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実用的リアルタイムナノスコピーを実現する機能性色素・タグドメインシステムの開発

Publicly Offered Research

Project AreaResonance Biology for Innovative Bioimaging
Project/Area Number 16H01416
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

浅沼 大祐  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (10611204)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2016: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Keywords超解像イメージング / 1分子計測(SMD) / 超解像イメージング技術
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、提案する機能性色素とタグドメインの結合解離による蛍光明滅反応を利用した一分子位置決定法を基に、生きている細胞において目的分子のナノスケール動態を明らかにする超解像イメージング技術を開発することを目的とする。本年度は、前年度に開発した機能性色素・タグドメインのプロトタイプを基に、両者の結合解離特性の最適化を目的として2種類のスクリーニングを実施した。1つ目のスクリーニングとして、スキャニング変異導入法を用いた網羅的な解析を行い、タグドメインの色素結合に関わるアミノ酸について検証を行った。その結果、色素の結合が見られなくなるアラニン変異導入部位を見出し、その部位を他のアミノ酸で置換することにより、結合した機能性色素が高速に解離する変異タグドメインの同定および取得を達成した。また、2つ目のスクリーニングとして、機能性色素の構造展開を行い、合成した10種類以上の誘導体を対象としてタグドメインからの解離特性について評価した。その結果、元の機能性色素と比較して高速に解離する誘導体を見出し、さらに、先に取得した変異を導入したタグドメインと組み合わせることでより高速に解離することを明らかにした。続いて、開発した技術を生きている神経細胞に応用してイメージングの特性を評価した。タグドメインを付した標的タンパク質を発現させた神経細胞に機能性色素を負荷することで、標的タンパク質を特異的に蛍光染色することが可能であった。さらに、蛍光明滅反応を利用した一分子位置決定法により、生きている神経細胞において目的とするシナプス分子の超解像イメージングが可能であることを示した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Synaptic weight set by Munc13-1 supramolecular assemblies.2018

    • Author(s)
      Sakamoto H, Ariyoshi T, Kimpara N, Sugao K, Taiko I, Takikawa K, Asanuma D, Namiki S, Hirose K.
    • Journal Title

      Nat Neurosci.

      Volume: 21 Issue: 1 Pages: 41-49

    • DOI

      10.1038/s41593-017-0041-9

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 増大特集 細胞多様性解明に資する光技術─見て,動かす Ⅱ.見えなかったものを視る 神経伝達物質を高精細に可視化するハイブリッド型蛍光プローブの開発2017

    • Author(s)
      浅沼 大祐、瀧川 健司、並木 繁行、廣瀬 謙造
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 68 Issue: 5 Pages: 422-423

    • DOI

      10.11477/mf.2425200675

    • ISSN
      0370-9531, 1883-5503
    • Year and Date
      2017-10-15
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] ライブセル超解像イメージングを実現するタグ・プローブ技術の開発2017

    • Author(s)
      浅沼大祐、並木繁行、廣瀬謙造
    • Organizer
      平成29年度生理研研究会「シグナル動態の可視化と操作に基づく多階層機能解析の新展開」
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Remarks] シナプスの情報量を決める超分子ナノ構造

    • URL

      http://www.m.u-tokyo.ac.jp/news/admin/release_20171212.pdf

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 新規蛍光標識方法2017

    • Inventor(s)
      廣瀬謙造、浅沼大祐、並木繁行、田中理恵子
    • Industrial Property Rights Holder
      廣瀬謙造、浅沼大祐、並木繁行、田中理恵子
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2017-01-19
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-26   Modified: 2018-12-17  

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