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蛍光制御分子の化学デザインと生体イメージング

Publicly Offered Research

Project AreaResonance Biology for Innovative Bioimaging
Project/Area Number 16H01428
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 InstitutionOsaka University

Principal Investigator

堀 雄一郎  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00444563)

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蛍光制御分子 / RESOLFT / 消光基 / イメージング / PYPタグ / 蛍光スイッチ
Outline of Annual Research Achievements

光照射により蛍光を制御できる分子は、RESOLFTと呼ばれる超解像イメージング技術への応用が期待されている。これまでにこのような分子として、蛍光蛋白質が用いられてきたが、蛍光蛋白質は、光安定性が低く、光安定性の高く光制御可能な合成色素の開発が期待されてきた。しかしながら、そのような分子で実用的なものは、いまだに開発が進んでいないのが現状である。そこで、この状況を打破することを目的として、本研究では、蛍光色素の蛍光を直接光制御するのではなく、消光基の消光能を制御できる分子を利用し色素の蛍光を制御するという新たなコンセプトに基づき、蛍光制御分子を開発する。昨年度の研究で、アゾ色素の一つが、光照射により異性化すること、熱異性化がほとんど起こらないこと、異性化に伴い平面性が崩れることから、光制御可能な消光基として機能することを見出した。そこで、本年度の研究では、引き続き、この色素により消光制御可能な蛍光色素の探索を行った。その結果、BODIPY誘導体とフェノキサジン誘導体が、このアゾ色素により蛍光制御可能であることが判明した。そこで、これらの蛍光色素のアゾ色素による消光メカニズムを明らかにするために、Stern-Volmerプロットを取った。その結果、フェノキサジン誘導体の場合、光照射前のアゾ色素により静的消光を引き起こし、光照射後では動的消光を引き起こすことが判明した。一方、BODIPY誘導体の場合は、Stern-Volmerプロットによる解析では、明確なメカニズムが分からなかったものの、静的消光と動的消光が混在していることが示唆された。

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

    (7 results)

All 2018 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Synthetic-Molecule/Protein Hybrid Probe with Fluorogenic Switch for Live-Cell Imaging of DNA Methylation2018

    • Author(s)
      Yuichiro Hori, Norimichi Otomura, Ayuko Nishida, Miyako Nishiura, Maho Umeno, Isao Suetake, Kazuya Kikuchi
    • Journal Title

      J Am Chem Soc

      Volume: 140 Issue: 5 Pages: 1686-1690

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09713

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Development of cyanine probes with dinitrobenzene quencher for rapid fluorogenic protein labelling2017

    • Author(s)
      Yuichiro Hori, Shinya Hirayama, Kazuya Kikuchi
    • Journal Title

      Philos Trans A Math Phys Eng Sci

      Volume: 375 Issue: 2107 Pages: 20170018-20170018

    • DOI

      10.1098/rsta.2017.0018

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Development of Multicolor Fluorogenic Probes for Elucidating Role of GLUT4 N-Glycan in Intracellular Trafficking2017

    • Author(s)
      Yuichiro Hori, Shinya Hirayama, Zsolt Benedek, Tadashi Suzuki, Kazuya Kikuchi
    • Organizer
      2017 KSMI-FASMI joint conference
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 合成分子と蛋白質を駆使した生体分子イメージング2017

    • Author(s)
      堀 雄一郎
    • Organizer
      公益財団法人サントリー生命科学財団 生有研シンポジウム ユニークな生命現象の解明を目指した「新しい鍵化合物」の創製
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chemical probes with fluorogenic switch for imaging modified protein and DNA2017

    • Author(s)
      Yuichiro Hori
    • Organizer
      ISBC 2017
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chemical probes with fluorogenic switches for visualizing modified protein and DNA2016

    • Author(s)
      Yuichiro Hori
    • Organizer
      BSJ-BSC Joint Symposium for Protein Design and its Applications to Biotechnology at the 54th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan (BSJ)
    • Place of Presentation
      Tsukuba, Japan
    • Year and Date
      2016-11-25
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Chemical probes for visualizing biological phenomena from glycobiology to epigenetics2016

    • Author(s)
      Yuichiro Hori
    • Organizer
      IPR seminar: Frontiers of peptide and glycoscience
    • Place of Presentation
      Suita, Japan
    • Year and Date
      2016-05-27
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

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

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