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Development of small fluorescent probes for the analysis of in vivo autophagy kinetics

Research Project

Project/Area Number 19K16119
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 44010:Cell biology-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

Sakurai Hajime  東京医科歯科大学, 難治疾患研究所, プロジェクト助教 (00796732)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Keywordsオートファジー / 蛍光プローブ
Outline of Research at the Start

近年ではこれまでに積み上げられてきたオートファジー研究成果の,医療への応用が期待されているが,生物の体内でオートファジーがどの程度活性化しているのかを評価するためには専用の遺伝子組換え生物が必要であった.
本研究では,遺伝子組換えを必要とせずに生物体内におけるオートファジー量を簡便に評価できるような薬剤の開発を行っている.
具体的には,開発した薬剤がオートファジーを検出する仕組みを明らかにすることで信頼性の向上を図る.また実際に,開発した薬剤によって,遺伝子組換えをせずに実験動物の体内におけるオートファジー量を計測できるのかを検証する.

Outline of Final Research Achievements

Studies of various autophagy-deficient mice have revealed the essential roles in many aspects. However, "when/where is autophagy activated in vivo?" is still almost uncovered. The fluorescent probes which detect autophagic activities without transgenic processes are needed to approach these issues. Even though several probes are commercially available, the characterization of these probes are hidden so far.
Recently, we developed the new green-fluorescent probes for monitoring autophagy. In this study, we further developed a new red-fluorescent probe. Then, we showed combinational labeling with these green and red probes permits monitoring autophagic flux, since we analyzed the labeling nature of these probes in detail. Furthermore, the developed new probe makes it possible to detect autophagic activity in vivo.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した3つの蛍光プローブが,各々オートファジー現象のどのステージを標識できるのかを詳細に解明し,それぞれ異なるステージを標識し分けることが可能であることを明らかにした.この成果により,関連遺伝子の解析や薬剤の開発において,開発したプローブを活用することで,オートファジー現象のどのステージに着目すればよいのかを簡便に知ることが可能となった.
また,遺伝子導入を必要とせずに生体内でのオートファジー活性を可視化できるため,原因未知の疾患とオートファジーとの関連性の解明に役立てることが期待できる.

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2020

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Wipi3 is essential for alternative autophagy and its loss causes neurodegeneration2020

    • Author(s)
      Yamaguchi Hirofumi、Honda Shinya、Torii Satoru、Shimizu Kimiko、Katoh Kaoru、Miyake Koichi、Miyake Noriko、Fujikake Nobuhiro、Sakurai Hajime Tajima、Arakawa Satoko、Shimizu Shigeomi
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 5311-5311

    • DOI

      10.1038/s41467-020-18892-w

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Association Between Atg5-independent Alternative Autophagy and Neurodegenerative Diseases.2020

    • Author(s)
      Honda S, Arakawa S, Yamaguchi H, Torii S, Tajima Sakurai H, Tsujioka M, Murohashi M, Shimizu S.
    • Journal Title

      Journal of molecular biology

      Volume: 432 Issue: 8 Pages: 2622-2632

    • DOI

      10.1016/j.jmb.2020.01.016

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 新規オートファジー可視化手法の開発から迫るゴルジ体形態制御機構2020

    • Author(s)
      桜井一
    • Organizer
      第3回新学術領域「オルガネラ・ゾーン」若手の会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 新規オートファジーを特異的に誘導する低分子化合物の探索2020

    • Author(s)
      桜井 一,清水重臣
    • Organizer
      第2回新学術領域「オルガネラ・ゾーン」全体班会議
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-04-18   Modified: 2022-01-27  

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