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蛍光プローブの創製による,細胞応答の生きたままの状態での可視化

研究課題

研究課題/領域番号 15681012
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 生物分子科学
研究機関大阪大学 (2005)
東京大学 (2003-2004)

研究代表者

菊地 和也  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (70292951)

研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
29,380千円 (直接経費: 22,600千円、間接経費: 6,780千円)
2005年度: 8,970千円 (直接経費: 6,900千円、間接経費: 2,070千円)
2004年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2003年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円)
キーワードレシオ測定 / バイオイメージング / 蛍光共鳴エネルギー移動 / 重なり積分 / チロシンフォスファターゼ / フルオレセイン / 接触阻止 / アラキドン酸 / Zn^<2+>イオン / 蛍光センサー分子 / イメージング / 低親和性 / 配位子 / 蛍光強度 / 中枢神経系 / 細胞膜透過性
研究概要

異なる2波長での蛍光強度を測定しその比(レシオ)を検出するレシオ測定法は,バイオイメージングを行う際に特に有利な測定法である.レシオ測定を行うためには,標的分子との相互作用で励起波長ないし蛍光波長がシフトする特性をもつ蛍光プローブが必要となる.本年度は,蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)を基本原理としたレシオプローブ設計法の確立を行った.空間を介したエネルギー移動であるFRETの効率は,Forster式に従って変化する.このうち,重なり積分:Jに着目し,プローブ分子をデザインした.フルオレセインが吸収特性の大きく異なる2つのコンフォメーションをとることに着目して,重なり積分変化をスイッチとする設計法を新規に考案した.この原理に基づき,リン酸基を導入した1__-をチロシンホスファターゼ(PTP)レシオプローブとして設計・合成した.1__-は水溶液中で450nm付近のクマリン蛍光を示したが,PTP添加するとクマリン蛍光が減少し515nm付近のフルオレセイン蛍光が増大した.1__-を生細胞に導入しレシオイメージングを行った結果,経時的にレシオ(アクセプター蛍光/ドナー蛍光)の増大が観測された.次に,1__-を用いたイメージングで正常細胞の接触阻止とPTP活性の関連について解析することを試みた.接触阻止を起こすマウス筋芽細胞C2C12を用いて細胞密度とPTP活性との関係を調べたところ,周囲がすべて細胞で埋まっているDensoの状態において,PTP活性の増大が観測された.一方,接触阻止能を欠損しているHeLaでは,細胞密度によるPTP活性の変化は見られなかった.よって,生きた細胞からPTP活性を直接検出することで,接触阻止が起こる際にPTP活性が増大することを示した.また,阻害剤を用いた検討の結果,アラキドン酸代謝経路より産生されるROSがPTP活性の調節因子となっていることが示唆された.

報告書

(3件)
  • 2005 実績報告書
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (12件) 文献書誌 (6件)

  • [雑誌論文] Inhibition of Presynaptic Activity by Zinc Released From Mossy Terminals During Tetanic Stimulation.2006

    • 著者名/発表者名
      A.Minami, N.Sakurada, S.Fuke, K.Kikuchi, T.Nagano, N.Oku, A.Takeda
    • 雑誌名

      J.Neurosci.Res. 83

      ページ: 167-176

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Selective Zinc Sensor Molecules with Various Affinities for Zn^<2+>, Revealing Dynamics and Regional Distribution of Synaptically Released Zn^<2+> in Hippocampal Slices.2005

    • 著者名/発表者名
      K.Komatsu, K.Kikuchi, Y.Urano, H.Kojima, T.Nagano
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 10197-10204

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Design and Synthesis of Zinc-Selective Chelators for Extracellular Applications.2005

    • 著者名/発表者名
      E.Kawabata, K.Kikuchi, Y.Urano, H.Kojima, A.Odani, T.Nagano
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 818-819

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Inhibition of Autotaxin by Lysophosphatidic Acid and Sphiagosine-1-phosphate.2005

    • 著者名/発表者名
      L.A.van Meeteren, P.Ruurs, E.Christodoulou, J.W.Coding, H.Takakusa, K.Kikuchi, A.Perrakis, T.Nagano, W.H.Moolenaar
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280

      ページ: 21155-21161

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Evidence for pH Dependent Zn^<2+> Influx in K562 Erythroleukemia Cells : Studies Using ZnAF-2F Fluorescence and Zn^<-65(2+)> Uptake.2005

    • 著者名/発表者名
      R.A.Colvin, P.Fontaine, D.Thomas, T.Hirano, T.Nagano, K.Kikuchi
    • 雑誌名

      Arch.Biochem.Biophys. 442

      ページ: 222-228

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Highly Sensitive Near-infrared Fluorescence Probes for Nitric Oxide and Their Application to Isolated Organs.2005

    • 著者名/発表者名
      E.Sasaki, H.Kojima, H.Nishimatsu, Y.Urano, K.Kikuchi, Y.Hirata, T.Nagano
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 127

      ページ: 3684-3685

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a Zinc Ion-selective Luminescent Lanthanide Chemosensor for Biological Applications.2004

    • 著者名/発表者名
      K.Hanaoka, K.Kikuchi, H.Kojima, Y.Urano, T.Nagano
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 126

      ページ: 12470-12476

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Modification of Intracellular Ca^<2+> Dynamics by Laser Inactivation of Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptor Using Membrane-permeant Probes.2004

    • 著者名/発表者名
      T.Yogo, K.Kikuchi, K.Hirose, M.Iino, T.Nagano
    • 雑誌名

      Chemistry & Biology 11

      ページ: 1053-1058

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Nonspecific Medium Effects versus Specific Group Positioning in the Antibody and Albumin Catalysis of the Base-Promoted Ring-Opening Reactions of Benzisoxazoles.2004

    • 著者名/発表者名
      Y.Hu, K.N.Houk, K.Kikuchi, K.Hotta, D.Hilvert
    • 雑誌名

      J.Am.Chem.Soc. 126

      ページ: 8197-8205

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Distinct Glutamate Receptors Govern Differential Levels of Nitric Oxide Production in a Layer-specific Manner in the Rat Cerebellar Cortex.2004

    • 著者名/発表者名
      D.Okada, C.C.Yap, H.Kojima, K.Kikuchi, T.Nagano
    • 雑誌名

      Neuroscience 125

      ページ: 461-472

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Zinc Sensing for Cellular Applications.2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kikuchi, K.Komatsu, T.Nagano
    • 雑誌名

      Curr.Opi.Chem.Biol. 8

      ページ: 182-191

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Recent Advances in Design of Small Molecule Based FRET Sensors for Cell Biology.2004

    • 著者名/発表者名
      K.Kikuchi, H.Takakusa, T.Nagano
    • 雑誌名

      Trends Anal.Chem. 23

      ページ: 407-415

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Hanaoka, K.Kikuchi, H.Kojima, Y.Urano, T.Nagano: "Selective Detection of Zinc Ions with Novel Luminescent Lanthanide Probes."Angew.Chem.Int.Ed.. 42. 2996-2999 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inoue, K.Kikuchi, K.Hirose, M.Iino, T.Nagano: "Spatiotemporal Laser Inactivation of Inositol 1,4,5-Trisphosphate Receptors Using Synthetic Small-molecule Probes."Chemistry & Biology. 10. 503-509 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] H.Takakusa, K.Kikuchi, Y.Urano, H.Kojima, T.Nagano: "A Novel Design Method of Ratiometric Fluorescent Probes Based on Fluorescence Resonance Energy Transfer Switching by spectral Overlap Integral."Chem.Eur.J.. 9. 1479-1485 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] D.Okada, C.C.Yap, H.Kojima, K.Kikuchi, T.Nagano: "Distinct Glutamate Receptors Govern Differential Levels of Nitric Oxide Production in a Layer-specific Manner in the Rat Cerebellar Cortex."Neuroscience. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kikuchi, K.Komatsu, T.Nagano: "Zinc Sensing for Cellular Applications."Curr.Opi.Chem.Biol.. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Kikuchi, H.Takakusa, T.Nagano: "Recent Advances in Design of Small Molecule Based FRET Sensors for Cell Biology."Trends Anal.Chem.. (in press). (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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