機能性蛍光プローブ開発による骨細胞機能及び4Dヌクレオミクスイメージング

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21H04706
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 中区分37:生体分子化学およびその関連分野
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 菊地 和也 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (70292951)
• 研究期間 (年度): 2021-04-05 – 2024-03-31
• キーワード: 化学プローブ / 蛍光イメージング / 蛋白質ラベル化 / 破骨細胞

研究成果の概要

本研究では機能性蛍光プローブをデザイン・合成し、生きた状態の細胞が有する生理機能の直接計測を行う。有機合成が得意とする多様な標的へ適した分子設計と、生物の直接計測技術を融合させることができ、本技術で初めて機能解析できる生命現象を明らかにすることを目的とした。具体的には、骨細胞機能を明らかにする二光子励起in vivoイメージングプローブの開発と、蛋白質の機能性分子ラベル化技術の開発によるゲノム動態可視化及びオルガネラ熟成時の局所pH計測プローブを行った。本成果により、生物個体の細胞機能解析への応用や、場所を特定した蛋白質の生体ラベル化法が可能となった。

自由記述の分野

ケミカルバイオロジー

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は細胞や生体内の分子機能を生きた状態で観察するための化学プローブの開発を行うことで、初めて観察できる現象を捉えることを目的としている。そのため、化学を基にしたpHに応答し波長が変化する蛍光プローブ、標的蛋白質を速やかに長時間観察できるラベル化プローブを開発することに成功した。実際に、これらのプローブを用いて生きたマウス骨組織におけるpHの変化や、細胞内における蛋白質の移行過程を可視化することに成功しており、生物学、医学分野への貢献が期待できる成果が得られた。