生細胞中におけるヒトテロメアＧ－四重鎖の形成ダイナミクス

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14J06987
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 田中 敦志 大阪大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Keywords: 膜染色 / 電気生理 / 光誘起分子間電子移動 / 膜電位

Outline of Annual Research Achievements

核酸を生細胞へ導入する方法として、リポフェクション、エレクトロポレーション、マイクロインジェクションの3つの方法が主に用いられる。リポフェクション法では核酸の構造変化が荷電脂質に影響される可能性が高い。マイクロインジェクションは、基本的に一回の動作で一つの細胞にしか導入できない。上記二つの方法と比較して、電気パルスによって細胞膜を瞬間的に穿孔して分子を導入するエレクトロポレーションは本研究に最も適した方法と考えられたが、実際に蛍光標識したグアニン四重鎖形成DNAオリゴマーを、エレクトロポレーションによって種々の細胞へ導入したところ、エンドサイトーシスの影響によって、核酸の構造変化の追跡が困難であった。
そこで、光照射によってリン脂質膜を穿孔することで、細胞内小胞中から細胞質へと外因性のDNAオリゴマーを放出させることを目指し、昨年度に膜染色色素を新規合成した(未発表)。この色素は極性を持つ有機溶媒に可溶で、市販の膜染色色素と同様に培地内濃度10 μMで5分間インキュベートすることにより細胞膜に定着することが明らかになった。また、色素単独で水中に分散しても発光しないが、リポソームへの導入や、カバーガラス上に形成させた脂質二重膜層や細胞膜に定着させることで蛍光を発するようになる。この色素は脂質膜上に分散させた後、顕微下での光励起中にアスコルビン酸を加えることで消光が起こることが明らかになり、光誘起電子移動の可能性が示唆された。この結果は、G-四重鎖に関する本研究の趣旨から逸脱してしまうが、新規合成した膜染色色素によって、細胞の膜電位を光制御できる可能性を示唆するため、現在、電気生理学的手法による研究を進めている。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。