蛍光性ナノダイヤモンドを用いた一分子生体イメージングに関する研究

• Project/Area Number: 15H06326
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biophysics
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 外間 進悟 京都大学, 工学研究科, 特定研究員 (00757635)
• Project Period (FY): 2015-08-28 – 2017-03-31
• Project Status: Declined (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 蛍光性ナノダイヤモンド調整 / 選択的標識技術

Outline of Annual Research Achievements

本年度は主に選択標識技術の確立に関する研究を進めた。過去の研究において、高分岐鎖ポリグリセロール（HPG）修飾したND（ND-HPG）は生理溶液に対する分散性が非常に高く、ND表面への非特異的なタンパク質の吸着を抑制することが報告されている。本研究研究ではまず、生体分子への標識を目的とし、ND-HPGの表面がCOOH化されたND-HPG-COOHを、有機溶媒を用いず、ワンステップで合成する方法の確立を行った。合成はフーリエ変換赤外分光測定及び熱重量分析によって確認した。加えて、合成されたND-HPG-COOHが生理溶液中でも高い分散状態を維持することを確認した。
次にND-HPG-COOHを用いた特異的標識システムの確立に関する実験を行った。具体的には、サイトカインの一種であるインターロイキン18受容体アルファ（IL18Rα）と、アンピシリンを特異的に認識し結合するベータラクタマーゼ変異タグタンパク質（BLtag）の融合タンパク質を細胞膜上に発現させ、アンピシリン修飾したND-HPG-COOH（ND-COOH-Amp）によって標識できるかをテストした。その結果、NDの非特異的な細胞膜への吸着を劇的に軽減させ、IL18Rαを標識することに成功した。BLtagシステムを用いたNDの選択的標識方法の確立は非常に汎用性が高く、イメージングやドラッグデリバリーシステムに即座に応用可能であり有用性が高い。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Selective Labeling of Proteins on Living Cell Membranes Using Fluorescent Nanodiamond Probes (2016)
  • Author(s): Shingo Sotoma, Jun Iimura, Ryuji Igarashi, Koichiro M. Hirosawa, Hidenori Ohnishi, Shin Mizukami, Kazuya Kikuchi, Takahiro K. Fujiwara, Masahiro Shirakawa and Hidehito Tochio
  • Journal Title: Nanomaterials Volume: 6 Pages: 1-9
  • NAID: 120005848250
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant