2015 Fiscal Year Annual Research Report
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26288081
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
山東 信介 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20346084)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 細胞膜 / センサー / 生体分子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題では、細胞膜上での分子挙動解析を目指し、細胞表層にて機能する蛍光分子センサーの開拓を目指している。本年度は、研究計画に従い、基礎課題で得られた知見等をもとに、応用課題１「放出される伝達物質イメージング」、応用課題2「サイトカインイメージング」を中心に、より優れた応答を示す蛍光アプタマーセンサーの開発研究を進めた。
応用課題I「放出されるアデニン系伝達物質イメージング」: アデニン系伝達物質を標的とする蛍光アプタマーセンサーの改良を実施した。標的とするアデニン系伝達物質の結合に伴う蛍光OFF/ON比の向上に向け、想定する蛍光変化メカニズム（グアニン塩基とのPhotoinduced Electron Transferによる蛍光消光と標的の結合に伴う消光解消）をもとに、特性の異なる蛍光色素で修飾した核酸アプタマーセンサーを設計、合成し、その蛍光応答特性を評価した。評価した核酸アプタマーセンサーのなかで、BODIPY-FL色素でラベル化した蛍光アプタマーセンサーが、従来用いてきたフルオレセイン修飾蛍光アプタマーセンサーに比して大幅に改善された蛍光OFF/ON比を示すことを見出した。
応用課題II「サイトカインイメージング」: サイトカインを標的とする細胞表層蛍光センシングに着手した。免疫に関連する重要なサイトカインであるインターフェロンガンマを標的とし、インターフェロンガンマに結合するDNAアプタマー配列の短鎖化、蛍光色素修飾による蛍光アプタマーセンサー化を実施した。その結果、ハイブリダイズ/デハイブリダイズ機構を用いたレシオ型蛍光アプタマーセンサー、およびPET機構を想定する蛍光ON型アプタマーセンサー（プロトタイプ）の開発に成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
応用課題1「伝達物質イメージング」については、当初計画通り順調に研究を実施し、標的アデニン分子の結合に伴う蛍光応答特性（OFF/ON比の向上、マルチカラー化）を大きく改善させた蛍光アプタマーセンサーを具現化している。また、細胞表層に設計した蛍光アプタマーセンサーを固定化し、検出モデル実験（外部添加）ではあるが、細胞表層でも蛍光核酸アプタマーセンサーが機能することを明らかにしている。
応用課題2「サイトカインイメージング」についても、DNAアプタマーの短鎖化、および蛍光アプタマーセンサー設計を実施し、インターフェロンガンマに応答して蛍光を増強する蛍光センサーの開発に成功している。
上記結果から、当初想定通り研究が進捗していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
応用課題1「伝達物質イメージング」、および応用課題2「サイトカインイメージング」に向けて開発した蛍光アプタマーセンサーの誘導体化を進め、より優れた応答特性を持つ蛍光アプタマーセンサーの開発を実施する。この際、蛍光アプタマーセンサーの蛍光変化メカニズムをより詳細に解析することで、細胞表層応用に向けた蛍光核酸アプタマーセンサーの設計指針開拓につながるよう研究を展開していく。また、開発した蛍光アプタマーセンサーを実際に細胞表層に固定化し、蛍光分子イメージングへと応用研究を進めていく。
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Research Products
(2 results)
