| 研究実績の概要 |
１．自発的光明滅を示す超解像イメージングプローブの開発
研究代表者らは前年度までに、所属する研究室で確立した計算化学による分子内スピロ環化平衡の平衡定数予測法に則り、561 nmで励起可能な新たな自発的光明滅プローブHMCR550の設計・開発に成功した。本年度は、HMCR550を用いて生きた細胞内における超解像イメージングが可能であるかを評価するべく、HMCR550のベンゼン環部位の4位または5位にタグ蛋白質（HaloTag, SNAP-tag）のリガンドを導入した誘導体を合成し、タグ蛋白質を発現する細胞を用いて、細胞膜透過性・ラベル化効率・細胞内での光明滅特性を評価した。その結果、タグ蛋白質の種類やリガンド導入位置により、細胞膜透過性や光明滅特性が変化することが示され、4位からHaloTagリガンドを導入した誘導体を用いることで、添加剤や強い光照射なしに生きた細胞内の微小管の超解像画像の構築が可能であることが明らかとなった。一方で他の誘導体では、細胞膜透過性が低い、超解像画像の質が低い（蛍光性フォームが多い）といった課題があり、タグ蛋白質やリガンドの導入位置により特性が大きく変化することを見出した。
さらに、計算化学に基づく同様の戦略に基づき、488 nmで励起可能な新たな自発的光明滅プローブの開発にも取り組み、複数の候補誘導体を設計・合成した。これらの誘導体はいずれも計算値に近いpKcycl値を示し、生理的pHにおいてその殆どが無蛍光性状態で存在することを確認した。また、過渡吸収測定法により開環体の寿命を測定した結果、超解像イメージングに適切な寿命を示すことが明らかとなった。今後、細胞内での機能評価を進めていく予定である。
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