​宇宙実験 x "超"精密構造解析

(創薬向け:超精密SBDD支援サービス)

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  • Space BDは​、宇宙領域をコアにバリューチェーンの垂直統合を強力に推進する宇宙商社として、宇宙実験のみにとどまらず、宇宙実験の前後の地上でのウェット業務(タンパク質結晶化等)及びドライ業務(立体構造解析)まで手掛けることで、世界でも唯一無二の、ワンストップ”での超”精密構造解析サービスを提供致します。

  • このようなワンストップサービスは、20年以上前から宇宙での高品質タンパク質結晶生成サービスに取り組み独自のノウハウを蓄積してきたJAXAとのパートナーシップに加えて、地上でのタンパク質結晶化、及び構造解析のエキスパートである(株)丸和栄養食品との強力な戦略的パートナーシップを結ぶことで実現されています。

  • なお、斯かる3社でのパートナーシップは、Space BDが宇宙領域をコアにしたバリューチェーンの垂直統合を推進するために独自に開発するITシステムによって、より強固かつ円滑なものとなっており、ユーザーにとって「より安くて早くてよいサービス」の提供を可能にする、単なる宇宙プレイヤーと地上プレイヤーとの取引関係を超えた、他社にはない競争力の源泉となっています。(* 独自開発のITシステムについては、日経新聞に取り上げて頂きました。https://www.nikkei.com/article/DGXZQODZ22A0G0S1A420C2000000/

個別サービスの詳細

(個別サービスごとに契約を承ることも可能です。お気軽にご相談ください)

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① サンプルの性状確認・精製と 
地上用結晶化条件の検討

宇宙実験の成功率を上げる

  • 宇宙できれいな結晶を作るためには、打ち上げ前の準備が欠かせません。JAXAのこれまでの約20年の経験から、地上でサンプルの性状や結晶化の挙動をきちんと調べて、必要に応じて精製を行うことで、成功の確率が上がることがわかってきました。

  • このようなサンプルの性状の評価のために、SpaceBDでは、以下の4つの実験を主に実施していますが、他の方法も適宜実施致します。

    • SDS PAGE:タンパク質の質量(分子量)に応じてタンパク質を分離させ、タンパク質の均一性を確認。均一性が高いと、より高品質な結晶ができやすい。

    • Native PAGE:電荷に応じてタンパク質を分離させ、タンパク質の均一性を確認

    • DLS (Dynamic Light Scan):粒子直径を計測し、タンパク質が均一か否かを確認

    • クロマトグラフィー:物質間の相互作用を利用して、分子を分離する方法

  • また、そもそもの地上での結晶化条件の検討からサポートすることも可能です。​過去、宇宙実験向けにおよそ5,000以上のタンパク質の結晶化を行ってきた経験を持つタンパク質結晶化のエキスパートである(株)丸和栄養食品とのパートナーシップにより、結晶化の難しいサンプルでもお受けしております。

  • ​加えて、(株)丸和栄養食品とのパートナーシップ、及びSpace BD独自のネットワークにより、タンパク質の発現・調達からお願いしたい、というケースにも、柔軟に対応させて頂きます。

② 特殊な宇宙実験用容器での
結晶化試験及び最適化

宇宙実験に合わせる

  • 宇宙用の結晶化容器として、JAXAが独自に開発したJCB-SGT(JAXA Crystallization Box - Sealbag Gel Tube:右写真) を主に利用しています。PET 製シートでできた細長い筒状の袋で、それぞれ個別に結晶化条件を設定できる3つのセルを備えています。本シートはガス透過性が非常に低く、内容液量の変化は無視できるほど小さく抑えられています。それぞれのセルに、結晶化溶液とタンパク質溶液を含むキャピラリーを1~2本装填します。溶液類の充填は地上で行いますが、結晶化を軌道上で開始するための別の機構と組み合わせてISSへ運ばれます。

  • また、宇宙での結晶化においては、地上での結晶化において一般的であるVD法ではなく、CD法が最良の方法の1つであるという結論に達しました。CD法は、液-液拡散法の一種で、アガロースゲルを充填したシリコンチューブ(ゲルチューブ)とタンパク質溶液が充填されたガラスキャピラリを接続したものを基本単位として利用しています。

  • ​このような宇宙用の結晶化容器へのサンプルの充填、結晶化の地上での事前確認試験、そして試験結果に基づいた結晶化条件の最適化、までSpaceBDでサポート致します。

  • 上記の詳細な技術情報については、下記JAXAのウェブサイトをご確認下さい。 (https://humans-in-space.jaxa.jp/protein/researchers/technology/crystallization_method.html#ctop)

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③ 宇宙実験
(国際宇宙ステーション「きぼう」への打ち上げと結晶化、及び地上への帰還・回収)

​心配無用。1,000以上のサンプル打ち上げ実績

  • サンプルの打ち上げは、ロシアかあるいは米国から行われますが、それぞれの国への日本からの輸送は、Space BDが責任を持って実施します。

  • サンプルは国際宇宙ステーションに到着後、速やかに宇宙飛行士によって結晶化が開始されます。

  • その後、温度をコントロールできる恒温槽内に保管したら、いよいよ実験スタートです。恒温槽の温度設定や制御は、筑波宇宙センターの運用管制室から行います。

  • 結晶化実験の温度は、20℃と4℃のいずれかを選択することができます。宇宙実験中の管理は、地上の筑波宇宙センター(JAXA)の管制官たちが監視と制御を行っております。

  • サンプルはじっくり1~2か月間、宇宙で結晶生成したあとに、ロシアのソユーズ宇宙船や米国のドラゴン補給船で地球に帰ります。

  • なお、打上げ中も帰還中も、振動などによるサンプルへのダメージは御座いません。これは、地上で十分に振動試験を行い試験に合格した特殊なコンテナを用いてサンプルを輸送するためです。

  • なお、折角宇宙で結晶化をしても、宇宙から帰還して手元に戻るまでに、十分に地上の重力を受けるために、結晶はもとに戻ってしまうのでは?といったご質問を頂くことが多々ありますが、そのために、我々は同じサンプル・結晶化条件で、地上対照実験を実施しており、その地上との差分で宇宙実験の成果を確認しております。

④ X線回折及び立体構造解析

​地上だけではなし得なかった、”超”精密構造データを取得

  • 宇宙から帰ってきたサンプルは、顕微鏡にて結晶生成の状況を確認し、無事に高品質な結晶ができているようであれば、国内の「SPring-8」や「Photon Factory」といった放射光施設でX線回折実験を行います。必要に応じて、海外の放射光施設も利用します。

  • その後得らえた回折データをもとに、立体構造解析を行います。高品質な結晶生成によって、単なる標的分子の全体の立体構造だけでなく、分子間の相互作用まで解析できる”超”精密構造解析を実施し、理論的により標的結合力の強い、あるいは標的選択性の高い分子の設計等に生かすことが本サービスのゴールとなります。

(結晶品質の良さを​表す1つの指標である分解能の過去宇宙実験実績データは、以下のJAXAのウェブサイトよりご覧ください。

https://iss.jaxa.jp/kiboresults/utilization/protein_crystals/

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​価格

​価格は、ユーザーのプロジェクトに沿ってご提案致します。詳細については、お気軽にお問合せ下さい!