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イオン化支援基板 DIUTHAME(ジュテーム)
ユーザーインタビュー02
数学的に、化学的に、生物学的に理解する。
DIUTHAMEはそれを叶えてくれるツール。
広島⼤学理学部化学科・⼤学院理学研究科数理分⼦⽣命理学専攻
泉俊輔 教授
「⽣体機能の化学的・⽣化学的解明と開発」をテーマに⽣命科学分野の基礎研究を行っている泉教授に研究におけるDIUTHAMEのメリットや今後の展望をインタビューしました。
今回インタビューにご協力いただいた、同研究室の高路さん（左）、今村さん（中央）、泉教授（右）
本⽇は、広島⼤学理学部化学科・⼤学院理学研究科数理分⼦⽣命理学専攻 ⽣物化学研究室の泉俊輔教授、同研究室の今村さんと⾼路さんに、DIUTHAMEについてインタビューさせていただきます。まず最初に主な研究内容をお聞かせください。
●今村さん
⽣体試料の中にある未同定物質の探索を⾏っています。
⽣体には、特定の機能・ふるまいをする物質があるという予測はされていますが、その機能性物質が何なのかは、まだよく分かっていません。
その物質をDIUTHAMEで検出できないか、という期待を持って検討している所です。
●泉教授
その⼀つの研究として、ウニの卵割に関する研究も⾏っており、ある機能性物質が存在すると仮定すれば、説明できる数学的モデルが組めます。
しかしながら、その物質が何なのか今のところ分かっていません。その機能性物質は、もしかすると新物質かもしれません。
理論に基づき仮説を⽴ててから、その仮説を実験で実証するということですね。
●泉教授
そうです。今まで⽣体膜の上にあるものは全く掴みどころがありませんでした。
特に分⼦量が⼩さいものはMALDIでは測定できませんでしたが、DIUTHAMEであれば測定できる可能性があり、期待しています。
MALDIでは測定できない理由はどこにあるのでしょうか？
●泉教授
⼤きな理由は、マトリックスにあります。
MALDIでマトリックスを蒸着すると、蒸着による影響で細胞は死んでしまいます。
また、マトリックスを蒸着した時点でマトリックスくらいの分⼦量、あるいはそれ以下の物質はマトリックス由来のノイズと重なって測定できません。
それに対しDIUTHAMEはマトリックスを使わないため、⽣きた状態に近い細胞の質量分析が可能で、マトリックスよりもっと⼩さい質量まで測れる可能性があります。
※⽣物化学研究室では、⼤気圧イオン化を備えたTOF-MS 装置を使⽤しています。
その他にDIUTHAME をお使いいただいているうえで感じているメリットはありますか？
●今村さん
DIUTHAME表⾯の平坦性と、マトリックスを使わないことによる再現性の⾼さはメリットです。
このことにより、もしスペクトルの分布に違いがあれば、それは、サンプルの個体差、もしくは測定条件によるもの、または測定者の技術不⾜などに限定できます。
これらは分析を⾏なう上で⾮常に重要だと感じています。
●⾼路さん
あと、要らないピークを考えなくて済みます。
あるサンプルから検出したい成分が低分⼦だった場合、MALDIだとマトリックス由来のピークに阻害されますが、マトリックスを使わないDIUTHAMEは阻害が無いので、「あっ、これって試料由来のピークだ」と分かります。
必要なピークが出ていると判断できるのが良いところです。
DIUTHAMEの他にはどのような測定法で検出されていますか？
●今村さん
主にGCMSやLCMSを使っていました。
しかし、その⽅法では、例えば1 個の細胞を⾒たいとなったときにホモジナイズ、つまり、サンプルを均⼀な溶液にしてそこから抽出するという作業が必要でした。
DIUTHAMEは、細胞のどこに局在しているのかイメージングして捉えることができ、⾮常に優れた⼿法だと感じました。
●高路さん
そうですね。
あとはDIUTHAMEを使うことで、⽣体の質量情報と位置情報を複合して考えられるところが⼀番良いところかもしれないです。
逆に、DIUTHAMEに⾜りないところや、ここが不満とか、そういった要望はありますか？
●泉教授
DIUTHAMEのイオン化の仕組みからすると仕⽅のないところですが、薄膜なので取扱い⽅によっては割れてしまいます。
薄膜ゆえの脆さというのはありますね。取り扱いの注意についてはより周知していきたいです。
●⾼路さん
MALDIプレートやITOスライドグラスではない場合でも使いやすいと助かります。
ウニの卵を使ったイメージングMSを⾏なう場合、DIUTHAMEは問題無くITO スライドグラスに貼れます。
ただ、例えばTLCを⾏なった成分をそのままDIUTHAMEで吸い上げてイメージングMSを⾏なう場合、TLC表⾯がシリカなのでDIUTHAMEの接着⾯と接着できず、シリカを削るという前処理が必要でした。⾊々な場⾯を想定した接着⾯の仕様があると助かります。
●泉教授
DIUTHAMEを使って測定すると必ず出るピークがあります。
そのピークはキャリブレーション⽤として使えるので、要望という意味で、そのピークを公開していただければありがたいです。
※TLC：薄層クロマトグラフィー
※DIUTHAME表⾯は導電層としてPtを蒸着しており、そのピークが検出されることがあります。
⼤変貴重なご意⾒をありがとうございます。これからの課題として、是⾮、前向きに検討してみたいと思います。
MS ユーザにとって必要な情報を考えて、今後の開発に反映できるように頑張ります。
先ほど、ウニの卵割に関するご研究をされているとお伺いしましたが、もう少し詳しく教えてください。
元々はどういった⽅法で実験検証をされていたのですか。
●泉教授
実験による検証⽅法はできていなかったので、「その場所にあるのではないか？」という仮説まで⽴てた段階で、留まっていました。
そのため、実証実験を始めたのはDIUTHAMEを知ってからになります。
ウニの卵割メカニズムは、最初に申し上げた通り、ある化合物が影響していると仮定すれば数学的なモデルとも合致します。
しかし、化学に携わっている研究者は、その化合物を検出する⽅法があるにもかかわらず、その化合物を検出できないとものすごく不安です。
分⼦量がいくつで、どれくらいの量があるか分からないと、我々は現象を理解していないということです。
私たちの研究室には⽣物系の学⽣もいますが、例えば質量顕微鏡で、ここにどの位の化合物が分布しているのか、それを⾒せないと理解に繋がっていかない。
つまり、数学的に理解する、化学的に理解する、⽣物学的に理解するという、全部含めて理解しなければいけません。
そういったことを含めてDIUTHAMEは全部叶えてくれるツールだと思っています。
今までできなかったことがDIUTHAMEを使うことでできるようになる。
先⽣のDIUTHAMEを使ってのご研究は、DIUTHAMEのキラーアプリケーションだと感じています。
●泉教授
だからDIUTHAMEの講演を浜松で聞いたときには、「違う世界がみえるぞ！」と思いました。
※2016 年11 ⽉11 ⽇開催の第145 回質量分析学会関東談話会・第7 回質量分析学会中部談話会が浜松ホトニクス豊岡⼯場で開催され、初めてDIUTHAME に関する発表を⾏ない、それ以来、ご協⼒いただいています。
疑問や課題を持っている研究者が、先⽣のDIUTHAMEを使った発表をご覧になって、「これ、この研究に使えるのでは？」と感じていただけると我々も嬉しいです。
DIUTHAMEを使った今後の研究成果に期待しています。
今後ともよろしくお願い致します。本⽇は、お忙しい中ありがとうございました。
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