課題番号 ：S-19-NR-0028
利用形態 ：共同研究
利用課題名（日本語） ：光圧によるミオグロビンのアミロイド線維形成の研究
Program Title (English) ：Studies on amyloid fibril formation of myoglobin by optical trapping
利用者名（日本語） ：杉山輝樹1), 廣田俊2)
Username (English) ：T. Sugiyama1), S. Hirota2)
所属名（日本語） ：1) 国立交通大学応用化学系, 2) 奈良先端大物質
Affiliation (English) ：1) Dep. Appl. Chem, NCTU, 2) Div. Mat. Sci., NAIST

１．概要（Summary ）
体内におけるアミロイド線維の沈着は、アルツハイマー型認知症、パーキンソン病などさまざまな疾患の発症に強く関与している。これら疾患の治療及び予防法を開発するためには、アミロイド線維の生成メカニズムを深く理解することが不可欠である。しかしながら現在、アミロイド線維が生成する場所や時間を正確に予知、特定することは極めて困難であり、これがアミロイド線維の生成メカニズム解明へのボトルネックとなっている。
　一方、レーザーを溶液中に急激に絞り込むと、光―物質相互作用により物質に対して勾配力が働き（光圧）、ナノメートルオーダーの分子はレーザー光強度の最も強い集光点に集められる。本研究では、この光圧を利用して、溶液中のミオグロビンを狙った場所、望む時間に集め、アミロイド線維を人工的に、時空間制御しながら作製することを目的とする。

　２．実験（Experimental）
　作製したアミロイド線維は、アミロイド線維に特異的に蛍光を発する色素チオフラビンTをプローブとして加えてその蛍光強度をリアルタイムに観測すると共に、ナノテクプラットフォーム事業の支援による透過型電子顕微鏡(JEOL, JEM-3100FEF)による線維構造の確認を、物質創成科学領域の藤原正裕技術職員にお願いした。

３．結果と考察（Results and Discussion）
　レーザーをミオグロビン溶液に集光すると、光圧によりミログロビンまたはそのクラスターが集光点に集められ、30分程度で凝集体が形成した。この時、蛍光発光強度の大幅な増加が観察された。アミロイド線維の形成を確認するため、TEM観察を行った（図1）。TEM画像では、多数のフィブリル構造とその束が観察された。これらの結果から、光圧によるミオグロビンのアミロイド線維に成功したと結論付けた。

４．その他・特記事項（Others）
K. Yuyama, M. Ueda, S. Nagao, S. Hirota, T. Sugiyama, and H. Masuhara, “A single spherical assembly of protein amyloid fibrils formed by laser trapping” Angew. Chem. Int. Ed. 56 (24), 6739-6743 (2017).
この共同研究の成果の論文を基に研究を行っている。

５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
C.-L. Chiu, P.-H. Lo, C.-J. Chang, H. Yang, S. Hirota, H. Masuhara, and T. Sugiyama, “Fabrication of amyloid fibrils of cytochrome c disulfide dimers by optical trapping”, 第67回応用物理学会春季学術講演会, 令和2年3月14日.

６．関連特許（Patent）
なし