2020 Fiscal Year Annual Research Report
Analysis of ion dynamics in organelles by using targetable probes
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18H02102
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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) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | Mg2+ / Zn2+ / 蛍光プローブ / 蛋白質ラベル化技術 / 定量 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内のMg2+やZn2＋はその生理的重要性にもかかわらず、Ca2＋と比較すると細胞内局所におけるダイナミクスはほとんど調べられてこなかった。そこで本研究では、化学プローブの長所を蛋白質プローブの長所と融合させるケミカルバイオロジー的手法に基づいたアプローチにより、オルガネラ内などの細胞内局所の金属イオン（Mg2+およびZn2+)のダイナミクスの解明を目的として、その基盤技術開発ならびに応用研究に取り組んだ。本年度は、細胞内の様々なオルガネラ内のZn2+の定量イメージング技術の開発に注力した。前年度までにゴルジ体内の遊離Zn2+を定量可能な緑色蛍光プローブZnDA-1Hを開発し,ゴルジ体内のZn2+がおおよそ数十nM程度のレベルにあることを明らかにした。ZnDA-1Hはゴルジ体以外の遊離Zn2+の検出には適さなかったため、新たにサブnM以下の解離定数を持つZnDA-2HおよびZnDA-3Hを設計・合成した。いずれのプローブもHaloTag技術を用いて任意の細胞局所への標的化が可能であり、Zn2+への配位によって顕著な蛍光強度の増大を示した。内部標準色素を共局在させる独自の定量技術を開発し、細胞質、核、ゴルジ体、小胞体、ミトコンドリア内の可視化を行うとともに、それらの細胞局所の遊離Zn2+の定量イメージングに成功した。ゴルジ体の亜鉛定量に関する知見については論文発表並びにプレスリリースを行った。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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