(高速AFM)を開発した。「私は、学部学生時代からずっとタンパク質に興味がありました。タンパク質はほぼすべての生命現象を担う基本的な物質だからです」と安藤教授は語る。「筋収縮や細胞分裂など、ほとんどの生物学的プロセスはタンパク質の働きによります。タンパク質の動態を直接観察する方法を見つけたいと考えたのです。この好奇心が最終的には高速AFMの発明につながりました。この技術は現在、世界中の研究室で活用されています」。NMRなどの構造解析法が主に用いられてきた。生体分子を蛍光プローブで標識し、その動きを蛍光顕微鏡で観察する方法もある。これらの手法にはそれぞれ限界がある。蛍光プローブの動きを見ることはできるが、実際のタンパク質分子そのものを見ることはできない。これらの技術では、生体分子の構造と動きを同時に直接観察することはできないのだ。安藤教授はこうした従来技術の限界を突破しようと1993年にAFM装置の高速化に着手。2008年、ついに高速AFMを完成させた[1]。この発明の重要さを反映して、現在、高速AFMは様々な生物学的プロセスを可視化するために活用されている(図1)。モータータンパク質であるミオシンVがアクチンフィラメント上を動く姿を捉えた映像は圧巻である[2](下にある2番目の動画)。高速AFMは、精製されたタンパク質分子の動態を可視化できる。これは極めて優れた技術だが、限界もある。真核細胞の膜のように極めて柔らかい観察対象では、AFMの探針が接触すると大きく変形し、その結果、ぼやけた低解像度の画像しか得られない。安藤教授らはこの問題を解決し、非侵襲、且つ、高速・高解像で生体分子を観察可能な高速走査型イオン伝導顕微鏡(高速SICM)の開発を現在進めている。壁厚が1nm未満のSICMプローブの開発が必要となる。図2は、ナノピペットの先端に張った脂質二重層を利用したカーボンナノチューブ(CNT)ピペットだ。「私たちはナノピペットに張った脂質二重層にCNTを挿入し、CNT中を流れるイオン電流を観察することに成功しました」と安藤教授は語る。「これは長期的目標の達成に有望です。現在、CNTナノピペットプローブを用いた高速SICMシステムも開発中です」。図2:カーボンナノチューブ(CNT)ピペット2008年、安藤教授は、液中の生体試料を可視化できる世界最速の高速AFMを開発した。今、その関心は、生命科学分野の新たな領域を開く可能性を秘める高解像高速SICMの開発に向いている。研究ハイライト安藤教授は、その輝かしい経歴を通じ、世界的に高く評価されているインパクトの高い論文をいくつも発表してきた。2001年の高速AFMに関する最初の論文[3](これまでの引用回数は600以上)では、従来のAFMシステムの限界が示され、また、液中環境で観察可能な高速AFMをいかに設計・構築したかに関し、極めて示唆に富む内容がまとめられている。高速AFMの応用に関する影響の大きな論文は、2010年『Nature』の、ミオシンVの動態[2]、光で活性化したバクテリオロドプシンの振る舞い[4]、セルロース表面上のセルラーゼの加水分解効率と並進運動[5]、回転子のないATP分解酵素F1の化学・構造状態の回転伝搬[6]、ATP分解反応中の分子シャペロンClpBの動的構造変化[7]、その他(図1参照)など、多数に上る。(学内専用)アクセスAccessお問い合わせLanguage:▼JPEN。