Visualization of biomolecular interaction by using fluorescent barcodes

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19107
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 37:Biomolecular chemistry and related fields
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Kashida Hiromu 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (30452189)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: 蛍光バーコード / 抗体 / インタラクトーム

Outline of Final Research Achievements

In this study, we aimed to develop a method to visualize interactions among biomolecules by using color-changing fluorescent barcodes (CCFB). First, we analyzed strand displacement reaction of acyclic D-threoninol nucleic acid and revealed optimal chain length and temperature. We prepared a barcode which changes its color three times. Fluorescent measurements indicated that the barcode worked as designed. Moreover, we tried to visualize protein-protein interaction by using proximity ligation assay. As a result, interaction could be visualized by using fluorescently labeled DNAs. From these results, we successfully developed basic technologies necessary for interactome imaging in cells.

Free Research Field

生体関連化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体分子間の相互作用は全ての生命現象の基盤であるため、これを可視化することは生命現象を理解する上で非常に重要である。これを実現するためには多数の蛍光ラベルを調製する必要があるが、従来の技術では蛍光波長にオーバーラップがあるため同時検出可能な数に大きな制約があった。それに対し、我々が開発した蛍光バーコードは膨大な種類の蛍光ラベルを簡便に調製することが可能である。また、本研究成果によって生体分子間相互作用イメージングに必要な基盤技術を確立することが出来た。今後、我々が開発した技術を更に発展させることで複数の生体分子間相互作用の同時イメージングが期待できる。