東京大学と（独）産業技術総合研究所、兵庫県立大学、（公財）高輝度光科学研究センターは9月16日、神経細胞の表面にある受容体タンパク質分子が、外からのシグナルを受けて動く姿を世界で初めて観察することに成功したと発表した。
■副作用ない「アロステリック創薬」に基盤技術
観察したのは情報伝達を司る「ニコチン性アセチルコリン受容体」と呼ばれるタンパク質分子の運動。ニコチン性アセチルコリン受容体は、神経伝達物質のアセチルコリンをキャッチすると、分子構造の中心部分が開口し、そこからイオンが流入することにより神経細胞の活動（興奮性）を調節しているといわれている。
これまでの研究で、チャネルは「開」、「閉」、それと「脱感作状態」（伝達物質を受けても開かない状態）をとることは知られていたが、チャンネルの開閉過程を直接観察したことはなかった。
東京大学大学院新領域創成科学研究所の佐々木裕次教授を中心とする研究グループは、今回「X線1分子追跡法」という計測手法を用い、ニコチン性アセチルコリン受容体1分子の分子内部運動を、100マイクロ秒（1万分の1秒）の時分解能で、かつピコメートル（1mmの10億分の1）の精度で、動画として観察することに成功した。
実験ではエイの体からニコチン性アセチルコリン受容体を取り出し、これに超微小な金ナノ結晶を標識として付け、この動きをX線で観察した。
その結果、アセチルコリンが結合すると、それに伴ってねじれ運動と傾き運動の2つの回転軸の運動が活性化されること、またアセチルコリンの結合を阻害する物質の存在下ではこれらの運動が不活化することが観察された。
ニコチン性アセチルコリン受容体タンパク質は、5つのサブユニットから構成されており、今回の観察で、各サブユニットの構成を変えることで多様な運動を実現できることが分かったという。
副作用のない薬づくりをアロステリック創薬と呼んでいるが、アロステリック創薬の実現には分子内部動態情報の取得が必須とされている。今回用いたX線計測手法はこれを可能とするもので、研究グループは、アロステリック創薬にきわめて重要な基盤技術を提供するもので、創薬への貢献が大いに期待されるとしている。
