| 研究課題/領域番号 |
21K05309
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
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| 研究機関 | 和歌山大学 |
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研究代表者 |
坂本 隆 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (80423078)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 蛍光プローブ / ４重鎖核酸 / グアニン４重鎖構造 / DNA / RNA / 細胞内蛍光イメージング / 近赤外蛍光 / キノン-シアニン色素 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
４重鎖核酸（G4）は、遺伝子発現の制御や疾患への関与が指摘され、その機能解明が求められている。G4の細胞内蛍光イメージングはこれに大きく貢献すると期待されるが、これを可能とする蛍光プローブの開発は道半ばである。
本研究では、研究代表者が独自に開発した三脚型キノン-シアニン蛍光色素の特異な蛍光特性（２重鎖DNAとG4 DNAに異なる色の蛍光で応答）の詳細を調査し、細胞内G4プローブとしての有用性を検討する。本研究の達成により高性能なG4プローブを創出できれば、細胞内G4の位置や量の時空間的解析が可能となり、G4の生体機能や、G4が関わる疾患の解明に大きく貢献できる。
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| 研究成果の概要 |
４重鎖（G4）などの非標準的な核酸構造が、遺伝子発現制御や疾患との関連が指摘されている。これらの生物学的意義に注目が集まっているが、G4核酸の細胞内挙動を『見る』技術が未発達であり、これがG4核酸の機能解明の障害となっていた。本研究では独自開発した蛍光色素（QCy(MeBT)3）を用いて、細胞内G4核酸を『見る』新技術の開発に挑戦した。
結果、QCy(MeBT)3を用いた２重鎖DNAとG4核酸の生細胞内色分け蛍光染色を実証した。また、QCy(MeBT)3誘導体の合成法の確立に成功し、近赤外蛍光（800 nm）でのG4核酸選択的な可視化が可能であることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
４重鎖（G4）核酸の細胞内挙動を『見る』ために、これまでにG4核酸の可視化を可能とするG4選択的蛍光色素がいくつか報告されてきている。しかし多くの場合、蛍光信号の核酸構造に対する選択性が低く、２重鎖DNAと４重鎖核酸の違いを見分けるには蛍光寿命を計測する必要があり、特別な顕微鏡システムを必要とした。本研究の成果により見出されたQCy(MeBT)3によるG4核酸可視化法では、生細胞内の２重鎖DNAと４重鎖核酸を蛍光の色で見分けることができるため、汎用の蛍光顕微鏡システムでG4核酸を可視化できる。さらにG4核酸のみに応答する蛍光色素の開発にも成功したことから、G4機能解明に大きく貢献できる。
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