2022 Fiscal Year Research-status Report
三脚型キノン－シアニン色素の特徴を活かした４重鎖核酸イメージング蛍光色素の開発
| Project/Area Number |
21K05309
|
|---|
| Research Institution | Wakayama University |
|---|
Principal Investigator |
坂本 隆 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (80423078)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| Keywords | ４重鎖核酸 / 細胞内蛍光イメージング / 蛍光プローブ |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
4重鎖(G4)に代表される核酸の非標準構造は、遺伝子発現制御や疾患への関与が指摘され、その機能解明が求められている。G4の細胞内蛍光イメージングはこれに大きく貢献すると期待されるが、最も重要な「蛍光プローブ」の開発は道半ばである。本研究では独自開発した蛍光色素QCy(MeBT)3について、「（A）その蛍光特性の詳細と細胞内４重鎖（G4）核酸イメージング能力」および「（B）QCy(MeBT)3の効率的な誘導化法と、より高性能なG４核酸プローブの化学構造」を明らかにすることを目的とした。
令和4年度は（B）について重点的に研究を進め、以下の４点を明らかにした。（1）QCy(MeBT)3のMeBT（N-メチルベンゾチアゾリウムカチオン）部分は、種々のN-アルキルベンゾチアゾリウムカチオン（RBT）に容易に変換可能。（2）RBTとしてN-ベンジルベンゾチアゾリウムカチオンを用いたQCy(BnBT)3は、G4選択的な蛍光プローブとして働く。（3）QCy(BnBT)3（ex/em: 570/800）の蛍光波長は、QCy(MeBT)3（ex/em: 570/700）と比較して100 nm近くレッドシフトし、200 nmを超える大きなストークスシフトを示す。（4）QCy(BnBT)3を用いることで、細胞内のG4核酸の選択的イメージングが可能。
以上の研究成果について、日本ケミカルバイオロジー学会第16回年会などの国内学会（６件）、国際学会（ISNAC2022）（１件）での報告を行なった。また、これらの成果の一部をまとめた論文（Chemistry Letters, 51(12), 1139-1142 (2022)）がCove PictureおよびInside Coverに採択された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究の２つの目的（「QCy(MeBT)3の蛍光特性の詳細と細胞内４重鎖（G4）核酸イメージング能力の評価」「QCy(MeBT)3の効率的な誘導化法と、より高性能なG４核酸プローブの化学構造の解明」）のうち、種々の誘導体化を試みることによる、より高機能なG４核酸プローブ（QCy(BnBT)3）の獲得に成功していること、また、これらの成果を学会発表で報告済みであることから、「おおむね順調に進展している」と判断できる。
|
| Strategy for Future Research Activity |
研究目的（A）については、令和３年度でほぼ終了し、また、研究目的（B）については、大きな進捗が見られ、高機能なG４核酸プローブ（QCy(BnBT)3）の獲得に成功している。令和５年度は、QCy(MeBT)3誘導体化合物ライブラリの構築を重点的に進める。具体的には以下の３つの観点から研究を進める。
（１）2-メチル-N-アルキルチアゾリウムカチオン（RT）誘導体の化合物ライブラリの構築（２）QCy(RT)3の合成条件の最適化およびQCy(RT)3ライブラリの構築（３）構築したQCy(RT)3誘導体化合物ライブラリからの高性能G4プローブのスクリーニング
以上から、より高性能なG4イメージング蛍光プローブの化学構造を明らかにする。
|
| Causes of Carryover |
令和4年度はかなり小規模（10種類程度）の化合物ライブラリから、高機能なG4核酸イメージング蛍光プローブを獲得することができたため、その機能解析にリソースを割いた。そのため、ライブラリ構築のための有機合成にかかる試薬や消耗品の購入費用が当初計画よりも縮減した。このため次年度使用額が生じた。
令和5年度は「QCy(RT)3誘導体化合物ライブラリの構築」など、蛍光色素合成を精力的に行うことを計画している。繰り越した経費は、当初経費と合わせてこれにかかる試薬等の消耗品の購入に使用する。また、学会参加のための旅費として使用することを計画している。
|
