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自動点滅する蛋白質ラベル化プローブ:1分子及び超解像顕微鏡応用

研究課題

研究課題/領域番号 16F16331
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関大阪大学

研究代表者

菊地 和也  大阪大学, 工学研究科, 教授 (70292951)

研究分担者 KUMAR NARESH  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2016-11-07 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2018年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
2017年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2016年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード超解像イメージング / 化学プローブ / 蛋白質ラベル化 / 光スイッチング / PYPタグ / 蛍光制御
研究実績の概要

蛋白質の局在、動態の可視化は蛋白質の機能を解明するだけでなく、その生理機能に関わる疾患の治療法や薬剤の開発に貢献できる重要な技術である。特に近年、超解像イメージングが開発されたことで蛋白質局在が光の回折限界を下回る分解能で明らかにできるようになった。しかしながら、現状の超解像イメージング法では時間分解能や色素の光退色、生細胞への応用に課題が残っている。加えて、超解像イメージングに適した蛍光色素を目的の蛋白質に標識する手法も重要である。本研究では光照射により蛍光制御能を変化させる分子の開発と蛋白質ラベル化プローブの開発を実施した。
PALM/STORM法やRESOLFT法を利用した超解像イメージングでは光スイッチング可能な蛍光制御分子が求められる。そこで、光照射により蛍光を制御できる分子の探索の結果、アリルアゾピラゾール(AAP)を消光剤として利用することに着目した。AAPはcis体、trans体を取りうるため、各異性体の蛍光色素に対する消光能を評価した。
高コントラストな蛍光画像を得る上で、洗浄操作なしで迅速かつ低濃度で蛋白質を標識することのできる蛍光プローブの開発が重要である。このようなプローブに要求される条件は、遊離状態では非蛍光性で、標識されると蛍光強度が上昇するとともに、その標識速度が速い必要がある。これまでにPYP(Photoactive yellow protein)とよばれる小さな蛋白質をタグとしたラベル化技術を開発してきた知見を基に、PYPタグのリガンドとなる分子設計の拡張のため、PYPタグを介したラベル化の反応点となるCys69のチオール基と反応する新たな官能基を探索した。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Highly Sensitive Detection of Caspase-3/7 Activity in Living Mice Using Enzyme-Responsive 19F MRI Nanoprobes2018

    • 著者名/発表者名
      Akazawa Kazuki、Sugihara Fuminori、Nakamura Tatsuya、Mizukami Shin、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 29 号: 5 ページ: 1720-1728

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.8b00167

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sensing caspase-1 activity using activatable 19F MRI nanoprobes with improved turn-on kinetics2018

    • 著者名/発表者名
      Akazawa Kazuki、Sugihara Fuminori、Minoshima Masafumi、Mizukami Shin、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 54 号: 83 ページ: 11785-11788

    • DOI

      10.1039/c8cc05381b

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Perfluorocarbon-based 19F MRI Nanoprobes for In Vivo Multicolor Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Akazawa Kazuki、Sugihara Fuminori、Nakamura Tatsuya、Matsushita Hisashi, Mukai Hiroaki, Akimoto Rena, Minoshima Masafumi, Mizukami Shin、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Angewante Chemie International Edition

      巻: 57 ページ: 16742-16747

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Live‐Cell Imaging of DNA Methylation Based on Synthetic‐Molecule/Protein Hybrid Probe2018

    • 著者名/発表者名
      Kumar Naresh、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 18 号: 12 ページ: 1672-1680

    • DOI

      10.1002/tcr.201800039

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Design and Development of PYP-tag Coumarin Ligands with Halomethyl Ketone Moieties for Fluorogenic Protein Labeling2018

    • 著者名/発表者名
      Kumar Naresh、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 学会等名
      The 98th Annual Meeting of Chemical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] In vivo Chemical Probes for MRI and Fluorescence Imaging2018

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazuya
    • 学会等名
      The 9th Asian Biological Inorganic Chemistry Conference (AsBIC IX)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Development of Multifunctional 19F MRI Contrast Agents Based on Fluorine-encapsulated Silica Nanoparticle2018

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazuya
    • 学会等名
      Imaging in 2020
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] New Biological Findings Which Were Clarified by Designed Chemical Probes2018

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi Kazuya
    • 学会等名
      MSMLG 2018, 6th International Conference on Molecular Sensors and Molecular Logic Gates
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Design and development of PYP-tag coumarin ligands with halomethyl ketone moieties for fluorogenic protein labeling2018

    • 著者名/発表者名
      Naresh Kumar, Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi
    • 学会等名
      日本化学会第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2016-11-08   更新日: 2024-03-26  

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