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2012 年度 実績報告書

動物個体内で遺伝子の機能を光制御する新手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22310141
研究機関東邦大学

研究代表者

古田 寿昭  東邦大学, 理学部, 教授 (90231571)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2013-03-31
キーワードケージド化合物 / 光化学 / キサンテン / 遺伝子発現
研究概要

1.可視光で光活性化できる新規光分解性保護基
ケージド化合物に使われている既存の保護基の中で、最も高い効率で活性化できるのはBhc基)である。しかし、375 nmに吸収極大を持つため、厚みのある組織切片や生物個体で利用するには、より長波長の可視光で活性化できる保護基が望ましい。そこで、本研究では可視光で活性化できる光分解性保護基を開発することを目的とした。キサンテンを基本骨格として、500 nmより長波長に吸収極大をもつ保護基Xanの合成を考えた。クロロ酢酸から出発して、3段階でXan-Clの合成に成功した。合成したXan-ClはpH7の緩衝液中で516 nmに吸収極大を持つこと、さらに516 nmの光照射によって光分解し、Xan-OHを生成することを明らかにした。このときの光反応効率は5278であった。さらに、Xan-ClとBhcmoc-Gluの混合物に516 nmの光を照射するとXan-Clだけを、350 nmの光照射ではBhcmoc-Gluをそれぞれ選択的に光活性化できることも明らかにした。Xan-Clはこれまでに報告されたケージド化合物のどれよりも、長波長光で活性化可能である。
2.モジュール型ケージドヌクレオチドの開発
遺伝子の機能発現を光制御することを可能にするため,ケージドDNAの開発を進めてきた。これまでに報告されているケージドプラスミドDNA合成の問題点を明らかにし,ケージド化合物をモジュール化することでその解決を図った。モジュール型ケージド化合物のプラットフォーム分子を2種類開発した。そのうちの一つを用いて,アフィニティ精製用のタグ付きケージドDNAを合成し,哺乳動物培養細胞内でルシフェラーゼの発現を光照射で活性化できることを確認した。また,ペプチド核酸を導入したケージング試薬によって,塩基配列を認識して2本鎖DNAをケージングできることも明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 4件) 図書 (3件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Designing caged compounds for spatiotemporal control of cellular chemistry2012

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta
    • 雑誌名

      Journal of Synthetic Organic Chemistry, Japan

      巻: 69 ページ: 1164-1169

    • DOI

      DOI:10.5059/yukigoseikyokaishi.70.1164

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design, synthesis and photochemistry of modular caging groups for caged nucleotides2012

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta, K. Manabe, A. Teraoka, K. Murakoshi, A. Ohtsubo, A. Suzuki
    • 雑誌名

      Org. Lett.

      巻: 14 ページ: 6182-6185

    • DOI

      10.1021/ol3029093

    • 査読あり
  • [学会発表] 過渡的複合体の解析を可能にするケージド化合物

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      第12回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場(愛知県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 光技術を用いた脳機能プロービング開発・支援活動:ケージド化合物

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      2012年度 包括脳ネットワーク夏のワークショップ
    • 発表場所
      仙台国際センター(宮城県)
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞の生理機能を光で操作して光で解析する

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 学会等名
      第32回生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東邦大学(千葉県)
    • 招待講演
  • [学会発表] Modular caged compounds: Design, synthesis and their use

    • 著者名/発表者名
      T. Furuta
    • 学会等名
      3rd International symposium on Creation of functional Materials
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県)
    • 招待講演
  • [学会発表] Affinity purification of biotinylated caged nucleotides using a streptavidin magnetic bead

    • 著者名/発表者名
      A. Teraoka and T. Furuta
    • 学会等名
      13th Tetrahedron Symposium Asian Edition, Challenge in Bioorganic & Organic Medicinal Chemistry
    • 発表場所
      Howard Civil International Centre (Taiwan)
  • [学会発表] Synthesis and photochemistry of caged nucleosides

    • 著者名/発表者名
      E. Oka, A. Asaba, A. Suzuki and T. Furuta
    • 学会等名
      13th Tetrahedron Symposium Asian Edition, Challenge in Bioorganic & Organic Medicinal Chemistry
    • 発表場所
      Howard Civil International Centre (Taiwan)
  • [学会発表] Synthesis and photochemistry of new caged fluorophores

    • 著者名/発表者名
      C. Tonegawa, T. Nakayama, A. Suzuki and T. Furuta
    • 学会等名
      13th Tetrahedron Symposium Asian Edition, Challenge in Bioorganic & Organic Medicinal Chemistry
    • 発表場所
      Howard Civil International Centre (Taiwan)
  • [学会発表] 任意のタンパク質をラベル化できる新規ケージドフルオロフォアの合成と光反応性

    • 著者名/発表者名
      利根川千尋,中山智裕,鈴木商信,古田寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
  • [学会発表] beta-ガラクトシダーゼ存在下で光解離するケージド化合物の開発

    • 著者名/発表者名
      岡 映里,鈴木 商信,古田 寿昭
    • 学会等名
      日本化学会第93春季年会
    • 発表場所
      立命館大学(滋賀県)
  • [図書] 「実験医学増刊 疾患克服をめざしたケミカルバイオロジー」2012

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 総ページ数
      150-155
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] 「実験医学別冊 遺伝子導入プロトコール」2012

    • 著者名/発表者名
      古田寿昭
    • 総ページ数
      69
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] 「実験医学増刊 心と体のクロストークから解く精神・神経疾患ー」2012

    • 著者名/発表者名
      尾藤晴彦,松崎政紀,吉村由美子,古田寿昭
    • 総ページ数
      100-106
    • 出版者
      羊土社
  • [産業財産権] 細胞種選択的に光活性化可能なケージド化合物2013

    • 発明者名
      古田寿昭,曽根雅紀,鈴木商信,岡 映里
    • 権利者名
      東邦大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2013-36379号
    • 出願年月日
      2013-02-26

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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