Development of super-resolution mapping technology for endogenous proteins using optimized small molecule probes

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H02875
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 37030:Chemical biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Asanuma Daisuke 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 講師 (10611204)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 超解像イメージング / ケミカルプローブ

Outline of Final Research Achievements

In this research, I proposed a new method for designing molecular probes for super-resolution mapping of endogenous proteins by extending the design method of probes for chemical tag technology that I have independently developed in recent years. I developed small-molecular probes optimized for such as AMPA-type glutamate receptor and tubulin, and applied these probes to living cells to enable fluorescence imaging of endogenous functional proteins. Furthermore, microstructures that cannot be resolved by confocal microscopy were successfully visualized over time by super-resolution mapping using STED microscopy.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

分子イメージングは、技術の進歩と共に、多様な細胞現象を制御する分子機構を明らかにしてきた。機能性タンパク質のナノスケールでの配置が細胞機能の実現に重要であることが明らかにされつつあるが、従来の可視化技術はアーティファクトの回避の難しさなどの問題があり、新たな技術開発が強く望まれている。本研究では、近年独自に構築してきた分子タグ技術を発展させ、内在性タンパク質の超解像マッピングを可能とする手法を開発した。今後、さらなる研究展開により、正常な細胞と病的な細胞における機能の違いなどについて、従来見えずに分からなかったナノレベルの世界の詳細が明らかとなることが期待できる。