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細胞内カリウムイオン(K^+)の蛍光イメージングは、アポトーシス誘導のメカニズムの解明だけでなく、Kチャネルの異常によって起こる不整脈などの病気の治療法開発のための重要な知見を与える。
申請者らは4本鎖構造が形成可能なグアニン(G)-リッチオリゴヌクレオチドの両末端にFRET可能な色素であるFAMとTAMRAを導入することにより水溶性が極めて高いK^+蛍光試薬PSOの開発に世界に先駆けて成功した。本蛍光検出試薬は、ナトリウムイオンに対して非常に高い選択性を持ってK^+イオンを検出することができた。しかし予備的実験では細胞への導入によって73%が細胞死を起こすことがわかった。これは試薬の細胞核内局在が原因と考えられた。そこで本研究は、K^+イオンの選択性を保持したまま細胞毒性が軽減される検出試薬への改良が目的である。具体的にはG-リッチオリゴヌクレオチドに対してさらにビオチンを修飾し、ストレプトアビジンとの複合体を形成させることで核への移行を防ぐ。これにはG-リッチオリゴヌクレオチドに対してビオチン・FAM・TAMRAの3つの修飾が必要となり合成が非常に困難である。そこで、ペプチドにビオチンとTAMRAを修飾し、FAM修飾オリゴヌクレオチドとのコンジュゲーションを行う。当該年度では、この合成収率の向上を実現した。また、ペプチド部のアミノ酸配列や長さの異なる試薬を二種類合成し、K^+定量性能の評価を行った。その結果、これまでに報告したものよりもFRET変化の大きな誘導体の合成に成功した。
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