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Development of fluorobarcode that can detect multiple biomolecules simultaneously

Research Project

Project/Area Number 19K22250
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Kashida Hiromu  名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30452189)

Project Period (FY) 2019-06-28 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords人工核酸 / 蛍光バーコード / 蛍光色素 / 抗体
Outline of Research at the Start

生体分子の蛍光ラベル化及び蛍光検出は生物学において必要不可欠な技術であるが、同時に検出可能な蛍光色素は多くの場合3,4種類程度に限られていた。
そこで本研究では核酸による二重鎖形成を利用することによって蛍光波長が経時変化する蛍光バーコード法を開発することを目指す。これが実現できれば、膨大な種類の生体分子を同時に蛍光イメージングすることが期待できる。

Outline of Final Research Achievements

Fluorescent imaging is one of the most essential tools in biology. However, the number of detectable molecules was severely restricted due to spectral overlaps of fluorophores. In this study, we aimed to prepare fluorescent barcode, in which emission color changes depending on the color sequence. We found that emission color of fluorescent barcode can change in pre-determined order. We also succeeded in multiplexed imaging of polystyrene beads and proteins in cell.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究によりあらかじめ決められた順序に従って蛍光色が変化する蛍光バーコードの開発に成功した。本研究では計27種類の蛍光バーコードを調製したが、利用する蛍光色素の数や蛍光変化回数を増大させることでその種類を指数関数的に増大させることができる。また、その際に必要となる核酸鎖の数が非常に少ないという特長もある。そのため、生物学やバイオテクノロジーにおける有用なツールとしての応用が期待される。

Report

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

    (10 results)

All 2020 2019

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (8 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Quantitative Analyses of F?rster Resonance Energy Transfer between Identical Pyrene Chromophores (Homo‐FRET) In DNA Scaffolds.2020

    • Author(s)
      Kashida Hiromu、Kawai Hayato、Azuma Hidenori、Araki Yasuyuki、Wada Takehiko、Asanuma Hiroyuki
    • Journal Title

      ChemPhotoChem

      Volume: 5 Issue: 2 Pages: 167-172

    • DOI

      10.1002/cptc.202000199

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Efficient Light‐Harvesting Antennae Resulting from the Dense Organization of Dyes into DNA Junctions though d ‐Threoninol2020

    • Author(s)
      Kashida Hiromu、Azuma Hidenori、Maruyama Ryoko、Araki Yasuyuki、Wada Takehiko、Asanuma Hiroyuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: - Issue: 28 Pages: 11360-11363

    • DOI

      10.1002/anie.202004221

    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 核酸の化学修飾とその応用2020

    • Author(s)
      樫田啓
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 蛍光色が自在に変化する核酸蛍光ラベル化剤の開発2020

    • Author(s)
      牧野航海, 樫田 啓, 浅沼浩之
    • Organizer
      第69回高分子討論会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 鎖交換反応を利用した多数の生体分子のラベル化が可能な蛍光バーコードの開発2020

    • Author(s)
      牧野航海, 樫田 啓, 浅沼浩之
    • Organizer
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光色が逐次変化する核酸蛍光バーコードの開発2020

    • Author(s)
      牧野航海, 樫田 啓, 浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第100春季年会(開催中止)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 単純な構造を持つ核酸の開発及びその応用2019

    • Author(s)
      樫田啓
    • Organizer
      樫田啓 , 第5回生体分子科学シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 蛍光変化する核酸蛍光ラベル化剤の開発2019

    • Author(s)
      牧野航海, 樫田 啓, 浅沼浩之
    • Organizer
      第169回東海高分子研究会講演会(夏期合宿)
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 生体分子の網羅的イメージングを可能とする蛍光バーコードの開発2019

    • Author(s)
      牧野航海, 樫田 啓, 浅沼浩之
    • Organizer
      第13回バイオ関連化学シンポジウム
    • Related Report
      2019 Research-status Report
  • [Presentation] 核酸の鎖交換反応を利用した蛍光変化する蛍光ラベル化剤の開発2019

    • Author(s)
      牧野航海, 樫田 啓, 浅沼浩之
    • Organizer
      第68回高分子討論会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2019-07-04   Modified: 2022-01-27  

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