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2012 Fiscal Year Annual Research Report

動物個体内で遺伝子の機能を光制御する新手法の開発

Research Project

Project/Area Number 22310141
Research InstitutionToho University

Principal Investigator

古田 寿昭  東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2013-03-31
Keywordsケージド化合物 / 光化学 / キサンテン / 遺伝子発現
Research Abstract

1.可視光で光活性化できる新規光分解性保護基
ケージド化合物に使われている既存の保護基の中で、最も高い効率で活性化できるのはBhc基)である。しかし、375 nmに吸収極大を持つため、厚みのある組織切片や生物個体で利用するには、より長波長の可視光で活性化できる保護基が望ましい。そこで、本研究では可視光で活性化できる光分解性保護基を開発することを目的とした。キサンテンを基本骨格として、500 nmより長波長に吸収極大をもつ保護基Xanの合成を考えた。クロロ酢酸から出発して、3段階でXan-Clの合成に成功した。合成したXan-ClはpH7の緩衝液中で516 nmに吸収極大を持つこと、さらに516 nmの光照射によって光分解し、Xan-OHを生成することを明らかにした。このときの光反応効率は5278であった。さらに、Xan-ClとBhcmoc-Gluの混合物に516 nmの光を照射するとXan-Clだけを、350 nmの光照射ではBhcmoc-Gluをそれぞれ選択的に光活性化できることも明らかにした。Xan-Clはこれまでに報告されたケージド化合物のどれよりも、長波長光で活性化可能である。
2.モジュール型ケージドヌクレオチドの開発
遺伝子の機能発現を光制御することを可能にするため,ケージドDNAの開発を進めてきた。これまでに報告されているケージドプラスミドDNA合成の問題点を明らかにし,ケージド化合物をモジュール化することでその解決を図った。モジュール型ケージド化合物のプラットフォーム分子を2種類開発した。そのうちの一つを用いて,アフィニティ精製用のタグ付きケージドDNAを合成し,哺乳動物培養細胞内でルシフェラーゼの発現を光照射で活性化できることを確認した。また,ペプチド核酸を導入したケージング試薬によって,塩基配列を認識して2本鎖DNAをケージングできることも明らかにした。

Current Status of Research Progress
Reason

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Invited: 4 results) Book (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Designing caged compounds for spatiotemporal control of cellular chemistry2012

    • Author(s)
      T. Furuta
    • Journal Title

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      Volume: 69 Pages: 1164-1169

    • DOI

      DOI:10.5059/yukigoseikyokaishi.70.1164

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Design, synthesis and photochemistry of modular caging groups for caged nucleotides2012

    • Author(s)
      T. Furuta, K. Manabe, A. Teraoka, K. Murakoshi, A. Ohtsubo, A. Suzuki
    • Journal Title

      Org. Lett.

      Volume: 14 Pages: 6182-6185

    • DOI

      10.1021/ol3029093

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 過渡的複合体の解析を可能にするケージド化合物

    • Author(s)
      古田寿昭
    • Organizer
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • Invited
  • [Presentation] 光技術を用いた脳機能プロービング開発・支援活動:ケージド化合物

    • Author(s)
      古田寿昭
    • Organizer
      2012年度 包括脳ネットワーク夏のワークショップ
    • Place of Presentation
      仙台国際センター(宮城県)
    • Invited
  • [Presentation] 細胞の生理機能を光で操作して光で解析する

    • Author(s)
      古田寿昭
    • Organizer
      第32回生命科学シンポジウム
    • Place of Presentation
      東邦大学(千葉県)
    • Invited
  • [Presentation] Modular caged compounds: Design, synthesis and their use

    • Author(s)
      T. Furuta
    • Organizer
      3rd International symposium on Creation of functional Materials
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県)
    • Invited
  • [Presentation] Affinity purification of biotinylated caged nucleotides using a streptavidin magnetic bead

    • Author(s)
      A. Teraoka and T. Furuta
    • Organizer
      13th Tetrahedron Symposium Asian Edition, Challenge in Bioorganic & Organic Medicinal Chemistry
    • Place of Presentation
      Howard Civil International Centre (Taiwan)
  • [Presentation] Synthesis and photochemistry of caged nucleosides

    • Author(s)
      E. Oka, A. Asaba, A. Suzuki and T. Furuta
    • Organizer
      13th Tetrahedron Symposium Asian Edition, Challenge in Bioorganic & Organic Medicinal Chemistry
    • Place of Presentation
      Howard Civil International Centre (Taiwan)
  • [Presentation] Synthesis and photochemistry of new caged fluorophores

    • Author(s)
      C. Tonegawa, T. Nakayama, A. Suzuki and T. Furuta
    • Organizer
      13th Tetrahedron Symposium Asian Edition, Challenge in Bioorganic & Organic Medicinal Chemistry
    • Place of Presentation
      Howard Civil International Centre (Taiwan)
  • [Presentation] 任意のタンパク質をラベル化できる新規ケージドフルオロフォアの合成と光反応性

    • Author(s)
      利根川千尋,中山智裕,鈴木商信,古田寿昭
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県)
  • [Presentation] beta-ガラクトシダーゼ存在下で光解離するケージド化合物の開発

    • Author(s)
      岡 映里,鈴木 商信,古田 寿昭
    • Organizer
      日本化学会第93春季年会
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県)
  • [Book] 「実験医学増刊 疾患克服をめざしたケミカルバイオロジー」2012

    • Author(s)
      古田寿昭
    • Total Pages
      150-155
    • Publisher
      羊土社
  • [Book] 「実験医学別冊 遺伝子導入プロトコール」2012

    • Author(s)
      古田寿昭
    • Total Pages
      69
    • Publisher
      羊土社
  • [Book] 「実験医学増刊 心と体のクロストークから解く精神・神経疾患ー」2012

    • Author(s)
      尾藤晴彦,松崎政紀,吉村由美子,古田寿昭
    • Total Pages
      100-106
    • Publisher
      羊土社
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 細胞種選択的に光活性化可能なケージド化合物2013

    • Inventor(s)
      古田寿昭,曽根雅紀,鈴木商信,岡 映里
    • Industrial Property Rights Holder
      東邦大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2013-36379号
    • Filing Date
      2013-02-26

URL: 

Published: 2014-07-24  

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