Development of Chemical CALI method and application for modulation of cellular protein

• Project/Area Number: 16K01912
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Biomolecular chemistry
• Research Institution: University of Toyama
• Principal Investigator: ISHIMOTO Tetsuya 富山大学, 大学院医学薬学研究部(医学), 助教 (40397170)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2017: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 活性酸素 / ルシフェラーゼ / アクチン / アルツハイマー病 / BRET / 細胞骨格 / 生物発光 / 蛋白質

Outline of Final Research Achievements

We have established a new method employing firefly luciferase and KillerRed to inactivate or modulate particular protein in living cell. The fusion protein generates reactive oxygen species at target protein. We successfully induced a structure actin reorganization exposing F-actin to reactive oxygen species. Reorganized actin structure is considered as cofilin-actin rod which is seen in the brain of Alzheimer’s disease patients.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞内の特定の蛋白質の機能を修飾する技術は、基礎研究や治療技術の発展のために必要である。今回の研究成果では、ルシフェリンという無害の化合物によって、培養細胞内の特定の蛋白質に対して活性酸素を作用させるという今までにない技術の構築に成功した。これによってアルツハイマー病で見られるコフィリンアクチンロッドをいう構造を人工的に作り出すことに成功した。これはアルツハイマー病のメカニズム解明や治療法の確立において有益であると考えられる。

Research Products

• [Presentation] ルシフェラーゼを用いたChemical CALI技術の構築 (2017)
  • Author(s): 石本哲也、森寿
  • Organizer: 日本分子生物学会年会