神経伝達物質放出調節の新機構を解明：Munc13-1新規自己抑制構造とカルシウム調節作用に関する研究レビュー 一、学術的背景と研究の発端 ニューロン間のシグナル伝達は化学シナプスに依存しており、シナプス前終末の神経伝達物質は小胞のエクソサイトーシス（突触胞放出、synaptic exocytosis）によって正確に放出されます。そして、シナプス活動ゾーン（active zone, AZ）はこの過程の分子的基盤を形成しています。シナプス活動ゾーンのタンパク質複合体は、小胞のドッキング、プライミング、融合、および伝達物質放出の正確性を決定するだけでなく、神経可塑性など高度な神経機能にも中心的な役割を果たしています。 多数の突触放出調節分子の中でも、Munc13ファミリーのタンパク質（Munc13...

シミュレーションベース推論による単分子構造認識の加速 ――《amortized template matching of molecular conformations from cryoelectron microscopy images using simulation-based inference》研究ニュースレポート 研究背景と意義 分子生物学や構造生物学の分野において、生体高分子がどのように異なる構造（コンフォメーション）へと転換してその機能を発揮するかを理解することは、生命現象のメカニズムを解明する核心的な目標です。よく知られているように、タンパク質や核酸などの生体高分子は高度な柔軟性を持ち、細胞内で様々な構造間を絶えず再編成しています。そして、これら異なるコンフォメーションは...

光制御モーターと光漂白を窓口として細胞骨格アクティブマター・ネットワークの全体収縮と局所拡散を解明——原著論文「motor-driven microtubule diffusion in a photobleached dynamical coordinate system」の読み解き 学術研究の背景 アクティブマター（Active matter）システムは、近年の生物物理学および合成生物学における最先端トピックです。アクティブマターとは、エネルギーを消費し自身の運動や力発生に用いる「アクティブ成分」から構成されるシステムを指し、たとえば分子モーター（molecular motors）や細胞骨格（cytoskeleton）繊維などが挙げられます。アクティブマターシステムは生物体内で広く存在し...

学術的背景 γδ T細胞は免疫システムにおいて特異なサブセットであり、そのT細胞受容体（TCR）はγ鎖とδ鎖で構成され、微生物や腫瘍細胞が産生するリン酸抗原（phosphoantigens, PAg）などの非ペプチド抗原を認識できる。特に、Vγ9Vδ2 T細胞はヒト循環系中で最も主要なγδ T細胞サブセットであり、感染防御や抗腫瘍免疫において重要な役割を担っている。しかし、PAgが細胞膜受容体を介してγδ T細胞を活性化する分子メカニズムは長らく不明であった。 Butyrophilin（BTN）ファミリー蛋白質（BTN3A1やBTN2A1など）はPAgのセンサーとして同定されたが、BTN受容体複合体の組み立て様式、PAg誘導による構造変化、およびγδ TCRとの相互作用メカニズムは未解明のま...

学術的背景 プロトン伝達（proton transfer）は、生物エネルギー変換（ATP合成など）やシグナル伝達において中心的な役割を果たす。従来の理論では、プロトンは水分子鎖やアミノ酸側鎖を介した「ホッピング機構」（hopping mechanism）によって輸送されると考えられてきたが、近年提唱された「プロトン共役電子移動」（PCET, proton-coupled electron transfer）仮説では、電子移動がこの過程に同期して関与する可能性が示唆されている。生命システムは高度なキラリティー（chirality）特性を持つため、「キラリティ誘起スピン選択性」（CISS, chiral-induced spin selectivity）効果——つまりキラル環境で電子が移動する際...