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
| Project Area | Mutli-dimensional fluorescence live imaging of cellular function and molecular activity |
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| Project/Area Number |
23113504
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Biological Sciences
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
神谷 真子 東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (90596462)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2012)
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| 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)
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| 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 |
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| 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。
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| Research Progress Status |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(41 results)
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[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
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Journal Title
Science Translational Medicine
Volume: 3
Pages: 110-119
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Fast-responding and sensitive fluorescence in vivo imaging of cancer by using a novel protease probe for gamma-glutamyltransfpeptidase2012
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
Related Report
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[Presentation] β-Galactosidase Fluorescence Probe with Improved Cellular Accumulation Based on Spirocyclized Rhodol Scaffold2012
Author(s)
M.Kamiya, D.Asanuma, E.Kuranaga, M.Sakabe, M.Miura, T.Nagano, Y.Urano
Organizer
BiOS, SPIE Photonic West
Place of Presentation
The Moscone Center, San Francisco, California, USA
Year and Date
2012-01-25
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