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2021 Fiscal Year Annual Research Report

生体分子の量と活性を測るオプトバイオ分析の創発

Research Project

Project/Area Number 19H00900
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小澤 岳昌  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40302806)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 尾崎 倫孝  北海道大学, 保健科学研究院, 教授 (80256510)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Keywords光操作 / RNA / 酵素 / 標準添加法
Outline of Annual Research Achievements

「生細胞内RNAの分子数および特異配列反復回数計測技術の開発」で行っているTERRA検出発光プローブの開発においては、前年に実現した試験管内でTERRAの発光検出に続き培養細胞での顕微鏡観察を行った。本プローブをヒト培養細胞株U2OS細胞に導入し、発光顕微鏡観察を行った。その結果、核内においてTERRAプローブ由来の生物発光を認めた。また、生物発光を示した領域は核内タンパク質hnRNPA1と共局在を示した。hnRNPA1はTERRAと共局在することが知られているタンパク質であることから、本TERRAプローブは生細胞内においてTERRAの局在を可視化するプローブとして機能していることが強く示唆された。
PI-Lucを近赤外光で操作するために,アップコンバージョン粒子を用いた実験系を確立した.アップコンバージョンナノ粒子は,シンガポールNTUのXING教授より提供していただいた.近赤外光照射による細胞へのダメージを定量的に評価した.原理検証実験として,LOV2によりダイマー形成する膜リセプターを用いて細胞に発現させ,その細胞をLNPを塗布したスライドガラスに載せ,近赤外光 (808 nm) 照射による青色のアップコンバージョン光で活性化可能かどうかを検討した.結果,近赤外光照射に伴う膜リセプターの自己リン酸化反応は確認されたものの,シグナル下流分子の一部は活性化されないことが判明した.その原因は,近赤外光照射による40℃を超える培地温度の上昇が原因であることが解った.本検証結果はCells誌に報告した.そこで光照射を短時間でインターバルをとることで,培地温度が37-39℃の範囲内となる光照射条件を決定し,PI-Lucの実験に適用できることが判明した.

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (34 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 4 results) Presentation (19 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] NTU(シンガポール)

    • Country Name
      SINGAPORE
    • Counterpart Institution
      NTU
  • [Journal Article] Optogenetic decoding of Akt2-regulated metabolic signaling pathways in skeletal muscle cells using transomics analysis2023

    • Author(s)
      Kawamura Genki、Kokaji Toshiya、Kawata Kentaro、Sekine Yuka、Suzuki Yutaka、Soga Tomoyoshi、Ueda Yoshibumi、Endo Mizuki、Kuroda Shinya、Ozawa Takeaki
    • Journal Title

      Science Signaling

      Volume: 16 Pages: eabn0782

    • DOI

      10.1126/scisignal.abn0782

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Akaike's Information Criterion for Stoichiometry Inference of Supramolecular Complexes2023

    • Author(s)
      Ikemoto Koki、Takahashi Kanato、Ozawa Takeaki、Isobe Hiroyuki
    • Journal Title

      Angewandte Chemie International Edition

      Volume: 62 Pages: e202219059

    • DOI

      10.1002/anie.202219059

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] RNA Aptamer-Based Approach to Inhibiting Split-GFP Reconstruction and the Loss of Inhibitory Activity Using Complementary RNA2023

    • Author(s)
      Kamura Takuto、Katsuda Yousuke、Fuchigami Yusuke、Itsuki Yua、Kitamura Yusuke、Sakurai Toshihiko、Ozawa Takeaki、Ihara Toshihiro
    • Journal Title

      Bulletin of the Chemical Society of Japan

      Volume: 96 Pages: 241~246

    • DOI

      10.1246/bcsj.20220331

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Mechanistic insights into cancer drug resistance through optogenetic PI3K signaling hyperactivation2022

    • Author(s)
      Ueda Yoshibumi、Miura Yuri、Tomishige Nario、Sugimoto Naotoshi、Murase Megumi、Kawamura Genki、Sasaki Norihiko、Ishiwata Toshiyuki、Ozawa Takeaki
    • Journal Title

      Cell Chemical Biology

      Volume: 29 Pages: 1576~1587.e5

    • DOI

      10.1016/j.chembiol.2022.10.002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] N-Heterocyclic carbene-based C-centered Au(I)-Ag(I) clusters with intense phosphorescence and organelle-selective translocation in cells2022

    • Author(s)
      Lei Zhen、Endo Mizuki、Ube Hitoshi、Shiraogawa Takafumi、Zhao Pei、Nagata Koichi、Pei Xiao-Li、Eguchi Tomoya、Kamachi Toshiaki、Ehara Masahiro、Ozawa Takeaki、Shionoya Mitsuhiko
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 13 Pages: 4288

    • DOI

      10.1038/s41467-022-31891-3

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Sphingomyelin localization in the intestinal crypt surface2022

    • Author(s)
      Ueda Yoshibumi、Abe Mitsuhiro、Ishiwata Toshiyuki、Ozawa Takeaki
    • Journal Title

      Biochemical and Biophysical Research Communications

      Volume: 611 Pages: 14~18

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2022.03.128

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Systematic Interrogation of the Temperature Perturbation in the Insulin Signaling Pathway for Optogenetic Stimulation2022

    • Author(s)
      Dong Qi、Endo Mizuki、Kawamura Genki、Ozawa Takeaki
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 11 Pages: 3136~3136

    • DOI

      10.3390/cells11193136

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Increased spine PIP3 is sequestered from dendritic shafts2022

    • Author(s)
      Ueda Yoshibumi、Sugimoto Naotoshi、Ozawa Takeaki
    • Journal Title

      Molecular Brain

      Volume: 15 Pages: 59

    • DOI

      10.1186/s13041-022-00944-5

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Imaging and Manipulation of Plasma Membrane Fatty Acid Clusters Using TOF-SIMS Combined Optogenetics2022

    • Author(s)
      Zhang Chi、Kikushima Kenji、Endo Mizuki、Kahyo Tomoaki、Horikawa Makoto、Matsudaira Takaomi、Tanaka Tatsuya、Takanashi Yusuke、Sato Tomohito、Takahashi Yutaka、Xu Lili、Takayama Naoki、Islam Ariful、Mamun Md. Al、Ozawa Takeaki、Setou Mitsutoshi
    • Journal Title

      Cells

      Volume: 12 Pages: 10~10

    • DOI

      10.3390/cells12010010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Blue light alters cellular lipidome?Light-induced lipidomic changes can be modulated by optogenetically engineered cPLA2α2022

    • Author(s)
      Zhang Chi、Xu Lili、Endo Mizuki、Kahyo Tomoaki、Kikushima Kenji、Horikawa Makoto、Murakami Makoto、Waliullah A.S.M.、Hasan Md.Mahmudul、Sakamoto Takumi、Takahashi Yutaka、Aramaki Shuhei、Ozawa Takeaki、Setou Mitsutoshi
    • Journal Title

      Journal of Photochemistry and Photobiology

      Volume: 12 Pages: 100150~100150

    • DOI

      10.1016/j.jpap.2022.100150

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Discovery of a phase-separating small molecule that selectively sequesters tubulin in cells2022

    • Author(s)
      Ado Genyir、Noda Naotaka、Vu Hue T.、Perron Amelie、Mahapatra Amarjyoti D.、Arista Karla Pineda、Yoshimura Hideaki、Packwood Daniel M.、Ishidate Fumiyoshi、Sato Shin-ichi、Ozawa Takeaki、Uesugi Motonari
    • Journal Title

      Chemical Science

      Volume: 13 Pages: 5760~5766

    • DOI

      10.1039/d1sc07151c

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Castanospermine suppresses CD44 ectodomain cleavage as revealed by transmembrane bioluminescent sensors2022

    • Author(s)
      Noda Natsumi、Ozawa Takeaki
    • Journal Title

      Journal of Cell Science

      Volume: 135 Pages: jcs259314

    • DOI

      10.1242/jcs.259314

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Series of Furimazine Derivatives for Sustained Live-Cell Bioluminescence Imaging and Application to the Monitoring of Myogenesis at the Single-Cell Level2022

    • Author(s)
      Orioka Mariko、Eguchi Masatoshi、Mizui Yuki、Ikeda Yuma、Sakama Akihiro、Li Qiaojing、Yoshimura Hideaki、Ozawa Takeaki、Citterio Daniel、Hiruta Yuki
    • Journal Title

      Bioconjugate Chemistry

      Volume: 33 Pages: 496~504

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.2c00035

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Poly(ADP-ribose) Polymerase (PARP) is Critically Involved in Liver Ischemia/Reperfusion-injury2022

    • Author(s)
      Haga Sanae、Kanno Akira、Morita Naoki、Jin Shigeki、Matoba Kotaro、Ozawa Takeaki、Ozaki Michitaka
    • Journal Title

      Journal of Surgical Research

      Volume: 270 Pages: 124~138

    • DOI

      10.1016/j.jss.2021.09.008

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Imaging and controlling G-protein coupled receptors activities in living cells.2022

    • Author(s)
      T. Ozawa
    • Organizer
      Asian Chemical Biology Initiative Meeting 2022
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 二分割ルシフェラーゼ再構成法を用いた生理機能解析法とその実践応用2022

    • Author(s)
      小澤岳昌
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第78回学術講演会
    • Invited
  • [Presentation] Trans-omics analysis of Akt-mediated metabolic pathways by an optogenetics approach2022

    • Author(s)
      Genki Kawamura, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
  • [Presentation] Development of an optogenetic tool to modulate dopamine receptor-mediated signaling2022

    • Author(s)
      Qiaoyue Kuang, Yang Li, Mizuki Endo, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      第82回分析化学討論会
  • [Presentation] Development of an optogenetic tool to modulate dopamine receptor-mediated signaling2022

    • Author(s)
      Qiaoyue Kuang, Yang Li, Mizuki Endo, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      日本ケミカルバイオロジー学会 第16回年会
  • [Presentation] Development of in vivo deep tissue optogenetic system for insulin signal control2022

    • Author(s)
      Qi Dong, Mizuki Endo, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      第21回生命科学シンポジウム
  • [Presentation] 数理モデルを用いた光制御によるアイソフォーム特異的なAktシグナル伝達制御の解析2022

    • Author(s)
      関根 由佳 , 河村 玄気 , 小澤 岳昌
    • Organizer
      第21回東京大学生命科学シンポジウム
  • [Presentation] 生細胞内RNAの可視化追跡する 分割型ルシフェラーゼプローブの開発2022

    • Author(s)
      江口 正敏、吉村 英哲、上田 善文、小澤 岳昌
    • Organizer
      第21回東京大学生命科学シンポジウム
  • [Presentation] mPUMテクノロジーを用いた生細胞内在性RNAの可視化追跡技術2022

    • Author(s)
      吉村英哲・江口正敏・小澤岳昌
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] A bioluminescent cell fusion assay for highthroughput screening of myogesis-promoting compounds2022

    • Author(s)
      李 喬;、吉村 英哲、小宮 麻希、田尻 健、上杉 志成、畑 裕、小澤 岳昌
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] Reconstruction of Akt2-mediated cellular signaling pathways by integrating multiple omics data2022

    • Author(s)
      Genki Kawamura, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] A novel optogenetic system to control deep tissue insulin signaling in vivo2022

    • Author(s)
      Qi Dong, Mizuki Endo, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] Development of methods for detecting cellular events in deep tissues using split Akaluc fragments2022

    • Author(s)
      Yiling Li, Genki Kawamura, Qiaojing Li, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] Development of a method for the analysis of Akt isoforms’ temporal dynamics with mathematical model and optogenetics2022

    • Author(s)
      関根 由佳 , 河村 玄気 , 小澤 岳昌
    • Organizer
      日本分析化学会 第71年会
  • [Presentation] In vivo optogenetic system to control deep tissue insulin signaling2022

    • Author(s)
      Qi Dong, Mizuki Endo, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] Split Akaluc reconstitution methods for detecting GPCR/β-arrestin interaction and cell fusion event in deep tissues2022

    • Author(s)
      Yiling Li, Genki Kawamura, Qiaojing Li, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      第60回日本生物物理学会年会
  • [Presentation] The Quantitative Optical Modulation of Dopamine Receptor-Mediated Endocytosis Using an Optogenetic System2022

    • Author(s)
      Qiaoyue Kuang, Yang Li, Mizuki Endo, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      ICCBM 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Optogenetic approach to analyze Akt2-regulated cellular metabolic signaling pathways2022

    • Author(s)
      Genki Kawamura, Takeaki Ozawa
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 光制御と数理モデルを用いたAktアイソフォーム活性化の時間特性と下流シグナル制御の解析 /2022

    • Author(s)
      関根 由佳 , 河村 玄気 , 小澤 岳昌
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会

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Published: 2023-12-25  

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