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なぜ宇宙実験?

無重力(微小重力)の利点

タンパク質をはじめとする分子の構造を知る手法の1つとして、X線結晶構造解析という方法が用いられています。品質の良い結晶があれば、分子の構造の細かいところまではっきりと見えますが、結晶の内部に不純物が入っていたり、分子の並びが乱れていたりすると、明瞭に構造が分からないことがあります。

しかしながら、国際宇宙ステーションのような無重力環境(正確には微小重力環境)では、密度差などによる流れ(対流)が起こりませんので、結晶が流れのない静かな環境で安定して成長することができます。流れに乗って不純物が結晶に取り込まれることも少ないので、結晶中で分子が規則正しく並んだ、”高品質な”結晶ができる傾向があるのです。

このような地上では生成が難しい”高品質”な結晶を用いてX線結晶構造解析を行うことで、”超”精密構造解析が可能になり、分子間の相互作用を把握した上での医薬品などの理論的な分子設計に役立てます

宇宙で成長した”高品質の結晶”とは?

宇宙実験によって得られる ”高品質の結晶”とは、特に「単結晶である」ことと「格子欠陥(結晶欠陥)が少ない」ことを意味します。

これは具体的に下記のように、クラスター形成が少ない、モザイシティが低い、ツイン結晶(双晶)が少ない、空間群が異なる、

等の特徴によって表されます。

図2_edited.jpg

クラスター化の解消

詳細は近日公開予定

図3_edited_edited.png

低いモザイシティ

詳細は近日公開予定

図4_edited_edited.jpg

双晶の減少

詳細は近日公開予定

図6_edited.jpg

異なる空間群

詳細は近日公開予定