Creation of an optical control molecular mechanical system that independently controls intracellular kinetics and cell death

• Project/Area Number: 22K18443
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Ryukoku University
• Principal Investigator: 内田 欣吾 龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (70213436)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 須丸 公雄 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究グループ長 (40344436) ; 桐戸 敬太 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (90306150)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2025-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000); Fiscal Year 2024: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2023: ¥8,580,000 (Direct Cost: ¥6,600,000、Indirect Cost: ¥1,980,000); Fiscal Year 2022: ¥8,710,000 (Direct Cost: ¥6,700,000、Indirect Cost: ¥2,010,000)
• Keywords: 分子機械 / 細胞内動態 / 細胞死

Outline of Research at the Start

特定の構造を有するジアリールエテン（DAE）について、細胞内の特定部位（核内のDNA）への送達を、光でトリガーする過程を含む、特異な細胞毒性の発現を見出した。これは、分子機械を用いて細胞内での動態や活性発現を光制御したことであり、従来の光細胞毒性メカニズムとは一線を画する。本研究では、この新規光毒性発現現象の作用機序が明らかにし、それに基づいて、原子の単位で分子構造を最適設計、さらにDNA内に送達されたDAE分子を、別の波長で光開環化させることで無毒化するスキームの実現を目指す。生体透過性や暗所毒性などについても、in vitroでの実証実験を行い、全く新しいバイオ制御の方法論を創生する。