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動的な生命現象の可視化を可能とする可逆的な蛍光プローブの分子設計法の開発

Research Project

Project/Area Number 13J10424
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Chemistry related to living body
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

鏡味 優 (2014-2015)  東京大学, 薬学(系)研究科(研究院), 特別研究員(DC1)

串田 優 (2013)  東京大学, 大学院薬学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Keywords蛍光プローブ / ケミカルバイオロジー / 二量化反応 / 精密有機合成
Outline of Annual Research Achievements

個々の細胞内小器官はそれぞれ固有のpHを維持することで様々な機能を発揮している。本年度は、前年度に見出した「レシオ型pHプローブ」の誘導体を合成・評価し、特定の生細胞内小器官のpHを測定できるpHプローブの開発および生細胞応用を行った。
はじめに、細胞内成分の消化・分解を担う酸性小器官「リソソーム」のpH測定を試みた。昨年度に見出した分子に電子求引性基や水溶性官能基を導入することで、酸性pHで大きなシグナル変化を示し、生体高分子へのラベル化に適したpHプローブ誘導体の開発に成功した。本分子をリソソーム選択的に送達される生体高分子にラベル化し、細胞に添加してリソソームのpH測定を試みた。その結果、リソソームの塩基性化試薬の添加に伴いリソソームのpHが約4.7から約6.2まで変化する様子を経時的に観察することに成功した。現在は共同研究者と共に本プローブの生物学研究への応用を行っている。
次に、鉄輸送タンパク質の輸送に伴う小器官内pH変化の測定を試みた。鉄輸送タンパク質であるトランスフェリン(Tfn)は、細胞膜上のTfn受容体と結合すると細胞内に取り込まれ、酸性の初期エンドソームから少し塩基性したリサイクリングエンドソームへと輸送されることが知られている。一方で、その輸送過程におけるpH変化を経時的に可視化したという報告はない。開発したプローブをTfnにラベル化し、細胞に添加したところ、Tfnが初めは酸性度の高い初期エンドソームに局在し、5~10分程で少し塩基性化したリサイクリングエンドソームへと輸送される様子を経時観察することに成功した。
以上のように、本年度はレシオ型pHプローブの開発および生細胞応用に成功した。今後は本プローブおよび観測技術の生命現象や疾患のメカニズム解明への貢献が期待される。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2016 2015 2014 2013

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 2 results)

  • [Journal Article] Silicon-substituted Xanthene Dyes and Their Applications in Bioimaging2015

    • Author(s)
      Yu Kushida, Tetsuo Nagano and Kenjiro Hanaoka
    • Journal Title

      Analyst

      Volume: 140 Issue: 3 Pages: 685-695

    • DOI

      10.1039/c4an01172d

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 非対称Siローダミン蛍光色素群の開発とレシオ型pHプローブへの応用2016

    • Author(s)
      鏡味優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第136年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-03-27
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Construction of a library of asymmetric Si-rhodamine fluorophores and its application to ratiometric fluorescence probes2015

    • Author(s)
      Yu Kagami、Kenjiro Hanaoka、Tetsuo Nagano、Yasuteru Urano
    • Organizer
      Pacifichem 2015
    • Place of Presentation
      Honolulu, USA
    • Year and Date
      2015-12-15
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 非対称Siローダミン蛍光色素ライブラリーの構築とレシオ型pHプローブ開発への応用2015

    • Author(s)
      鏡味優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      生体機能関連化学部会若手の会 第27回サマースクール
    • Place of Presentation
      神戸セミナーハウス(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2015-07-17
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ビスアニリン類の高効率合成に基づく非対称Siローダミン蛍光色素群の開発とレシオ型蛍光プローブ開発への応用2015

    • Author(s)
      鏡味優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      第10回ケミカルバイオロジー学会
    • Place of Presentation
      東北大学(宮城県仙台市)
    • Year and Date
      2015-06-10
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  • [Presentation] 非対称Siローダミン蛍光色素ライブラリーの構築と新規レシオ型蛍光プローブ開発への応用2015

    • Author(s)
      鏡味優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      第10回分子イメージング学会
    • Place of Presentation
      タワーホール船堀(東京都江戸川区)
    • Year and Date
      2015-05-20
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 4,4’-メチレンビスアニリン類の高効率合成に基づく非対称Siローダミン蛍光色素ライブラリーの開発2015

    • Author(s)
      鏡味優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      日本化学会第95春季年会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-29
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アニリンの新規ヘテロ二量化反応の開発及び非対称Siローダミン蛍光色素合成への応用2014

    • Author(s)
      串田優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      第8回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      岡山
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-13
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Development and application of a red-fluorescent protease probe by using large spectral changes2014

    • Author(s)
      Yu Kushida、Kenjiro Hanaoka、Tetsuo Nagano、Yasuteru Urano
    • Organizer
      EMBO Conference Series, Chemical Biology 2014
    • Place of Presentation
      Heidelberg
    • Year and Date
      2014-08-20 – 2014-08-23
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 吸収波長変化を利用した赤色プロテアーゼプローブの開発2014

    • Author(s)
      串田優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Organizer
      第14回東京大学生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2014-04-26
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] アニリンのヘテロ二量化反応を利用した左右非対称Siローダミン蛍光色素の開発2014

    • Author(s)
      串田優
    • Organizer
      日本薬学会第134年会
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本県)
    • Year and Date
      2014-03-28
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 吸収波長変化を利用したプロテアーゼ赤色蛍光プローブの開発2013

    • Author(s)
      串田優
    • Organizer
      第7回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋大学東山キャンパス 豊田講堂・野依学術交流館(愛知県)
    • Year and Date
      2013-09-27
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a red fluorescent probe for protease activity based onchanges in spectral properties2013

    • Author(s)
      Yu Kushida
    • Organizer
      Challenges in Chemical Biology (ISACS2013)
    • Place of Presentation
      USA, Boston
    • Year and Date
      2013-07-24
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of a red fluorescence probe for protease activity based on changes in spectral properties2013

    • Author(s)
      Yu Kushida
    • Organizer
      ACMS2013
    • Place of Presentation
      Southern Beach Hotel&Resort OKINAWA, Okinawa
    • Year and Date
      2013-07-18
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 波長変化型プロテアーゼ赤色蛍光プローブの開発2013

    • Author(s)
      串田優
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会第8回年会
    • Place of Presentation
      東京医科歯科大学(東京都)
    • Year and Date
      2013-06-21
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規赤色蛍光色素の開発とプロテアーゼプローブへの応用2013

    • Author(s)
      串田優
    • Organizer
      第8回日本分子イメージング学会総会・学術集会
    • Place of Presentation
      横浜赤レンガ倉庫1号館(神奈川県)
    • Year and Date
      2013-05-30
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] pH感受性プローブ2015

    • Inventor(s)
      鏡味優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Industrial Property Rights Holder
      鏡味優、花岡健二郎、長野哲雄、浦野泰照
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2015-03-27
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 非対称Siローダミンおよびロドールの合成2014

    • Inventor(s)
      長野 哲雄、花岡 健二郎、江川 尭寛、串田 優、沼澤宏治、明珍 琢也、朴 文
    • Industrial Property Rights Holder
      長野 哲雄、花岡 健二郎、江川 尭寛、串田 優、沼澤宏治、明珍 琢也、朴 文
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2014-01-07
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Overseas
  • [Patent(Industrial Property Rights)] カルパイン活性検出蛍光プローブ2014

    • Inventor(s)
      長野哲雄、花岡健二郎、串田優
    • Industrial Property Rights Holder
      長野哲雄、花岡健二郎、串田優
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2014-03-04
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2014-01-29   Modified: 2024-03-26  

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