三脚型キノン－シアニン色素の特徴を活かした４重鎖核酸イメージング蛍光色素の開発

2023 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21K05309
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
• 研究機関: 和歌山大学
• 研究代表者: 坂本 隆 和歌山大学, システム工学部, 准教授 (80423078)
• 研究期間 (年度): 2021-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 蛍光プローブ / ４重鎖核酸

研究成果の概要

４重鎖（G4）などの非標準的な核酸構造が、遺伝子発現制御や疾患との関連が指摘されている。これらの生物学的意義に注目が集まっているが、G4核酸の細胞内挙動を『見る』技術が未発達であり、これがG4核酸の機能解明の障害となっていた。本研究では独自開発した蛍光色素（QCy(MeBT)3）を用いて、細胞内G4核酸を『見る』新技術の開発に挑戦した。
結果、QCy(MeBT)3を用いた２重鎖DNAとG4核酸の生細胞内色分け蛍光染色を実証した。また、QCy(MeBT)3誘導体の合成法の確立に成功し、近赤外蛍光（800 nm）でのG4核酸選択的な可視化が可能であることを明らかにした。

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

４重鎖（G4）核酸の細胞内挙動を『見る』ために、これまでにG4核酸の可視化を可能とするG4選択的蛍光色素がいくつか報告されてきている。しかし多くの場合、蛍光信号の核酸構造に対する選択性が低く、２重鎖DNAと４重鎖核酸の違いを見分けるには蛍光寿命を計測する必要があり、特別な顕微鏡システムを必要とした。本研究の成果により見出されたQCy(MeBT)3によるG4核酸可視化法では、生細胞内の２重鎖DNAと４重鎖核酸を蛍光の色で見分けることができるため、汎用の蛍光顕微鏡システムでG4核酸を可視化できる。さらにG4核酸のみに応答する蛍光色素の開発にも成功したことから、G4機能解明に大きく貢献できる。