| 研究課題/領域番号 |
20K22536
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| 研究機関 | 慶應義塾大学 |
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研究代表者 |
坂間 亮浩 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 研究員 (40878170)
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| 研究期間 (年度) |
2020-09-11 – 2023-03-31
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| キーワード | 機能性蛍光プローブ / 細胞イメージング / マグネシウムイオン |
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| 研究実績の概要 |
マグネシウムイオン（以下Mg2+）は細胞内において様々な重要な役割を担っており、Mg2+の細胞内動態を明らかにすることで、疾患のメカニズム解明や新たな生命現象の発見につながると期待できる。そこで本研究では、細胞イベントにおけるオルガネラ局在的なMg2+動態の可視化や、マルチカラーイメージングによるMg2+関連シグナルとの相関性の可視化を目的とし、タグタンパク質であるHaloTagに特異的に結合するリガンドを導入した新規近赤外Mg2+プローブKMG-500Haloの開発を目指している。
それぞれ窒素原子に異なる保護基を装着したブロモアニリンから非対称なジアリールシランを合成した。このジアリールシランの片方の窒素原子にカルボン酸
ユニットをリンカーとしてHaloTagリガンドを導入した。最後にマグネシウムイオン認識部位であるキノリジンカルバルデヒドとのFriedel-Crafts型反応を行ったところ、目的とする非対称Si-ローダミン誘導体であるKMG-500Haloの生成を確認した。続いて精製法を精査し、純粋なKMG-500Haloを得ることができた。このプローブについて、所属研究室にて以前に開発されたKMG-500シリーズと同様に近赤外域に吸光・蛍光波長を有するとともに、系内のMg2+濃度に応答して光誘起電子移動に基づく蛍光のOFF-ON制御が起こることを確認した。細胞質にHaloTagタンパク質と赤色蛍光タンパク質を形成させたHeLa細胞をKMG-500Haloにて染色したところ、KMG-500HaloはHaloTagの形成の有無に関わらず、ミトコンドリアをはじめとする細胞小器官に局在化した。この現象はKMG-500Haloの疎水性の高さが原因であると考えられるので、現在、より親水性の高いMg2+リガンドを採用した設計にて新規Mg2+プローブの合成に取り組んでいる。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の研究計画に沿って研究を行い、近赤外Mg2+プローブKMG-500Haloの合成法を確立した。続いて基礎特性評価および細胞実験を行い、2021年度内に学会発表を行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず新たに設計したMg2+プローブの合成・単離手法の検討を行いながら、十分量のプローブを得ることを目指す。基礎特性評価の後、細胞内のMg2+動態と関連シグナルとの相関性の可視化を行う。得られた成果は精力的に学会や学術論文で発表していく予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響で学会参加に必要な旅費が必要なくなったことに加え、合成試薬等に使う予定であった予算が必要なくなったため。
使用計画：合成試薬や溶媒、細胞実験にかかる用品代のほか、国際学会への参加費用に充てる予定である。
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