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小胞体ストレスを可視化するSemisyntheticプローブの開発

研究課題

研究課題/領域番号 21K19048
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
研究機関九州大学 (2022-2023)
大阪大学 (2021)

研究代表者

堀 雄一郎  九州大学, 理学研究院, 教授 (00444563)

研究期間 (年度) 2021-07-09 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2021年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードSemisyntheticプローブ / ミスフォールディング / ラベル化 / スイッチ機能 / UGGT / 小胞体ストレス / フォールディングセンサー / ミスフォールディング蛋白質 / 蛍光イメージング / ERストレス
研究開始時の研究の概要

本研究では、蛍光スイッチ機能を持つ合成蛍光色素とミスフォールディング蛋白質の分子認識機能を持つ蛋白質を連結した“Semisynthetic”プローブを開発する。色素と蛋白質を細胞内で連結するために、独自のPYPタグ蛋白質ラベル化技術を応用する。このプローブを用いて、小胞体ストレス下のミスフォールディング蛋白質を生細胞で検出する。更に、この技術を応用して糖尿病発症過程の解明に役立てることを目指す。

研究成果の概要

小胞体にストレスがかかると正常に構造形成できないミスフォールディング蛋白質が蓄積してくる。この異常蛋白質が正常に再フォールディングまたは除去されないと、糖尿病や神経変性疾患、または癌などの様々な疾病を引き起こす。そこで、本研究では、タンパク質のミスフォールディングを検出することを目的として、合成蛍光色素とタンパク質からなるSemisyntheticプローブの基盤技術を構築した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

小胞体ストレスが引き起こすタンパク質のミスフォールディングは、様々な疾患の原因となることから、タンパク質のミスフォールディングを生きた細胞で可視化することは、疾病の発症機構の解明と治療に有用な情報を提供する。また、合成色素とタンパク質からなるSemisyntheticプローブは、それぞれの分子単独では検出不可能な生命現象を調べることが可能であることから、そのプローブ構築に関する知見は、ケミカルバイオロジーの発展に大きく貢献する。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] The University of Edinburgh(英国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Bath University(英国)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] No-wash fluorogenic labeling of proteins for reversible photoswitching in live cells2024

    • 著者名/発表者名
      Torii Kenji、Benson Sam、Hori Yuichiro、Vendrell Marc、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 15 号: 4 ページ: 1393-1401

    • DOI

      10.1039/d3sc04953a

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Recent advancements of fluorescent biosensors using semisynthetic probes2024

    • 著者名/発表者名
      Reja Shahi Imam、Minoshima Masafumi、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Biosensors and Bioelectronics

      巻: 247 ページ: 115862-115862

    • DOI

      10.1016/j.bios.2023.115862

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Visualization of multiple localizations of GLUT4 by fluorescent probes of PYP-tag with designed unnatural warhead2023

    • 著者名/発表者名
      Nishiura Miyako、Hori Yuichiro、Umeno Maho、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 14 号: 22 ページ: 5925-5935

    • DOI

      10.1039/d3sc00724c

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Persistent Fluorescence Switching of a Probe Using a Photochromic Quencher with High Photostability Assisted by Protein-Surface Modification2023

    • 著者名/発表者名
      Torii Kenji、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 95 号: 23 ページ: 8834-8841

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.3c00163

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] An “OFF-ON-OFF” fluorescence protein-labeling probe for real-time visualization of the degradation of short-lived proteins in cellular systems2022

    • 著者名/発表者名
      Reja Shahi Imam、Hori Yuichiro、Kamikawa Takuya、Yamasaki Kohei、Nishiura Miyako、Bull Steven D.、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 13 号: 5 ページ: 1419-1427

    • DOI

      10.1039/d1sc06274c

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ラベル化ケミストリーによる 膜タンパク質の多重局在の可視化2023

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 学会等名
      蛋白質科学会第23回年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質の多重局在を可視化する タンパク質ラベル化技術2023

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第143年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] タンパク質の多重局在を可視化する タンパク質ラベル化技術2023

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 学会等名
      日本薬学会第143回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 合成蛍光分子とタンパク質を駆使した生体分子イメージング2022

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 学会等名
      医用分光学研究会第20回年会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluorescence Imaging of Endogenous Biomolecules Using Fluorogen/Protein Hybrid Probes2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori, Kazuya Kikuchi
    • 学会等名
      Pacifichem2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluorescent Labeling Probes that Selectively Recognize Intracellular/Cell-Surface Proteins2021

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori, Miyako Nishiura, Kazuya Kikuchi
    • 学会等名
      AIMECS 2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2021-07-13   更新日: 2025-01-30  

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