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本研究では機能性小分子プローブをデザイン・合成し、生きた状態での生体内分子が有する生理機能の直接観測を行う。この目的のため、in vivo(動物個体)における可視化解析のための化学原理を精査し、生命科学研究に応用可能なスペックにみあう分子プローブ開発を次の二項目に関して行う。
(1)酵素活性をin vivoで検出する19F-MRIプローブの開発
新規原理に基づく加水分解酵素の19F-MRIプローブの開発を行う。これまでに、in vitroや細胞レベルの実験において、酵素活性によって、設計したプローブのMRIシグナルが変化することを示した。本研究課題では、このプローブを用いて生物個体内における酵素活性の可視化を行う。さらに、応用展開として、レポーター酵素の活性を捉えるMRIプローブの開発を行い、個体内の遺伝子発現を検出する。
(2)in vivoにおける蛋白質の機能性分子ラベル化技術の開発
特定の蛋白質を生きた状態で特異的に修飾する技術を開発する。プローブ分子のデザイン・合成より開始し、試験管レベルでのラベル化実験の後、in vivoでのラベル化技術の開発を行う。また、蛋白質のラベル化に伴い蛍光強度が変化するスイッチ機能をもつ新しい原理を開発し、その原理に基づいた分子設計・合成を行い、生物応用へ展開する。
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