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ランタニドナノ粒子の光特性を利用する膜タンパク質光操作分析法の創発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19092
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分34:無機・錯体化学、分析化学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

小澤 岳昌  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (40302806)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードアップコンバージョン / 光操作 / ナノ粒子 / 膜タンパク質 / オプトジェネティクス / レセプター / 近赤外
研究成果の概要

特定の細胞膜レセプターの活性を近赤外光により操作する新たな分析法を開発した.近赤外光を吸収し青色光を放出するアップコンバージョン粒子(LNP)をマウス肝臓に滞留させることに成功した.一方,青色光で操作可能な細胞膜リセプターを独自に開発し,マウス肝臓にアデノウィルスを用いて発現させた.マウス腹部に近赤外光を照射したところ,近赤外光を吸収したLNPが肝臓内で青色光を放出し,細胞膜リセプター活性を上昇させることができた.さらに細胞内シグナルのリン酸化活性の上昇が確認できたことから,マウス個体内の細胞膜リセプター活性を非侵襲的に近赤外光で操作する新たな基盤技術を確立できた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

組織透過性の高い近赤外光をナノ粒子で青色光に組織内で変換することで,膜タンパク質の光操作が実現可能となることを実証できた学術的意義は大きい.ナノ粒子を肝臓に滞留させる新たな技術は高い汎用性が期待できる.既存の光操作ツール一般に応用展開が可能であり,生物学的な基礎研究を始め,創薬や医学分野など様々な波及効果が期待できる技術である.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (35件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 12件、 招待講演 23件)

  • [国際共同研究] NTU(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [国際共同研究] NTU(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] NTU(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] 南洋理工大学(シンガポール)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Castanospermine suppresses CD44 ectodomain cleavage as revealed by transmembrane bioluminescent sensors2022

    • 著者名/発表者名
      Noda Natsumi、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: 135 号: 6 ページ: 259314-259314

    • DOI

      10.1242/jcs.259314

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Optogenetic Control of Phosphatidylinositol (3,4,5)‐Triphosphate Production by <scp>Light‐Sensitive</scp> Cryptochrome Proteins on the Plasma Membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Yang Lingzhi、Ozawa Takeaki、Dong Haifeng、Zhang Xueji
    • 雑誌名

      Chinese Journal of Chemistry

      巻: 39 号: 5 ページ: 1240-1246

    • DOI

      10.1002/cjoc.202000648

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Functional Modulation of Receptor Proteins on Cellular Interface with Optogenetic System2021

    • 著者名/発表者名
      Endo Mizuki、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Advances in Experimental Medicine and Biology

      巻: 1293 ページ: 247-263

    • DOI

      10.1007/978-981-15-8763-4_15

    • ISBN
      9789811587627, 9789811587634
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Light-mediated Control of Gene Expression in Mammalian Cells.2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada M, Nagasaki C. S, Ozawa T, Imayoshi I.
    • 雑誌名

      Neuroscience Research

      巻: 152 ページ: 66-77

    • DOI

      10.1016/j.neures.2019.12.018

    • NAID

      120006888020

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Photocleavable Cadherin Inhibits Cell-to-Cell Mechanotransduction by Light2019

    • 著者名/発表者名
      Endo Mizuki、Iwawaki Takumi、Yoshimura Hideaki、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      ACS Chemical Biology

      巻: 14 ページ: 2206-2214

    • DOI

      10.1021/acschembio.9b00460

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Optical control of G protein-coupled receptor activities in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      H. Yoshimura and T. Ozawa
    • 雑誌名

      Progress in Photon Science

      巻: 119 ページ: 129-138

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Unique Roles of β-Arrestin in GPCR Trafficking Revealed by Photoinducible Dimerizers2018

    • 著者名/発表者名
      Takenouchi Osamu、Yoshimura Hideaki、Ozawa Takeaki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1038/s41598-017-19130-y

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 生体分子を光で観る・操作する技術の新展開2021

    • 著者名/発表者名
      小澤岳昌
    • 学会等名
      光イメージング若手の会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein-based Luminescent Sensors and Optical Switches for Cell Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      PITTCON2021
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜レセプター機能解析のための新たなイメージングと光操作法2020

    • 著者名/発表者名
      小澤岳昌
    • 学会等名
      日本分析化学会第69年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 2.光で操作し観察する新たな細胞膜リセプターの機能解析法2019

    • 著者名/発表者名
      小澤岳昌
    • 学会等名
      イスマートセルイノベーション研究センター講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Optical Sensors and Switches for Live Cell Analysis: Opto-bioanalysis2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      3rd Asian Conference on Chemosensors & Imaging Probes (AsianChIP-2019)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and controlling membrane receptor activities in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      Hwasun Optical & Molecular Imaging Workshop and Symposium (HOWS)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Optical Switches of Membrane Receptor Activities Using CRY22019

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      生物物理学会第57回年会(宮崎)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging and controlling membrane receptor activities in living cells2019

    • 著者名/発表者名
      T. Ozawa
    • 学会等名
      The 6th International Symposium on Bioimaging (Tokyo)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生細胞解析を目指した改変型発光タンパク質の開発2019

    • 著者名/発表者名
      小澤岳昌
    • 学会等名
      生化学会大会(横浜)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光で操作し観察する新たな細胞機能解析技術2019

    • 著者名/発表者名
      小澤岳昌
    • 学会等名
      イメージングブートキャンプ2019(札幌)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞膜リセプターの機能を観る・操作する新たな技術2019

    • 著者名/発表者名
      小澤岳昌
    • 学会等名
      生命化学研究会ポストコンファレンス(女満別)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生命の神秘を光で探る―オプトバイオアナリシス―2019

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      東京大学理学部公開講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Protein-based luminescent sensors for single cell analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      JSPS-NTS Bilateral Symposium on Functional Materials Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光で生体分子を操作し観察する新たな細胞解析技術2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      日本分光学会年次講演会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Opto-bioanalysis: Imaging and controlling GPCR activities in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      IUBMB
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生細胞内GPCR動態の可視化と制御2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      生理研研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Imaging and Controlling GPCR activities in live cells2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      The 5th Asian Chemical Biology Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 光でタンパク質を操作し観察する細胞解析技術―オプトバイオアナリシス―2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Imaging and Controlling Protein Activities in Living Cells: Opto-bioanalysis2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      6th UT-UDS Joint Symposium on “Symmetry and Asymmetry in Science”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and Manipulating Intracellular signals in Single Live Cells with External Light.2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      the 10th International Forum on Post-Genomic Technology (IFPT’10) and the 11th International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Design of Luminescent Sensors and Optical Switches for Single Cell Analysis.2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      4th International Symposium on Molecular Imaging and Nanomedicine
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel Optical Techniques to Explore the Functions of G Protein-coupled Receptors (GPCRs)2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      5th International Conference on Innovative Biology Medicine and Engineering (ICIBME)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Novel design of luminescent sensors and optical switches for cellular analysis-Opto-bioanalysis-2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      Hwasun Optical & Molecular Imaging Workshop and Symposium (HOWS)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Imaging and Manipulating GPCRs in Live Cells with External Light.2018

    • 著者名/発表者名
      Takeaki Ozawa
    • 学会等名
      10th Singapore International Chemistry Conference (SICC10)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2023-01-30  

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