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生体材料：60個のサブユニットからなる超安定正二十面体タンパク質の設計
Nature 535, 7610 doi: 10.1038/nature18010
正二十面体は最大のプラトン立体であり、正二十面体タンパク質構造体は生物系においてパッケージングや輸送に広く用いられている。そうした構造体を、標的化送達から多価免疫原提示までさまざまな別の用途に利用することに、かなりの関心が寄せられている。精密に規定された高秩序正二十面体構造体を自己集合形成するタンパク質を設計できれば、特定の用途に特化した特性を持つ新世代のタンパク質コンテナが実現する可能性が開かれるだろう。今回我々は、三量体タンパク質を構成要素として自己集合形成される25 nmの正二十面体ナノケージのコンピューターによる設計について報告する。設計したタンパク質を大腸菌（Escherichia coli）に作らせたところ、このタンパク質が集合して設計モデルとほぼ同一の正二十面体粒子の均一集団を形成することが、電子顕微鏡観察によって見いだされた。得られた正二十面体粒子は、6.7 Mの塩酸グアニジン中で80°Cまで安定だが、2～2.25 Mのチオシアン酸グアニジン中では、極めて突然かつ可逆的に分解する。この正二十面体は、遺伝子の融合に対してロバストである。すなわち、1つまたは2つの緑色蛍光タンパク質（GFP）のコピーを60個のサブユニットのそれぞれと融合させて光学顕微鏡用の強蛍光性「標準光源」を作ったり、正二十面体の20個の五量体面のそれぞれの中央に、設計したタンパク質五量体を1個ずつ配置することで、ケージの入口/出口チャネルのサイズを調節したりできる。こうしたロバストでカスタマイズ可能なナノケージは、標的化薬物送達、ワクチン設計、合成生物学において大いに役立つはずである。
