Super multicolor and sensitive imaging platform of proteins based on reversible nanoparticle assembly

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01722
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Ohta Seiichi 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (40723284)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 共役ポリマーナノ粒子 / 集積体 / 超マルチカラーイメージング / 画像診断 / バイオマーカー

Outline of Final Research Achievements

In this research, highly sensitive imaging of protein biomarkers was demonstrated by DNA-mediated sequential assembly of fluorescent nanoparticles on antibodies bound to the target marker. In addition, by designing the linker DNA to be dissociable, multiple protein markers can be imaged using a single color by repeating the imaging cycles. It has also been demonstrated that m X n types of protein biomarkers can be imaged on a single sample by repeating m-color imaging n times.

Free Research Field

医用化学工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

プロテオミクスの進展によりタンパク質の網羅的な解析が飛躍的な進展を見せる一方、生きた細胞や組織で一度にイメージングできるタンパク質の種類は、未だ限られているのが現状である。また、発現量は少ないものの重要な役割を持つタンパク質も多く同定されつつあり、これらの検出のためにはイメージングの高感度化も必要となる。本研究で構築されたイメージング基盤は、ナノ粒子とDNAを用いた独自技術によりこれらの課題を解決し、多様なタンパク質の発現の空間パターンを高感度に取得することを可能にするものである。これにより、生命現象の理解の深化や、新たな診断・治療法の創製へとつながることが期待される。