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画像化技術:ローカリゼーション原子間力顕微鏡法

Nature 594, 7863 doi: 10.1038/s41586-021-03551-x

生体分子の構造ダイナミクスを単一分子レベルで理解することは、分子機構に関する我々の知識を深めるのに不可欠である。現在、生理学的に適切な条件において、サブナノメートルスケールでダイナミクスを捉えられる手法はほとんどない。原子間力顕微鏡法(AFM)には、生理学的緩衝液中の非標識単一分子を常温常圧で分析できるという利点があるが、その分解能によって生体分子のコンホメーションの詳細の評価は制限される。今回我々は、現在の分解能の制約を克服するために開発した、ローカリゼーションAFM(LAFM)という手法を報告する。我々は、高速AFMデータや従来型AFMデータのピーク位置にローカリゼーション画像再構成アルゴリズムを適用することによって、探針半径によって課される限界を超えて分解能を向上させ、自然条件や動的条件において柔軟なタンパク質表面上の単一アミノ酸残基を解像した。LAFMによって、多分子の画像または時間をかけて得た単一分子の多くの画像のいずれかから高分解能マップの計算が可能になり、これによって単一分子の構造解析が容易になる。LAFMは取得後画像再構成法であり、あらゆる生体分子のAFMデータセットに適用できる。

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