Development of functional fluorescent probe for imaging osteocyte function and 4D nucleomics

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H04706
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Kazuya Kikuchi 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70292951)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2024-03-31
• Keywords: 化学プローブ / 蛍光イメージング / 蛋白質ラベル化 / 破骨細胞

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed functional fluorescent probes to directly measure physiological functions of living cells. The aim of this project is to reveal biological phenomena that can be functionally analyzed for the first time with this technology by combining organic chemistry and cell biology. During this project, we have developed in vivo imaging probes that reveal osteocyte/osteoclast functions using two-photon excitation microscopy. Also, we have developed novel fluorescent protein labeling probes for visualizing genome and organelle dynamics. Our results have enabled applications to the analysis of cellular functions in living animals or protein dynamics in living cells.

Free Research Field

ケミカルバイオロジー

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は細胞や生体内の分子機能を生きた状態で観察するための化学プローブの開発を行うことで、初めて観察できる現象を捉えることを目的としている。そのため、化学を基にしたpHに応答し波長が変化する蛍光プローブ、標的蛋白質を速やかに長時間観察できるラベル化プローブを開発することに成功した。実際に、これらのプローブを用いて生きたマウス骨組織におけるpHの変化や、細胞内における蛋白質の移行過程を可視化することに成功しており、生物学、医学分野への貢献が期待できる成果が得られた。