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Design of FRET probes by the competitive fluorescence ligand assay and development of super-sensitive IP3 sensors

Publicly Offered Research

Project AreaResonance Biology for Innovative Bioimaging
Project/Area Number 16H01433
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 InstitutionHealth Sciences University of Hokkaido

Principal Investigator

谷村 明彦  北海道医療大学, 歯学部, 教授 (70217149)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000)
Keywords蛍光センサー / イノシトール三リン酸 / FRET / イメージング / 蛍光リガンド / シグナル伝達 / バイオテクノロジー / 生体分子 / 有機化学
Outline of Annual Research Achievements

H28年度に合成したLBDに対する親和性が高いADA誘導体は、IP3と競合し難いためセンサーに使用出来ないことが、F-ADAを使った我々の先行研究で明らかになっている。そこでセンサーとして利用するために、親和性を低下させるためにB-ADAのアデニンを除去したB-LLと、B-ADAのアデニンをイミダゾールに置換したB-IMPを有機合成した。両化合物ともCFP-LBD-mSA-YFPへの作用によるFRETの増大による蛍光比の変化を起こした。この蛍光比の変化はビオチン化リガンドの除去によって増大し、IP3の添加によって減少したことから、CFLAを応用したtetheredリガンド型のIP3センサーが実現可能であることが示された。さらに3種類ののビオチンリガンドにおけるビオチン部とリガンド部のリンカー長を伸ばしたB-ADA-C8, B-IMP-C8, B-LL-C8を作成して反応を確認した。これらの知見に基づいて、蛍光分子を付加したビオチンリガンド(FBリガンド)の合成を試みた。
H28年度に作成したペプチドリガンドを使ったtetheredリガンド型IP3センサーが機能しなかった。そこでin vivo IP3イメージングに利用出来るgenetically encoded IP3 sensor(GEIS)としてLIBRA型IP3センサーのリンカー最適化と、蛍光タンパク質の円順列変異体の利用によって、蛍光変化率を従来の約3倍に改善することに成功した。
またLBD分子内へ蛍光タンパク質やリガンドペプチドを挿入したIP3センサーの開発を試みた。現時点でこれらはセンサーとして機能していないが、リンカーの最適化や円順列変異体の利用によって機能させる可能性を検討する。

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

    (35 results)

All 2018 2017 2016 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (24 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Auckland(ニュージーランド)

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    • Author(s)
      Tanimura, A
    • Journal Title

      Impact

      Volume: - Issue: 2 Pages: 38-40

    • DOI

      10.21820/23987073.2018.2.38

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    • Open Access
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    • Author(s)
      谷村明彦
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 68 Pages: 448-449

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    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci U S A

      Volume: 114 Issue: 7 Pages: 1456-1461

    • DOI

      10.1073/pnas.1614613114

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      Han JM, Tanimura A, Kirk V, Sneyd J
    • Journal Title

      PLoS Comput Biol

      Volume: 13 Issue: 2 Pages: e1005275-e1005275

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1005275

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    • Author(s)
      根津顕弘,, 森田貴雄, 谷村明彦
    • Journal Title

      北海道医療大学歯学会雑誌

      Volume: 35 Pages: 13-22

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      Oura, T.; Murata, K.; Morita, T.; Nezu, A.; Arisawa, M.; Shuto, S.; Tanimura, A.
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 17 Issue: 16 Pages: 1509-1512

    • DOI

      10.1002/cbic.201600096

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    • Author(s)
      Murata K, Takahashi A, Morita T, Nezu A, Fukumoto S, Saitoh M, Tanimura A
    • Journal Title

      Biomedical Research

      Volume: 37 Issue: 6 Pages: 329-334

    • DOI

      10.2220/biomedres.37.329

    • NAID

      130005252683

    • ISSN
      0388-6107, 1880-313X
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      第61回日本唾液腺学会学術集会
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      第10回アジア小児歯科学会大会/第54回日本小児歯科学会大会
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Published: 2016-04-26   Modified: 2019-12-27  

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