 元規(名古屋大学 情報学研究科)
「未開拓タンパク質データの収集・特徴抽出・予測」
15:50〜15:55 閉会あいさつ(領域代表:田口 英樹)

閉会後にも質疑応答時間を設ける予定です。

問い合わせ先:

領域関連:田口英樹  taguchi@bio.titech.ac.jp
本ミーティング関連: multifacetedproteins@gmail.com
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文部科学省科学研究費補助金・学術変革領域研究 (A)
「マルチファセット・プロテインズ:拡大し変容するタンパク質の世界」(略称:多面的蛋白質世界)
(2020-2024年度:領域代表 田口英樹 東京工業大学・科学技術創成研究院)
領域ウェブサイト http://proteins.jp
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