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2023 年度 実績報告書

RNAダイナミクスの学理構築とRNA標的薬剤アッセイ系の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H02059
研究機関東京工業大学

研究代表者

川井 清彦  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (50314422)

研究分担者 田邉 一仁  青山学院大学, 理工学部, 教授 (40346086)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード1分子計測 / RNA / 蛍光 / ブリンキング
研究実績の概要

2023年度は、RNA塩基対の解離・再形成が蛍光パルスとして1分子観測される系の構築に取り組んだ。具体的には、蛍光分子としてATTО 655、その消光剤として、光誘起電子移動によりグアニンより強くATTО 655の一重項励起状態を消光するグアニン誘導体であるデアザグアニンを用いた。RNAが塩基対を形成した際、蛍光分子ATTО 655が、デアザグアニンの近傍に配置されるよう両者を導入した修飾RNAを設計した。RNA塩基対が解離し、構造変化が起きるとデアザグアニンによるATTО 655の一重項励起状態の消光が解かれ、ATTО 655は発光する。RNA塩基対が再形成されると、再びデアザグアニンによりATTО 655の一重項励起状態が消光され、発光が観測されなくなる。これにより、RNA塩基対が解離し、再形成されるまでの時間を蛍光パルスの持続時間として観測できる系を構築した。1つ1つの蛍光パルスはシングルフォトンカウンティングをベースに、観測されるフォトンとフォトンの間の時間の長さにより識別した。安定なRNA構造ほど、パルス発生頻度が低くなる現象の観測に成功した。1つ1つの分子より情報の得られる1分子蛍光観察では、膨大な量のデータが得られる。データの解析手法を、Pythоnを用いて開発した。これに伴い、例として10分子より得られた10秒の持続時間を有するblinkingデータを、クリック1つで1分以内に解析が可能となり、解析時間を二桁以上短縮することに成功した。

現在までの達成度 (段落)

令和5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

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2024 2023

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] 核酸化学から1分子光化学へ2024

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      Chemistry by Biology, Biology by Chemistry, 2024 ~生物有機化学の未来をすずかけ台で考える~
  • [学会発表] Single molecule analysis and diagnosis by monitoring fluorescence blinking2024

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      第12回 生命理工国際シンポジウム
    • 国際学会
  • [学会発表] Single molecule study of electron transfer through DNA2023

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko KAWAI; Atsushi MARUYAMA; Mamoru FUJITSUKA
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Photochemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] Blinking as an Additional Fluorescence-Based Readout Parameter: Blinking controlled by Electron Transfer through DNA2023

    • 著者名/発表者名
      Shuya FAN; Tadao TAKADA; Atsushi MARUYAMA; Mamoru FUJITSUKA; Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      The 50th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA内電子移動による1分子蛍光blinkingの制御と情報読み分け2023

    • 著者名/発表者名
      Shuya FAN; Tadao TAKADA; Atsushi MARUYAMA; Mamoru FUJITSUKA; Kiyohiko KAWAI
    • 学会等名
      第17回バイオ関連化学シンポジウム

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公開日: 2024-12-25  

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