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本研究では、新たな蛋白質・合成蛍光プローブを用い、化学原理に基づき蛍光スイッチ機能を持つ超解像イメージングプローブを設計・開発することを目的とする。この目的達成のためには、標的となる生体分子を蛍光色素で特異的に標識し、その色素の蛍光特性を変化させるスイッチ機能が必要である。本年度は、蛋白質へのラベル化により1分子単位で蛍光点滅を取得するイメージング法の開発を進める。具体的には、標的蛋白質にラベル化する時は 蛍光を発し、解離すると蛍光を発しない可逆性のラベル化プローブを開発する。融合発現可能なタグ蛋白質として、疎水性ポケットを有し、疎水性の匂い物質をリガンドとして可逆的に結合するOdorant Binding Protein (OBP) を選択した。OBPのリガンドである脂肪酸に、環境感受性の蛍光色素を連結させたプローブを合成した。OBP蛋白質を発現させて蛍光プローブを添加したところ、プローブ添加時に大きな蛍光上昇を示し、μMオーダーの解離定数であることが分かった。またOBPを発現させた細胞にプローブを添加しイメージングを行ったところ、ラベル化によって蛍光シグナルが観察され、洗浄操作によって失われたことから、プローブの結合が可逆性を有していることが示された。OBPタグを利用した蛋白質ラベル化を１分子イメージングに適用するため、キネシンとの融合蛋白質を作製した。ガラス基板上に固定したキネシンをラベル化しTIRF顕微鏡で観察したところ、蛍光プローブと蛋白質の可逆的結合に由来する1分子の蛍光点滅を検出することができた。1分子局在化に基づく超解像イメージング技術の基盤を構築することに成功した。
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