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Development of super-resolution mapping technology for endogenous proteins using optimized small molecule probes

Research Project

Project/Area Number 20H02875
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 37030:Chemical biology-related
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

Asanuma Daisuke  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (10611204)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Keywords超解像イメージング / ケミカルプローブ
Outline of Research at the Start

分子イメージングは、技術の進歩と共に、多様な細胞現象を制御する分子機構を明らかにしてきた。近年、超解像イメージング技術により、機能性タンパク質のナノスケールでの配置が細胞機能の制御に大きな役割を果たすことが明らかにされつつある。しかしながら、現行技術はアーティファクトを生じやすく、内在性の機能性タンパク質をありのままに超解像イメージングする新たな技術開発が望まれている。申請者は、近年独自に構築してきたケミカルタグ技術のプローブの設計法を発展させることで、内在性のタンパク質の超解像マッピングを可能とする方法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

In this research, I proposed a new method for designing molecular probes for super-resolution mapping of endogenous proteins by extending the design method of probes for chemical tag technology that I have independently developed in recent years. I developed small-molecular probes optimized for such as AMPA-type glutamate receptor and tubulin, and applied these probes to living cells to enable fluorescence imaging of endogenous functional proteins. Furthermore, microstructures that cannot be resolved by confocal microscopy were successfully visualized over time by super-resolution mapping using STED microscopy.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分子イメージングは、技術の進歩と共に、多様な細胞現象を制御する分子機構を明らかにしてきた。機能性タンパク質のナノスケールでの配置が細胞機能の実現に重要であることが明らかにされつつあるが、従来の可視化技術はアーティファクトの回避の難しさなどの問題があり、新たな技術開発が強く望まれている。本研究では、近年独自に構築してきた分子タグ技術を発展させ、内在性タンパク質の超解像マッピングを可能とする手法を開発した。今後、さらなる研究展開により、正常な細胞と病的な細胞における機能の違いなどについて、従来見えずに分からなかったナノレベルの世界の詳細が明らかとなることが期待できる。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021

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

  • [Journal Article] Quantitative modeling of regular retinal microglia distribution.2021

    • Author(s)
      Endo Y, Asanuma D, Namiki S, Sugihara K, Hirose K, Uemura A, Kubota Y, Miura T.
    • Journal Title

      Sci Rep

      Volume: 11 Issue: 1 Pages: 22671-22671

    • DOI

      10.1038/s41598-021-01820-3

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 高精細な蛍光イメージングのための色素分子の開発2021

    • Author(s)
      浅沼大祐
    • Journal Title

      光技術コンタクト

      Volume: 59 Pages: 3-9

    • Related Report
      2021 Annual Research Report
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      石川 裕貴、並木 繁行、浅沼 大祐、廣瀬 謙造
    • Organizer
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      小林 新九郎、並木 繁行、浅沼 大祐、廣瀬 謙造
    • Organizer
      第147回日本薬理学会関東部会
    • Related Report
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      大久保 洋平、並木 繁行、浅沼 大祐、櫻井 隆、廣瀬 謙造
    • Organizer
      第147回日本薬理学会関東部会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 脳組織内部におけるシナプス分子動態の1分子イメージング2022

    • Author(s)
      大久保 洋平、並木 繁行、浅沼 大祐、櫻井 隆、廣瀬 謙造
    • Organizer
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      下野 ひな子、浅沼 大祐、瀧川 健司、並木 繁行、廣瀬 謙造
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      浅沼大祐、並木繁行、廣瀬謙造
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      小林新九郎、並木繁行、浅沼大祐、廣瀬謙造
    • Organizer
      第94回日本薬理学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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