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超解像イメージングに資する新規多色・多機能蛍光色素群の開発

Publicly

Project AreaMutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity
Project/Area Number 23113504
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

神谷 真子  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90596462)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥17,290,000 (Direct Cost: ¥13,300,000、Indirect Cost: ¥3,990,000)
Fiscal Year 2012: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
Fiscal Year 2011: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywords超解像イメージング / 分子内スピロ環化平衡 / 蛍光プローブ
Outline of Annual Research Achievements

平成24年度はこれまでに培ってきた光機能性分子の論理的設計法を生かし、有機蛍光色素の持つ特徴を最大限に引き出すことで、既存の色素を凌駕する新たな超解像イメージングプローブを開発するべく研究を行った。その結果、強い光褪色耐性やマルチカラー性といった特徴を有するローダミン・シリルローダミンを基本骨格として、分子内スピロ環化平衡を動作原理とした独自のSTORMプローブの開発に成功した。具体的には、分子内スピロ環化平衡を示す分子、つまり、熱平衡により蛍光性・無蛍光性の二つの分子フォームをとり得る分子を活用することで、自発的にブリンキング(光明滅)するプローブを開発した。まずレーザーフラッシュフォトリシス(LFP)法により、明滅速度の指標である分子内閉環速度定数(kclose)を各種誘導体に関して測定した。その結果、蛍光団の求電子性や分子内求核基の求核能が増加するに伴い、分子内スピロ環化平衡定数(pKcycl)が酸性pH側にシフトし、閉環速度が速くなることを明らかにした、さらに、適度な閉環速度を示す候補化合物を用いて蛍光顕微鏡下での評価を行った結果、従来まではブリンキングを誘発するのに必須とされてきたチオール(還元剤)・GLOX(酸素除去剤)などの添加物や強い励起光照射が一切不要な、自発的にブリンキングする新たなSTORMプローブの開発とその設計指針の確立に成功した。さらに、開発したSTORMプローブを用いることで、微小管やプラスミドなど光の回折限界以下の分解能の構造体の超分解イメージングに成功した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report

Research Products

(41 results)

All 2013 2012 2011

All Journal Article Presentation Patent(Industrial Property Rights)

  • [Journal Article] Rational design of highly sensitive fluorescence probes for protease and glycosidase based on precisely controlled spirocyclization.2013

    • Author(s)
      Sakabe M, Asanuma D, Kamiya M, Iwatate JR, Hanaoka K, Terai T, Nagano T, Urano Y
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 135 Pages: 409-14

    • DOI
      10.1021/ja309688m
    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Highly Activatable and Environment-insensitive Optical Highlighters for Selective Spatiotemporal Imaging of Target Proteins.2012

    • Author(s)
      Kobayashi T, Komatsu T, Kamiya M, Campos C, Gonzalez-Gaitan M, Terai T, Hanaoka K, Nagano T, Urano Y
    • Journal Title

      J. Am. Chem. Soc.

      Volume: 134 Pages: 11153-11160

    • DOI
      10.1021/ja212125w
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    • Author(s)
      Kamiya M, Asanuma D, Kuranaga E, Takeishi A, Sakabe M, Miura M, Nagano T, Urano Y
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 133 Pages: 12960-12963

    • DOI
      10.1021/ja204781t
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      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rapid Cancer Detection by Topically Spraying a γ-Glutamyltranspeptidase-Activated Fluorescent Probe2011

    • Author(s)
      Urano Y, Sakabe M, Nobuyuki Kosaka, Ogawa M, Mitsunaga M, Asanuma D, Kamiya M, Young MR, Nagano T, Choyke PL, Kobayashi H
    • Journal Title

      Science Translational Medicine

      Volume: 3 Pages: 110-119

    • DOI
      10.1126/scitranslmed.3002823
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      日本薬学会 第133年会(横浜)
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      神奈川・パシフィコ横浜
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      日本薬学会 第133年会(横浜)
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      神奈川・パシフィコ横浜
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      2013-03-29
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      日本薬学会 第133年会(横浜)
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      神奈川・パシフィコ横浜
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      2013-03-29
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      藤井智彦・神谷真子・浦野泰照
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      日本薬学会 第133年会(横浜)
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      神奈川県・パシフィコ横浜
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      2013-03-29
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      吉田昌史・神谷真子・浦野泰照
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      日本薬学会 第133年会(横浜)
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      神奈川県・パシフィコ横浜
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      2013-03-29
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      日本薬学会 第133年会(横浜)
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      神奈川・パシフィコ横浜
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      2013-03-28
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      宇野真之介、神谷真子、吉原利忠、飛田成史、メフメット・チャータイ・タルハン、藤田博之、浦野泰照
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      日本化学会第93春季年会
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      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県草津市)
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      2013-03-25
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      神谷真子、国府田絹子、櫻井千恵、浅沼大祐、和田郁夫、浦野泰照
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      日本化学会第93春季年会
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      立命館大学びわこ・くさつキャンパス(滋賀県草津市)
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      2013-03-22
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      宇野真之介、神谷真子、吉原利忠、飛田成史、メフメット・チャータイ・タルハン、藤田博之、浦野泰照
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      第3回 Vivid Workshop
    • Place of Presentation
      石川県加賀市山代温泉 瑠璃光
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      2013-02-21
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      日野春秋、神谷真子、浦野泰照
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    • Place of Presentation
      琵琶湖ホテル3F 大宴会場瑠璃(滋賀県大津市)
    • Year and Date
      2013-02-06
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      神谷真子、日野春秋、浦野泰照
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      平成24年度文部科学省新学術領域 がん研究分野の特性を踏まえた支援活動 公開シンポジウム
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      学術総合センター一ツ橋記念講堂(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2013-01-30
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      千里ライフサイエンスセミナー D4 細胞の"こころ"を生きた個体で観察する -蛍光生体イメージングの最前線-
    • Place of Presentation
      千里ライフサイエンスセンタービル 5階 ライフホール(大阪府豊中市)
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      2013-01-23
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      神谷真子、浅沼大祐、長野哲雄、浦野泰照
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      第85回日本生化学会大会
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      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2012-12-14
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      藤井智彦・神谷真子・浦野泰照
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      日本分析化学会第61年会
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      石川県・金沢大学角間キャンパス
    • Year and Date
      2012-09-19
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      第6回バイオ関連化学シンポジウム
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      北海道・北海道大学札幌キャンパス
    • Year and Date
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      神谷真子、浅沼大祐、倉永英里奈、三浦 正幸、長野哲雄、浦野泰照
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      第34回日本光医学・光生物学会
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      神戸商工会議所 3F 神商ホールA(兵庫県神戸市)
    • Year and Date
      2012-07-27
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      Shin-nosuke Uno・Mako Kamiya・Toshitada Yoshihara・Seiji Tobita・Yasuteru Urano
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      XXIV IUPAC Symposium on Photochemistry (Coimbra, Portugal)
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      The University of Coimbra (Coimbra, Portugal)
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    • Organizer
      XXIV IUPAC Symposium on Photochemistry (Coimbra, Portugal)
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      The University of Coimbra (Coimbra, Portugal)
    • Year and Date
      2012-07-17
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      神谷真子
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    • Place of Presentation
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      神谷真子、浅沼大祐、長野哲雄、浦野泰照
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      第7回日本分子イメージング学会学術集会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松 コングレスセンター(静岡県浜松市)
    • Year and Date
      2012-05-24
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      神谷真子・浅沼大祐・倉永英里奈・三浦正幸・長野哲雄・浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第132年会(札幌)
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      北海道・北海道大学札幌キャンパス第二体育館
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      2012-03-30
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      坂部雅世・小坂信行・光永誠・小川美香子・Peter Choyke・浅沼大祐・神谷真子・長野哲雄・小林久隆・浦野泰照
    • Organizer
      日本薬学会第132年会(札幌)
    • Place of Presentation
      北海道・北海道大学札幌キャンパス高等教育推進機構
    • Year and Date
      2012-03-30
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    • Author(s)
      辻大輔・難波建多郎・浅沼大祐・神谷真子・浦野泰照・伊藤孝司
    • Organizer
      日本薬学会第132年会(札幌)
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      北海道・北海道大学札幌キャンパス第二体育館
    • Year and Date
      2012-03-30
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      S.Uno, M.Kamiya, Y.Urano
    • Organizer
      4th HOPE Meeting
    • Place of Presentation
      Tsukuba International Congress Center (Tsukuba, Japan)
    • Year and Date
      2012-03-08
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  • [Presentation] 蛍光プローブの論理的開発と癌蛍光イメージングへの応用2012

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      神谷真子
    • Organizer
      平成23年度文科省がん支援活動・厚労省対がん10カ年研究合同公開シンポジウム
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      東京学術総合センター(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-31
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    • Author(s)
      M.Sakabe, N.Kosaka, M.Mitsunaga, M.Ogawa, P.Choyke, D.Asanuma, M.Kamiya. T.Nagano, H.Kobayashi, Y.Urano
    • Organizer
      BiOS, SPIE Photonic West
    • Place of Presentation
      San Francisco, California United States
    • Year and Date
      2012-01-28
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      M.Kamiya, D.Asanuma, E.Kuranaga, M.Sakabe, M.Miura, T.Nagano, Y.Urano
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      BiOS, SPIE Photonic West
    • Place of Presentation
      The Moscone Center, San Francisco, California, USA
    • Year and Date
      2012-01-25
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      神谷真子
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      第10回稲盛フロンティア研究会
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      福岡・九州大学稲盛財団記念館1階Cホール(招待講演)
    • Year and Date
      2012-01-17
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      神谷真子
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      神奈川・パシフィコ横浜会議センター5階502(招待講演)
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      2011-11-04
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      2011-10-23
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      2011-09-12
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      第6回日本分子イメージング学会総会・学術集会
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      兵庫神戸国際会議場
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      2011-05-27
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      坂部雅世・小坂信行・光永誠・小川美香子・Peter Choyke・浅沼大祐・神谷真子・長野哲雄・小林久隆・浦野泰照
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      日本ケミカルバイオロジー学会第6回年会
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      東京・東京工業大学大岡山キャンパス70周年記念講堂
    • Year and Date
      2011-05-24
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      2011 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 超解像蛍光イメージング用プローブ2013

    • Inventor(s)
      浦野泰照、神谷真子、宇野真之介
    • Industrial Property Rights Holder
      浦野泰照、神谷真子、宇野真之介
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2013-007544
    • Filing Date
      2013-01-18
    • Application Year
      2013
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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