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理研と東北大など、テラヘルツ光照射による細胞内タンパク質重合体の断片化について発表

発表日:2020年6月2日

テラヘルツ光照射による細胞内タンパク質重合体の断片化

-THzパルス光が衝撃波として生体内部へ到達する可能性を発見-

理化学研究所(理研)光量子工学研究センターテラヘルツイメージング研究チームの山崎祥他基礎科学特別研究員、保科宏道上級研究員、大谷知行チームリーダー、東北大学大学院農学研究科の原田昌彦教授、量子科学技術研究開発機構の坪内雅明上席研究員、大阪大学産業科学研究所の磯山悟朗特任教授、京都大学大学院農学研究科の小川雄一准教授らの共同研究グループ(※)は、水溶液中で培養した細胞にテラヘルツ(THz)[1]パルス光を照射した際、その光エネルギーが水溶液中を「衝撃波[2]」として伝搬し、細胞内のタンパク質重合体を断片化することを明らかにしました。

本研究成果は、THzパルス光が生体内の水に吸収されて衝撃波を生み出し、生体内部の細胞や組織に作用する可能性を示しており、今後の安全指針策定や、THz光を用いた新しい細胞操作技術の創出につながると期待できます。

今回、共同研究グループは、大阪大学産業科学研究所の自由電子レーザー[3]によって発生したTHzパルス光(周波数4THz、80~250μJ/cm2)を、水溶液中の培養細胞に向けて照射したところ、細胞内に存在するタンパク質重合体(アクチン[4]繊維)が切断され、断片化することを発見しました。この断片化は、THz光が到達できない水深数mmで観察されたことから、THz光がタンパク質重合体に直接作用したのではなく、水表面で吸収された光エネルギーが衝撃波として水溶液中を伝搬し、細胞内のタンパク質重合体構造の変化を誘起したと考えられます。

本研究は、科学雑誌『Scientific Reports』オンライン版(6月2日付)に掲載されます。

*参考画像は添付の関連資料を参照

*以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

参考画像

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0535001_01.JPG

添付リリース

https://release.nikkei.co.jp/attach_file/0535001_02.pdf

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