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蛍光制御分子の化学デザインと生体イメージング

公募研究

研究領域共鳴誘導で革新するバイオイメージング
研究課題/領域番号 16H01428
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関大阪大学

研究代表者

堀 雄一郎  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00444563)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
11,440千円 (直接経費: 8,800千円、間接経費: 2,640千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
キーワード蛍光制御分子 / RESOLFT / 消光基 / イメージング / PYPタグ / 蛍光スイッチ
研究実績の概要

光照射により蛍光を制御できる分子は、RESOLFTと呼ばれる超解像イメージング技術への応用が期待されている。これまでにこのような分子として、蛍光蛋白質が用いられてきたが、蛍光蛋白質は、光安定性が低く、光安定性の高く光制御可能な合成色素の開発が期待されてきた。しかしながら、そのような分子で実用的なものは、いまだに開発が進んでいないのが現状である。そこで、この状況を打破することを目的として、本研究では、蛍光色素の蛍光を直接光制御するのではなく、消光基の消光能を制御できる分子を利用し色素の蛍光を制御するという新たなコンセプトに基づき、蛍光制御分子を開発する。昨年度の研究で、アゾ色素の一つが、光照射により異性化すること、熱異性化がほとんど起こらないこと、異性化に伴い平面性が崩れることから、光制御可能な消光基として機能することを見出した。そこで、本年度の研究では、引き続き、この色素により消光制御可能な蛍光色素の探索を行った。その結果、BODIPY誘導体とフェノキサジン誘導体が、このアゾ色素により蛍光制御可能であることが判明した。そこで、これらの蛍光色素のアゾ色素による消光メカニズムを明らかにするために、Stern-Volmerプロットを取った。その結果、フェノキサジン誘導体の場合、光照射前のアゾ色素により静的消光を引き起こし、光照射後では動的消光を引き起こすことが判明した。一方、BODIPY誘導体の場合は、Stern-Volmerプロットによる解析では、明確なメカニズムが分からなかったものの、静的消光と動的消光が混在していることが示唆された。

現在までの達成度 (段落)

29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

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Synthetic-Molecule/Protein Hybrid Probe with Fluorogenic Switch for Live-Cell Imaging of DNA Methylation2018

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori, Norimichi Otomura, Ayuko Nishida, Miyako Nishiura, Maho Umeno, Isao Suetake, Kazuya Kikuchi
    • 雑誌名

      J Am Chem Soc

      巻: 140 号: 5 ページ: 1686-1690

    • DOI

      10.1021/jacs.7b09713

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of cyanine probes with dinitrobenzene quencher for rapid fluorogenic protein labelling2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori, Shinya Hirayama, Kazuya Kikuchi
    • 雑誌名

      Philos Trans A Math Phys Eng Sci

      巻: 375 号: 2107 ページ: 20170018-20170018

    • DOI

      10.1098/rsta.2017.0018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Development of Multicolor Fluorogenic Probes for Elucidating Role of GLUT4 N-Glycan in Intracellular Trafficking2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori, Shinya Hirayama, Zsolt Benedek, Tadashi Suzuki, Kazuya Kikuchi
    • 学会等名
      2017 KSMI-FASMI joint conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 合成分子と蛋白質を駆使した生体分子イメージング2017

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 学会等名
      公益財団法人サントリー生命科学財団 生有研シンポジウム ユニークな生命現象の解明を目指した「新しい鍵化合物」の創製
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical probes with fluorogenic switch for imaging modified protein and DNA2017

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori
    • 学会等名
      ISBC 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chemical probes with fluorogenic switches for visualizing modified protein and DNA2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori
    • 学会等名
      BSJ-BSC Joint Symposium for Protein Design and its Applications to Biotechnology at the 54th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan (BSJ)
    • 発表場所
      Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Chemical probes for visualizing biological phenomena from glycobiology to epigenetics2016

    • 著者名/発表者名
      Yuichiro Hori
    • 学会等名
      IPR seminar: Frontiers of peptide and glycoscience
    • 発表場所
      Suita, Japan
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-26   更新日: 2018-12-17  

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