2019 Fiscal Year Annual Research Report
超高感度-核磁気共鳴分子プローブを用いた生体内レポーターアッセイ系の構築
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19J22848
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
近藤 洋平 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Keywords | 核磁気共鳴法 / 分子プローブ / 動的核偏極 / 化学交換飽和移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、生物個体深部において目的遺伝子の発現解析を実現するレポーターアッセイ系の構築を目指して、核磁気共鳴(NMR)高感度化手法を適用して高感度化可能なNMR分子プローブの設計・評価を進める。これまでにNMR高感度化手法の一種である、動的核偏極法(DNP)を用いて高感度化可能であるDNP NMR分子プローブが、試験管内において、特定のレポータータンパク質活性を検出できることが見出されていた。しかしながら、実験設備の問題から、本年度はDNPを用いた高感度化状態におけるさらなる研究の進捗が望めなかった。したがって、別のNMR高感度化手法である化学交換飽和移動(CEST)を用いて高感度化可能なNMR分子プローブの開発に取り組んだ。
具体的には、レポータータンパク質との反応前においても分子プローブの局在を追跡できるCEST NMR分子プローブを設計した。この分子設計によって、分子の局在の検出だけでなく、分子プローブ濃度非依存的なレポータータンパク質の活性検出が実現されると期待された。実際に、今回開発したCEST NMR分子プローブは試験管内においてレポータータンパク質と反応し、その酵素反応をCESTシグナル変化によってモニタリングできることが確かめられた。また、動物モデルを用いた生体内応用実験を実施したところ、CEST NMR分子プローブの組織浸透性の悪さを示唆する結果が得られた。今後、分子プローブの組織浸透性の悪さを改善することができれば、生体内レポーターアッセイ系の構築の実現に近づくと考えられる。
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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
当初計画で予定していたDNP NMR分子プローブの高感度化状態における評価は実験設備の状況により実施することができなかった。今年度見送った研究内容に関しては実験設備が整い次第実施する予定である。しかしながら、一方では試験管内で機能するCEST NMR分子プローブの開発に成功し、その評価を実施することができた。以上の理由より、おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、CEST NMR分子プローブの生体内応用に関しては、分子プローブの組織浸潤性を改善する取り組みを施す必要がある。また、実験設備が整った場合には、ただちに開発したDNP NMR分子プローブの高感度化状態における評価を実施する予定である。以上の方針のもとに、生物個体深部における目的遺伝子の発現解析を実現するレポーターアッセイ系の構築を目指して研究を推進する。
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