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Development of Raman tags to detect the small biomolecules

Research Project

Project/Area Number 20K15418
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 37030:Chemical biology-related
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Egoshi Syusuke  国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 研究員 (60755932)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywordsラマンイメージング / アルキン / 安定同位体元素 / 安定同位体 / Raman imaging / Alkyne / Deuterium / Stable isotope / small biomolecules / 重水素 / 安定同位体炭素 / ラマンタグ / 小分子
Outline of Research at the Start

近年では,顕微鏡の著しい進歩により,化合物やタンパク質をそれぞれ単一で解析することだけではなく,細胞内のタンパク質同士の相互作用やタンパク質と化合物の相互作用をリアルタイムで解析することが可能になった.しかし現在でも小分子と小分子の相互作用,特に類似した小分子同士で制御される各々の小分子の細胞内動態を同時に観察することは非常に難しい.そこでこの問題を解決するため,非共役アルキンを基盤とした複数の細胞内小分子を同時に観察できるラマンタグの開発を行う.

Outline of Final Research Achievements

We found that vibrational frequencies of terminal alkyne were shifted 135 cm-1 upon deuteration. By using the protonated and deuterated alkynes, we achieved the two-color Raman imaging to monitor the intracellular distributions of similar small biomolecules simultaneously, such as a stearic acid and a oleic acid. This imaging technique can be adapted to detect various small molecules in living cells and is expected to be applied various research fields.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発されたイメージング法を用いることで,構造の類似する複数の低分子化合物間の相互作用を観察することが可能となった.また,本手法は低分子化合物に限らず様々な生体内分子にも適応可能であり,複雑な生体内分子間の相互作用の解析へ応用展開されることが期待される.

Report

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

    (12 results)

All 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Deuterium Raman imaging for lipid analysis2022

    • Author(s)
      Egoshi Syusuke、Dodo Kosuke、Sodeoka Mikiko
    • Journal Title

      Current Opinion in Chemical Biology

      Volume: 70 Pages: 102181-102181

    • DOI

      10.1016/j.cbpa.2022.102181

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Chemoproteomic Identification of Blue-Light-Damaged Proteins2022

    • Author(s)
      Toh Kohei、Nishio Kosuke、Nakagawa Reiko、Egoshi Syusuke、Abo Masahiro、Perron Amelie、Sato Shin-ichi、Okumura Naoki、Koizumi Noriko、Dodo Kosuke、Sodeoka Mikiko、Uesugi Motonari
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 144 Issue: 44 Pages: 20171-20176

    • DOI

      10.1021/jacs.2c07180

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 微小ラマンタグの開発と生細胞イメージング2022

    • Author(s)
      江越 脩祐、どど 孝介、袖岡 幹子
    • Journal Title

      月刊「細胞」 ラマンイメージングの最前線

      Volume: 12月号 Pages: 16-19

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] Deuteration of terminal alkynes realizes simultaneous live cell Raman imaging of similar alkyne-tagged biomolecules2021

    • Author(s)
      Egoshi Syusuke、Dodo Kosuke、Ohgane Kenji、Sodeoka Mikiko
    • Journal Title

      Organic & Biomolecular Chemistry

      Volume: 19 Issue: 38 Pages: 8232-8236

    • DOI

      10.1039/d1ob01479j

    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Design, Synthesis, and Antifungal Activity of 16,17-Dihydroheronamide C and <i>ent</i>-Heronamide C2021

    • Author(s)
      Kanoh Naoki、Terashima Ryusei、Nishiyama Hiromichi、Terajima Yuta、Nagasawa Shota、Sasano Yusuke、Iwabuchi Yoshiharu、Saito Hiroaki、Egoshi Syusuke、Dodo Kosuke、Sodeoka Mikiko、Pan Chengqian、Ikeuchi Yoshinobu、Nishimura Shinichi、Kakeya Hideaki
    • Journal Title

      The Journal of Organic Chemistry

      Volume: 86 Issue: 23 Pages: 16249-16258

    • DOI

      10.1021/acs.joc.1c01761

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis of deuterated c-linolenic acid and application for biological studies: metabolic tuning and Raman imaging2021

    • Author(s)
      Kosuke Dodo, Ayato Sato, Yuki Tamura, Syusuke Egoshi, Koichi Fujiwara, Kana Oonuma, Shuhei Nakao, Naoki Terayama and Mikiko Sodeoka
    • Journal Title

      chemical communications

      Volume: 57 Issue: 17 Pages: 2180-2183

    • DOI

      10.1039/d0cc07824g

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重水素を用いた低分子化合物の生細胞ラマンイメージングの新展開2022

    • Author(s)
      江越 脩祐、どど 孝介、大金 賢司、袖岡 幹子
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第16回年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 重水素を利用したγ-リノレン酸の作用機序解析と新規ラマンタグへの展開2022

    • Author(s)
      どど 孝介、江越 脩祐、佐藤 綾人、田村 結城、大金 賢司、藤原 広一、大沼 可奈、中尾 周平、寺山 直樹、袖岡 幹子
    • Organizer
      第39回メディシナルケミストリーシンポジウム
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] Application of Deuterium for Mechanistic Study of γ-Linolenic Acid and Development of Novel Raman Tags2022

    • Author(s)
      Dodo Kosuke, Egoshi Syusuke, Sato Ayato, Tamura Yuki, Ohgane Kenji, Fujiwara Koichi, Oonuma Kana, Nakao Shuhei, Terayama Naoki, Sodeoka Mikiko
    • Organizer
      International Chemical Biology Society (ICBS) 11th Annual Conference
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 重水素とラマン分光法を用いたγ-リノレン酸の抗がん作用メカニズム解明研究2021

    • Author(s)
      江越脩祐、どど孝介、佐藤綾人、田村結城、藤原広一、大沼可奈、中尾周平、寺山直樹、袖岡幹子
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第15回年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] アルキンと重水素を用いたラマンイメージング研究2021

    • Author(s)
      江越脩祐,どど孝介,大金賢司,袖岡幹子
    • Organizer
      日本薬学会第141年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] ラマン分光スペクトルデータ解析事例集2022

    • Author(s)
      執筆者:63名、技術情報協会
    • Total Pages
      405
    • Publisher
      技術情報協会
    • ISBN
      9784861048722
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

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

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