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2014 年度 実績報告書

長波長発光材料創出のための波長制御指標の確立

研究課題

研究課題/領域番号 24650633
研究機関電気通信大学

研究代表者

牧 昌次郎  電気通信大学, 情報理工学(系)研究科, 助教 (20266349)

研究分担者 丹羽 治樹  電気通信大学, 学内共同利用施設等, 教授 (20135297) [辞退]
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
キーワードインビボイメージング / ルシフェリン / ルシフェラーゼ / 生物発光 / 蛍光 / ホタル / 波長制御 / 有機合成
研究実績の概要

目標としていた700nmに達する新規化合物の合成に成功した.また市販している長波長材料アカルミネの炭素原子を窒素原子に置き換えだけで,発光酵素との反応で波長が長短する現象を見出した.これは,本研究で新たに見いだされた人為的波長制御方法である.
具体的には,アカルミネの芳香環部位5位の炭素を窒素に置き換えると約50nm短波長シフトするが2位を同様に置換しても,波長はほぼ変化しなかった.また2位と5位を置換した場合は,約50nm短波長シフトすることから,この方法での波長制御は,2位の置換に優位性があることも判明した.これまでは置換基を導入するなど,骨格を大きく変化させて波長変換を行っていたが,僅か原子1つを置換するだけで波長が変化すること,また,置換位置に優位性があること新たに見いだした.
これは,今後の人工発光基質の化学構造デザインの目安として重要なインフォメーションとなろう.さらに,当初予定していた,天然の北米産ホタル発光酵素を用いて,発光極大が700nmに達する人工発光基質の創製にも至った.これは,天然型のルシフェリンールシフェラーゼ反応で生じる世界最長波長であり,世界最先端技術と考えられる.
本研究で予定した成果は全て得られたと考えられる.

備考

(1)は文部科学省のプロジェクトが作成

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2015 2014 2012 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (18件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] ホタル生物発光型in vivoイメージング標識材料の創製2014

    • 著者名/発表者名
      牧 昌次郎
    • 雑誌名

      ファルマシア(日本薬学会)

      巻: 50 ページ: 117-120

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ホタル生物発光型in vivoイメージング用長波長発光材料の水溶性化2014

    • 著者名/発表者名
      牧 昌次郎
    • 雑誌名

      光アライアンス(日本工業出版)

      巻: 25 ページ: 33-35

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ホタル生物発光の多色化への挑戦2014

    • 著者名/発表者名
      牧 昌次郎
    • 雑誌名

      物工学会誌(日本生物工学会)

      巻: 92 ページ: 432-436

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] in vivoイメージングに適した新規ルシフェリンアナログの創製2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亮平、木山 正啓、北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      農芸化学会2015年度大会(岡山)
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] ホタルルシフェリンアナログの発光反応解析2015

    • 著者名/発表者名
      木山 正啓、平野 誉、牧 昌次郎
    • 学会等名
      農芸化学会2015年度大会(岡山)
    • 発表場所
      岡山大学津島キャンパス
    • 年月日
      2015-03-26 – 2015-03-29
  • [学会発表] in vivoイメージングに適した水溶性向上型新規ルシフェリンアナログの創製2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亮平、木山 正啓、北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      個体レベルでのがん研究の新展開(琵琶湖)
    • 発表場所
      滋賀県琵琶湖ホテル
    • 年月日
      2015-02-05 – 2015-02-06
  • [学会発表] ホタル発光系における特異的発光を示すルシフェリン中間体アナログの構造活性相関研究2015

    • 著者名/発表者名
      北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      個体レベルでのがん研究の新展開(琵琶湖)
    • 発表場所
      滋賀県琵琶湖ホテル
    • 年月日
      2015-02-05 – 2015-02-06
  • [学会発表] 近赤外発光イメージング材料“アカルミネ”の水溶性化技術とその性能2015

    • 著者名/発表者名
      木山 正啓、北田 昇雄、齊藤 亮平、牧 昌次郎、口丸 高弘、近藤 科江
    • 学会等名
      個体レベルでのがん研究の新展開(琵琶湖)
    • 発表場所
      滋賀県琵琶湖ホテル
    • 年月日
      2015-02-05 – 2015-02-06
  • [学会発表] in vivoイメージングに適した水溶性向上型新規ルシフェリンアナログの創製2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亮平、木山 正啓、北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      日本癌学会シンポジウム(金沢)
    • 発表場所
      石川県立音楽堂交流ホール
    • 年月日
      2015-01-21 – 2015-01-22
  • [学会発表] 新規近赤外ルシフェリンアナログの創製2015

    • 著者名/発表者名
      大塚 智史, 木山 正啓, 北田 昇雄, 齊藤 亮平, 平野 誉, 牧 昌次郎
    • 学会等名
      日本癌学会シンポジウム(金沢)
    • 発表場所
      石川県立音楽堂交流ホール
    • 年月日
      2015-01-21 – 2015-01-22
  • [学会発表] 近赤外発光ルシフェリンの高輝度化への取り組み2014

    • 著者名/発表者名
      木山 正啓, 平野 誉, 牧 昌次郎
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会(横浜)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] 近赤外発光イメージングによるがん細胞の高感度検出2014

    • 著者名/発表者名
      三股 舜, 口丸 高弘, 岩野 智, 門之園 哲哉, 丹羽 治樹, 牧 昌次郎, 近藤 科江
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会(横浜)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] in vivoイメージングに適した水溶性向上型新規ルシフェリンアナログの創製2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亮平、木山 正啓、北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会(横浜)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] 新規近赤外ルシフェリンアナログの創製2014

    • 著者名/発表者名
      大塚 智史, 木山 正啓, 北田 昇雄, 齊藤 亮平, 平野 誉, 牧 昌次郎
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会(横浜)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-27
  • [学会発表] ホタルルシフェリンアナログの発光反応解析2014

    • 著者名/発表者名
      木山 正啓、平野 誉、牧 昌次郎
    • 学会等名
      生物発光化学発光研究会第31回学術講演会(長野上田)
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-01
  • [学会発表] ホタル発光系における特異的発光を示すルシフェリン中間体アナログの構造活性相関研究2014

    • 著者名/発表者名
      北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      生物発光化学発光研究会第31回学術講演会(長野上田)
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-01
  • [学会発表] 近赤外ホタルルシフェリンアナログの新規創製2014

    • 著者名/発表者名
      大塚 智史、木山 正啓、北田 昇雄、齊藤 亮平、平野 誉、牧 昌次郎
    • 学会等名
      生物発光化学発光研究会第31回学術講演会(長野上田)
    • 発表場所
      信州大学
    • 年月日
      2014-11-01 – 2014-11-01
  • [学会発表] 全世界待望の近赤外ホタル発光材料でIn vivoイメージングを新次元へ2014

    • 著者名/発表者名
      斎藤 亮平、木山 正啓、北田 昇雄、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      日本化学会秋季事業第4回CSJ化学フェスタ
    • 発表場所
      東京:船堀
    • 年月日
      2014-10-14 – 2014-10-16
  • [学会発表] ホタル発光系における特異的発光を示すルシフェリン中間体アナログの構造活性相関研究2014

    • 著者名/発表者名
      北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      2014年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [学会発表] in vivoイメージングに適した新規ルシフェリンアナログの創製2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亮平、木山 正啓、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      2014年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [学会発表] in vivoイメージングに適した水溶性向上型新規ルシフェリンアナログの創製2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤 亮平、木山 正啓、北田 昇雄、岩野 智、平野 誉、丹羽 治樹、牧 昌次郎
    • 学会等名
      平成26年度がん若手研究者ワークショップ(蓼科)
    • 発表場所
      蓼科グランドホテル
    • 年月日
      2014-09-03 – 2014-09-06
  • [備考] がん細胞を長波長で赤く光らせ,生きたまま体外から観察する

    • URL

      http://ganshien.umin.jp/public/research/spotlight/maki/

  • [備考] 670~680nmを実現した近赤外発光ルシフェリン「アカルミネR」を開発

    • URL

      http://www.jichi.ac.jp/kenkyushien/news/2013/20130510.html

  • [産業財産権] ルシフェラーゼの発光基質2012

    • 発明者名
      西山 繁、斎藤 毅、牧 昌次郎,丹羽 治樹
    • 権利者名
      国立大学法人 電気通信大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      US8,962,854
    • 出願年月日
      2012-08-22
    • 取得年月日
      2015-02-24
    • 外国

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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