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2015 Fiscal Year Annual Research Report

内在性mRNAの一分子イメージングによるRNA代謝機構の解明

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Science for Nanomedicine
Project/Area Number 26107704
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

岡部 弘基  東京大学, 薬学研究科(研究院), 助教 (20455398)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
KeywordsmRNA / 一分子イメージング / ストレス顆粒
Outline of Annual Research Achievements

これまでに、生細胞内における蛍光標識アンチセンス2'O-methyl RNAプローブのmRNAとの相補結合に伴う拡散運動の変化に着目した新規検出法を開発した。細胞内におけるRNA代謝のダイナミクスとメカニズムを解明するには、個々のmRNAの受ける制御(分解や翻訳抑制)を細胞内の局所環境において直接観察することが必須である。そこで、本研究ではこれまでに開発したアンチセンスプローブによる内在性mRNAの定量的検出法を応用して内在性mRNAの一分子イメージング法を開発し、これにより細胞内RNA代謝のダイナミクスとメカニズムを詳細に明らかにすることを目的とした。
生細胞内におけるmRNAを一分子感度で可視化するには、高い親和性を有するアンチセンスプローブが必要である。まず、GAPDH mRNAを標的として、高親和性のアンチセンスプローブを設計した。次に、光褪色後蛍光回復(FRAP)による細胞内アンチセンスプローブの拡散速度の定量解析から、生細胞内において標的mRNAとの結合率を定量的に評価する方法を開発した。これを用いた生細胞内での結合能のスクリーニングおよび得られたプローブ配列と結合能の考察を繰り返すことで、標的mRNAに対し高い結合率を示すプローブ並びに高親和性プローブ配列の一般則を得た。
次に、高親和性アンチセンスプローブを用いた細胞内mRNAの一分子検出に取りくんだ。mRNA由来の信号を高い信号-背景比で検出する工夫を取り入れることで、COS7細胞の細胞質内GAPDH mRNAの一分子イメージングに成功した。この方法を用いることで、ストレス環境において形成するストレス顆粒(SG)内のmRNAの一分子追跡に応用した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (13 results)

All 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 5 results)

  • [Journal Article] ASK1 signaling regulates brown and beige adipocyte maturation2016

    • Author(s)
      Kazuki H, Naguro I, Okabe K, Funatsu T, Furutani S, Takeda K, and Ichijo H
    • Journal Title

      Nature Communications

      Volume: 7 Pages: 11158

    • DOI

      10.1038/ncomms11158

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 蛍光性ポリマー温度センサー2015

    • Author(s)
      岡部弘基
    • Journal Title

      生体の科学

      Volume: 66 Pages: 163-168

    • DOI

      10.11477/mf.2425200124

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Live-cell single molecule imaging of endogenous mRNA in stress granules2016

    • Author(s)
      菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • Organizer
      Biophysical Society 60th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Los Angeles, CA (米国)
    • Year and Date
      2016-03-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The mechanism of stress granule formation induced by intracellular local thermogenesis2016

    • Author(s)
      シベイニ、岡部弘基、船津高志
    • Organizer
      Biophysical Society 60th Annual Meeting
    • Place of Presentation
      Los Angeles, CA (米国)
    • Year and Date
      2016-02-29
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 細胞内温度のイメージングと操作による温度生物学2016

    • Author(s)
      岡部弘基
    • Organizer
      日本機械学会 第28 回バイオエンジニアリング講演会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス(東京都目黒区)
    • Year and Date
      2016-01-09
    • Invited
  • [Presentation] 生細胞にける1分子内在性mRNAイメージングのためのアンチセンスプローブの設計と評価2015

    • Author(s)
      武田駿介、岡部弘基、船津高志
    • Organizer
      日本生物物理学会第53回年会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-14
  • [Presentation] ストレス顆粒内一分子mRNAの超解像イメージング2015

    • Author(s)
      鈴木佑紀、菅原皓、岡部弘基、船津高志
    • Organizer
      日本生物物理学会第53回年会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-14
  • [Presentation] Imaging and manipulation of intracellular temperature for thermal biology2015

    • Author(s)
      岡部弘基
    • Organizer
      日本生物物理学会第53回年会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
    • Invited
  • [Presentation] Local intracellular temperature increase mediates stress granule formation2015

    • Author(s)
      シベイニ、岡部弘基、船津高志
    • Organizer
      日本生物物理学会第53回年会
    • Place of Presentation
      金沢大学角間キャンパス自然科学本館(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-09-13
  • [Presentation] 細胞内温度の計測と操作による温度生物学2015

    • Author(s)
      岡部弘基
    • Organizer
      第七回 光イメージング若手の会「光塾」
    • Place of Presentation
      広島大学理学部(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2015-09-05
    • Invited
  • [Presentation] Imaging and manipulation of temperature in single live cells2015

    • Author(s)
      岡部弘基
    • Organizer
      第20回NMMSセミナー
    • Place of Presentation
      東京工業大学 すずかけキャンパス B2棟(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2015-07-30
    • Invited
  • [Presentation] Imaging and manipulation of temperature in living single cells2015

    • Author(s)
      岡部弘基
    • Organizer
      広島大学核内クロマチン・ライブダイナミクスの数理研究拠点・拠点融合研究セミナー
    • Place of Presentation
      広島大学先端物質科学総合研究棟(広島県東広島市)
    • Year and Date
      2015-07-24
    • Invited
  • [Presentation] 単一細胞内における温度のイメージング2015

    • Author(s)
      岡部弘基、船津高志
    • Organizer
      第3回がんと代謝研究会
    • Place of Presentation
      石川県立音楽堂交流ホール(石川県金沢市)
    • Year and Date
      2015-07-16

URL: 

Published: 2017-01-06  

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