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本研究では、細胞内の特定のオルガネラ膜に特異的に結合する合成分子レパートリーを開拓・拡張することを目的とする。さらに本研究では、動物個体内で使えるオルガネラ膜結合分子ツールを創製する。これにより、培養細胞のみならず、in vivo夾雑環境下におけるオルガネラ膜の特性・機能や、オルガネラ膜が関与するさまざまな情報伝達・生命現象をin situ解析・ 制御するための強力で革新的な化学的アプローチを切り拓く。本年度は、以下の成果を達成した。
1）新規ゴルジ体蛍光プローブの開発。我々はこれまでに、ゴルジ体膜に局在する新規モチーフ（トリメチル化myrGCモチーフ）を見出すことに成功している。今回このゴルジ体局在化モチーフに、蛍光特性の異なる複数の小分子蛍光色素を連結することで、生細胞のゴルジ体膜を特異的に可視化することのできるゴルジ体蛍光プローブシリーズを開発することに成功した。今回開発したプローブは、市販のセラミドベースの蛍光プローブよりもゴルジ体特異性が高いことも確認した。一連の成果はまもなく論文投稿する予定である。
2）In vivoタンパク質局在制御技術の開発。我々は現在、in vivoで使えるchemogeneticなタンパク質局在制御システムの開発に取り組んでおり、in vivo環境下で標的タンパク質を細胞膜へリクルートすることのできる有望な新規化合物を創製することに成功した。マウス個体内でのタンパク質局在とシグナル伝達の制御が可能になりつつある。
3）タンパク質の細胞膜リクルート光誘導技術の開発。以前に開発した細胞膜インナーリーフレット局在性リガンドに光スイッチを導入することで、標的タンパク質の細胞膜への局在移行を光誘導する新技術を開発した。これにより、細胞膜上のシグナル分子を光で高速に時空間制御することが可能になった。一連の成果は論文として発表した。
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