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求核付加・解離平衡に基づく多色・多機能な超解像蛍光イメージングプローブ群の開発

Research Project

Project/Area Number 16J08291
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Physical pharmacy
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

両角 明彦  東京大学, 薬学系研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2016-04-22 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2017: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2016: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Keywords蛍光プローブ / 超解像イメージング / キサンテン系色素 / グルタチオン / 求核付加・解離
Outline of Annual Research Achievements

SMLMは蛍光色素を確率的に明滅させることで超解像蛍光画像を構築する技術である。本研究では、細胞内グルタチオン(GSH)の求核付加・解離平衡という新規明滅原理に基づく多色・多機能なSMLM用色素の開発を行う。昨年度までに、2種の候補色素骨格CP550およびSiP650を見出し、固定細胞および生細胞において、SMLMへの応用を達成した。本年度は主に下記2項目に取り組んだ。
1.CP550の応用範囲の拡張:まず、タンパク質タグであるSNAP-tagの基質となる部分構造を付与した誘導体を新たに合成し、評価した。その結果、生細胞内の観察対象の特異的標識および超解像観察を達成した。生細胞における標識手段としてSNAP-tagを利用可能としたことで、本色素および本研究の有用性がより強く示された。さらに、今後の実用上も重要な複数の応用実験・解析例を示した。第一に、先行研究のHMSiRと併用しての2色観察を行った。このような自発明滅型色素による生細胞2色SMLMは、本研究によって初めて実現可能となった。第二に、経時観察に関して、データの取得から解析までの方法論を確立し、様々な時間スケールでその実例を示した。
2.photoactivatable型色素に関する検討:可視光刺激によりGSHの解離、すなわち蛍光性状態分子の生成を促進(photoactivate)できる色素分子の開発と応用を試みている。キサンテン環を拡大した候補色素を新たに数種類合成し、GSHとの親和性および反応性、また光応答挙動とそのGSH濃度依存性を評価した。その結果、当該蛍光色素がphotoactivatable型のSMLM用蛍光色素として、あるいはGSH付加反応の速度からGSH濃度を定量できる分子ツールとして応用されうることが示唆された。今後は溶液条件や照射光条件等の因子も考慮しながら、応用の可能性や方向性を検討していく。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results)

  • [Journal Article] A green-light-emitting, spontaneously blinking fluorophore based on intramolecular spirocyclization for dual-colour super-resolution imaging2018

    • Author(s)
      Shin-nosuke Uno、Mako Kamiya、Akihiko Morozumia、Yasuteru Urano
    • Journal Title

      Chemical Communications

      Volume: 54 Issue: 1 Pages: 102-105

    • DOI

      10.1039/c7cc07783a

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 細胞内グルタチオンの求核付加・解離平衡に基づく超解像蛍光イメージングプローブの開発2017

    • Author(s)
      両角明彦,神谷真子,宇野真之介,梅澤啓太郎,吉原利忠,飛田成史,浦野泰照
    • Journal Title

      バイオイメージング

      Volume: 80 Pages: 0-1

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2019

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      日本化学会 第99春季年会 (2019)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2018

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      International Joint Meeting on Bioimaging for Young ResearchersおよびABiS-GBI-OIST-ResonanceBio Joint Symposium ‘Frontiers in Bioimaging’
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2018

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      8th Single Molecule Localization Microscopy Symposium
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞内グルタチオンの求核付加・解離平衡に基づく超解像蛍光イメージングプローブの開発2018

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      日本薬学会 第138年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内グルタチオンの求核付加・解離平衡に基づく超解像蛍光イメージングプローブの開発2017

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      日本薬学会 第137年会
    • Place of Presentation
      東北大学 川内キャンパス (宮城県・仙台市)
    • Year and Date
      2017-03-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2017

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      1st ABiS Symposium
    • Place of Presentation
      自然科学研究機構 岡崎コンファレンスセンター (愛知県・岡崎市)
    • Year and Date
      2017-02-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞内グルタチオンの求核付加・解離平衡に基づく超解像蛍光イメージングプローブの開発2017

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第12回年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2017

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2017

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      Taiwan-Japan Joint Meeting on Bioimaging for Young Researchers
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2016

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      EPFL-UTokyo Joint Symposium (Frontiers2016 Symposium)
    • Place of Presentation
      ローザンヌ、スイス連邦
    • Year and Date
      2016-12-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development of spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition of intracellular glutathione for super-resolution imaging2016

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      第54回日本生物物理学会年会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場 (茨城県・つくば市)
    • Year and Date
      2016-11-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内グルタチオンの求核付加・解離平衡に基づく超解像蛍光イメージングプローブの開発2016

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      第25回日本バイオイメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      名古屋市立大学薬学部 宮田専治記念ホール (愛知県・名古屋市)
    • Year and Date
      2016-09-05
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞内グルタチオンの求核付加・解離平衡に基づく超解像蛍光イメージングプローブの開発2016

    • Author(s)
      両角明彦
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第11回年会
    • Place of Presentation
      京都テルサ テルサホール (京都府・京都市)
    • Year and Date
      2016-06-15
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-05-17   Modified: 2024-03-26  

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