Development of novel bioluminescent technology

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03178
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 42040:Laboratory animal science-related
• Research Institution: University of Miyazaki (2021-2023); Institute of Physical and Chemical Research (2020)
• Principal Investigator: Iwano Satoshi 宮崎大学, 研究・産学地域連携推進機構, 講師 (10734832)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 蛭田 勇樹 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 准教授 (60710944)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 生物発光 / バイオイメージング / in vivoイメージング

Outline of Final Research Achievements

We aimed to develop bioimaging techniques for the non-invasive visualization of biomolecular dynamics based on AkaBLI. Analysis of bioluminescence reactions and molecular evolution revealed the potential use of specific molecules as an indicator. This indicators were implemented in the biomolecular imaging of individual animals. Additionally, we obtained fundamental data for the development of split Akaluc and BRET probes. For split Akaluc, comprehensive split-position screening was employed to identify the optimal split position. For the BRET probe, we discovered that the emission wavelength of Akaluc can be modulated using a fluorescent dye and HaloTag.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

動物個体内で起こる生命現象の理解には、観察による情報が重要である。生物発光に基づく、個体レベルのバイオイメージング技術は遺伝学的標識と非侵襲的かつ経時（日）的な観察が可能である点で代替手法の無い技術である。一方、生体分子プローブに乏しいことが課題であった。本研究では、強度変化型の生物発光性の生体分子プローブを開発した。また生物発光性のプローブ化を多様に展開するために重要な２つの基盤となるデータ（分割型AkalucとBRETによる波長変換型）を取得した。本課題で開発したプローブや蓄積したデータは、動物個体内で起こる現象の理解や、新規の生物発光性のプローブ開発への貢献が期待される。