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Visualization of biomolecular interaction by using fluorescent barcodes

Research Project

Project/Area Number 22K19107
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) 2022-06-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords蛍光バーコード / 抗体 / インタラクトーム / セリノール核酸
Outline of Research at the Start

我々は核酸の鎖交換反応を利用することで多数の分子を同時にラベル化する蛍光バーコードの開発に成功した。この蛍光バーコードは蛍光色素の種類や蛍光変化回数を増加させることで、ラベルの種類を指数関数的に増大できるという特長がある。そこで、本研究では蛍光バーコードを利用することで生体分子間相互作用を可視化する手法の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to develop a method to visualize interactions among biomolecules by using color-changing fluorescent barcodes (CCFB). First, we analyzed strand displacement reaction of acyclic D-threoninol nucleic acid and revealed optimal chain length and temperature. We prepared a barcode which changes its color three times. Fluorescent measurements indicated that the barcode worked as designed. Moreover, we tried to visualize protein-protein interaction by using proximity ligation assay. As a result, interaction could be visualized by using fluorescently labeled DNAs. From these results, we successfully developed basic technologies necessary for interactome imaging in cells.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体分子間の相互作用は全ての生命現象の基盤であるため、これを可視化することは生命現象を理解する上で非常に重要である。これを実現するためには多数の蛍光ラベルを調製する必要があるが、従来の技術では蛍光波長にオーバーラップがあるため同時検出可能な数に大きな制約があった。それに対し、我々が開発した蛍光バーコードは膨大な種類の蛍光ラベルを簡便に調製することが可能である。また、本研究成果によって生体分子間相互作用イメージングに必要な基盤技術を確立することが出来た。今後、我々が開発した技術を更に発展させることで複数の生体分子間相互作用の同時イメージングが期待できる。

Report

(3 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Site‐Selective Photo‐Crosslinking of Stilbene Pairs in a DNA Duplex Mediated by Ruthenium Photocatalyst2024

    • Author(s)
      Kashida Hiromu、Azuma Hidenori、Sotome Hikaru、Miyasaka Hiroshi、Asanuma Hiroyuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 63 Issue: 14

    • DOI

      10.1002/anie.202319516

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Ru錯体を利用した部位特異的DNA光架橋法の開発2024

    • Author(s)
      樫田 啓, 東 秀憲, 五月女 光, 宮坂 博, 浅沼浩之
    • Organizer
      日本化学会第10春季年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工核酸を基盤とする超分子材料の開発2023

    • Author(s)
      樫田啓
    • Organizer
      第72回高分子年次大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Development of efficient light harvesting antenna using DNA junction with multiple fluorophores2023

    • Author(s)
      Hidenori Azuma, Hiroyuki Asanuma, Hiromu Kashida
    • Organizer
      ISMSC
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Ru(II)錯体によるスチルベンの可視光二量化反応を利用したDNA二重鎖の安定性制御2023

    • Author(s)
      東 秀憲、浅沼浩之、樫田 啓
    • Organizer
      第72回高分子討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 人工核酸を利用した機能性材料の開発2023

    • Author(s)
      樫田啓
    • Organizer
      第4回発動分子科学サロン
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] 核酸の多様化を目指した人工核酸の開発2022

    • Author(s)
      樫田啓
    • Organizer
      第9回バイオ関連化学シンポジウム若手フォーラム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Multiplexed Imaging with Color-Changing Fluorescent Barcode Based on Strand Displacement Reaction2022

    • Author(s)
      Koki Makino, Hiroyuki Asanuma, Hiromu Kashida
    • Organizer
      ISNAC 2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 蛍光色が変化する核酸蛍光バーコードを用いたタンパク質のマルチイメージング2022

    • Author(s)
      牧野航海、浅沼浩之、樫田 啓
    • Organizer
      第71回高分子討論会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 核酸の鎖交換反応を利用した蛍光色変化型バーコードによる多重タンパク質イメージング2022

    • Author(s)
      牧野航海、浅沼浩之、樫田 啓
    • Organizer
      第32回バイオ・高分子シンポジウム
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 生体直交性人工核酸D-aTNAを用いた蛍光色変化型バーコードの開発2022

    • Author(s)
      牧野航海
    • Organizer
      日本化学会 生体機能関連化学部会若手の会 第33回サマースクール
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-07-05   Modified: 2025-01-30  

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