와세다대학과 도쿄공업대학 등의 연구팀은 세포 안의 에너지 대사에서 중심적인 역할을 하는 아데노신 삼인산(ATP)을 검출하는 빨강·녹·청(RGB)색 형광 ATP 센서 개발에 성공했다.이번 성과는 그 밖에 도쿄 대학, 싱가포르 국립 대학, 하버드 대학과의 국제 공동 연구에 의한 것.
지구상의 생물은 영양소를 분해하여 얻은 에너지를 ATP의 형태로 변환·보존한다.필요에 따라 ATP로부터 에너지를 꺼내, 세포내의 다양한 화학 반응을 정체없이 진행시키거나, 필요한 장소에 필요한 물질을 수송하는 시스템을 움직이거나 한다.이 ATP의 세포내 분포를 이해하는 가장 유력한 방법 중 하나가 형광 이미징 기술이다.이는 세포 내의 ATP 농도 변화의 정보를 형광 신호(형광의 밝기의 강약)로 변환하는 형광 ATP 센서를 세포 안에 도입하고 형광 현미경을 이용하여 살아있는 세포를 관찰하는 기술이다.
연구팀은 표적으로 하는 ATP에 특이적으로 결합하는 단백질(ATP 합성효소의 일부)과 형광을 발하는 색소를 포함한 형광 단백질을 펩티드 링커로 연결하고, 그 길이나 링커를 구성하는 아미노산의 종류를 독자적인 수법으로 최적화하는 것으로, 청·녹·적색의 형광 ATP 센서를 개발했다.이 형광 ATP 센서의 자유로운 조합에 의해, 종래 기술에서는 원리적으로 매우 어려웠던 「동일한 세포내의 다른 장소의 ATP의 동태의 동시 관찰」이나, 「ATP 이외의 다른 신호나 단백질의 동태 와의 동시 관찰」등이 가능하게 되었다.
이번에 개발한 일련의 형광 ATP 센서는 범용성이 높은 연구 툴로서 창약·의료 기술 개발에 ATP에 관련된 신호 전달 경로의 비주얼 에비던스라는 새로운 시점을 더해 개발 연구를 가속적으로 진행할 것으로 기대 된다.
