2017 Fiscal Year Annual Research Report
Imaging and photoregulation of cellular functions by using functional molecule-protein hybrid probes
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15H03120
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
水上 進 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (30420433)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 蛍光イメージング / 蛋白質ラベル化 / 細胞内Mg2+ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度までに、HaloTagに結合可能な新規Mg2+プローブ“MGH”を開発し、核や細胞膜内葉などの細胞内局所へのプローブの局在化、さらには細胞内Mg2+動態の長時間解析を可能とした。このプローブを用いて、アポトーシスにおける細胞内Mg2+濃度上昇がATPに配位していたMg2+の解離であることを示唆する結果を得ていた。本年度は、さらにATPを細胞外に放出するチャネル蛋白質の阻害剤を用いた解析を進め、複数の結果からアポトーシスにおけるMg2+濃度の増大はがMg-ATP錯体からのMg2+の解離によって引き起こされることを結論付けた。
さらに、細胞内Ca2+に全く応答しない新規Mg2+プローブの開発を目指した。小胞体やミトコンドリアをはじめとする細胞内オルガネラには高濃度のCa2+が集積しており、現存するMg2+プローブでは高濃度のCa2+に配位してしまう為、それらオルガネラ内部のMg2+ダイナミクスの解析は極めて困難である。そこで、錯体化学的な考察に基づいて、新たな蛍光プローブMGQ-2を開発した。MGQ-2の蛍光スペクトルは、Mg2+濃度の増加に応じて光誘起電子移動により蛍光強度が大きく減少する消光型の応答を示した。この条件におけるMg2+に対する解離定数は0.27 mMであったが、Ca2+に対する解離定数は1.5 mMと非常に弱く、この親和性ではサイトゾルのCa2+濃度変化にほとんど応答しないと考えられる。実際に10 mM の細胞外Ca2+とCa2+イオノフォアであるイオノマイシンを添加し、細胞内にCa2+を流入させたが、全く応答は見られなかった。本プローブを誘導体化し、オルガネラに局在化させることで、今後ミトコンドリアなどのオルガネラ内のMg2+動態の解明が進むことが期待できる。
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| Research Progress Status |
29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 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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