교토 대학의 요시무라 나리히로 교수, 도호쿠 대학의 스즈키 유키 조교, 올림푸스 주식회사 등의 연구 그룹은, 세포가 외계의 물질을 흡수할 때의 직경수 100nm의 함입 구조를 살아있는 세포로 가시화해, 그 분자 기구에 관한 새로운 지견을 얻는 데 성공했다.
세포가 외계의 물질을 세포 내에 도입하는 방법으로서, 세포막의 함입에 의해 외부 물질을 내부에 도입하는 구조 "엔도사이토시스"가 중심적인 역할을 한다.지금까지, 엔도시토시스에 관여하는 단백질이 어떠한 형상 변화를 거쳐 막 함입이 진행되는지에 관해서는 불명점이 많았다.
이번 연구 그룹은 올림푸스 주식회사와 공동으로 "살아있는 세포의 세포막을 가시화하기 위한 고속 주사형 프로브 현미경"의 개발에 임했다.주사형 프로브 현미경은 시료 표면을 "수수께끼"하는 구조이기 때문에, 세포에 주는 힘을 크게 약하게 함으로써, 세포막의 형상을 수나노미터(1밀리의 100만분의 1)의 분해능으로 가시화하는 것으로 성공했다.또한, 고분해능의 형광 현미경과 조합함으로써, 단백질의 국재를 동시에 가시화하는 기술을 확립하고, 엔도시토시스에 수반하는 막 형상 변화의 메카니즘을 분자 수준에서 해명하는 데 성공했다.
특히 막의 함입이 최종적으로 세포막으로부터 분리되어 소포를 형성할 때에는 주변에 세포내 골격이 일과적으로 집합하여 세포막에 큰 힘을 미치는 것을 알았다.이것은 엔도시토시스와 세포골격의 관계를 나타내는 중요한 결과이다.
이번 기술에 의해, 예를 들면, 바이러스의 침입이나 출아의 실시간 관찰이 가능하게 되어, 감염 기구의 해명이 진행되는 것으로 생각된다.게다가 암이나 신경질환, 면역반응 등 다양한 질환의 원해명에 새로운 지견을 가져올 것으로 기대된다.
