2017 Fiscal Year Annual Research Report
自動点滅する蛋白質ラベル化プローブ：１分子及び超解像顕微鏡応用
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16F16331
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
菊地 和也 大阪大学, 工学研究科, 教授 (70292951)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
KUMAR NARESH 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2016-11-07 – 2019-03-31
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| Keywords | PYPタグ / 蛍光制御 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
蛋白質の局在を高精細に明らかにする超解像イメージングでは、蛋白質を蛍光標識する技術と、その標識した色素の蛍光制御技術が重要となってくる。本年度は、前年度に引き続き蛋白質標識技術の改良と蛍光色素の蛍光強度を光制御できる蛍光プローブの開発に取り組んだ。これまでに、PYPタグとその特異的蛍光標識プローブを用いた蛋白質標識技術を開発してきた。高コントラストな蛍光画像を得るうえで、洗浄操作なしで迅速かつ低濃度で蛋白質を標識することのできる蛍光プローブの開発が重要である。このようなプローブに要求される条件は、遊離状態では非蛍光性で、標識されると蛍光強度が上昇するとともに、その標識速度が高いものである必要がある。そこで、PYPタグの新たな反応基としてハロアセチル基を有するジメチルアミノクマリン型蛍光プローブを設計した。本プローブを用いることにより、遊離状態では非蛍光性で、200 nM程度の低濃度で5分程度で細胞内PYPタグ融合蛋白質をラベル化することに成功した。次に、色素の蛍光制御技術の開発であるが、アゾ系色素の光異性化を利用して、BODIPY及びATTO655の蛍光強度の光制御に成功した。これらの光制御機構を、Stern-Volmerプロットを取り検証した。その結果、BODIPYに関しては、静的消光と動的消光が混在しており、ATTO655の場合は、光非照射時では静的消光であり、光照射により動的消光を示すことが判明した。以上の結果は、超解像イメージング技術を開発するうえで、極めて有用な知見を提供する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度の研究で、特異的、迅速、かつ高コントラストに蛋白質をイメージングする技術を確立した。また、蛍光制御可能なプローブの開発に必要な蛍光制御機構を明らかにすることができた。本技術では、これらの要素技術の開発が極めて重要であり、本年度の進捗は、概ね順調であるといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、アゾ系色素やその他のフォトクロミック分子と種々の蛍光色素を連結した蛍光プローブを作成し、蛋白質標識技術と組み合わせて、超解像イメージング応用へと展開する。
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