新しい質量分析法で完全なプロテオームを解明：機械学習とNEMSの活用

Tokyoカルテックの研究者たちは、新しい質量分析法を開発しました。これにより、全てのタンパク質をより効率的に研究することが可能になります。機械学習と超小型デバイスを利用することで、科学者たちは粒子や分子の質量を単一分子レベルでより正確に測定することができるようになりました。

この技術は大きな可能性を秘めています。かつて、質量分析法は試料をイオン化する必要があり、生体試料に変化をもたらすことがありました。しかし、新しい手法ではイオン化が不要で、タンパク質を自然の状態で研究できます。この進展は既存の課題を解決することを目指しています。

• サンプルをイオン化せずにそのまま保存できる。
• 大きなタンパク質複合体を小さな断片に分解せずに特定する。
• 何百万ものタンパク質をリアルタイムで高スループット解析することが可能。

新しい可能性を開くNEMS技術：形状に頼らない高精度振動測定へ

科学者たちは、小型で複雑なデバイスであるナノエレクトロメカニカルシステム（NEMS）に新たな手法を用いました。この手法の特徴は、デバイスの形状に関する詳細な知識を必要としない点です。これにより、振動をより正確に、かつ長時間測定できる様々な先進装置の利用が可能になります。

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研究チームは、新しい方法を使用して他のタンパク質の折り畳みを助けるタンパク質であるGroELの個々の粒子を測定しました。この方法により、大きなタンパク質複合体を小さく分解することなく研究することが可能になり、重要な構造情報の損失を防ぎます。従来の質量分析法はこれらの大きな複合体に苦労していましたが、この新しいアプローチはより効果的です。

この技術は、各タンパク質粒子に固有のプロファイルを作成することでそれを特定できます。これらのプロファイルを既存のデータベースと照合することで、研究者は未知の粒子の質量を容易に把握できます。このプロセスは簡素化され、精度と効率を向上させるとともに、粒子の配置をデバイス内で心配する必要がありません。

この進展は、タンパク質の研究における大きな前進です。タンパク質の相互作用を理解することで、生物学や医学における新たな発見が加速する可能性があります。ネイティブ単一分子質量分析法を用いることで、細胞の働きや病気の発症メカニズム、治療法の探究がより深まります。