Development of novel bioluminescent substrates for high-sensitivity imaging

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K22724
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: 0801:Pharmaceutical sciences and related fields
• Research Institution: Tokyo University of Pharmacy and Life Science
• Principal Investigator: Saito-Moriya Ryohei (齊藤亮平) 東京薬科大学, 薬学部, 嘱託助教 (20870801)
• Project Period (FY): 2020-09-11 – 2022-03-31
• Keywords: 生物発光 / 発光基質 / イメージング / 近赤外発光

Outline of Final Research Achievements

In this study, new luminescent substrates were organically synthesized to increase the luminescence intensity of firefly bioluminescence reactions. Of the five new luciferin analogues synthesized, two showed increased luminescence intensity compared to existing luminescent analogues, and one of them had a luminescence maximum wavelength in the near-infrared region. Currently, my collaborators are working on a detailed evaluation of the luminescence properties of these new analogues, and are verifying their usefulness in animal experiments.

Free Research Field

生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

黄緑色に発光するホタル生物発光反応は生体内可視化技術として利用されており、既存技術に比べて、より高い測定感度が求められてきた。これまでは発光基質の改良により、発光波長を黄緑色から赤色や近赤外領域に改変することで、光の透過性を利用して測定感度が向上してきた。本研究で開発した新規化合物は近赤外の発光波長を有し、且つ既存の人工発光基質よりも発光強度が増大している。これにより、たとえば、マウスの深部組織や微小環境において、既存技術に比べ、より高感度に観察できるだろう。