• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2015 Fiscal Year Annual Research Report

機能性核酸を用いた細胞表層分子化学

Research Project

Project/Area Number 26288081
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

山東 信介  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20346084)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords細胞膜 / センサー / 生体分子
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。

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。

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。

Research Products

(2 results)

All 2015

All Journal Article Presentation

  • [Journal Article] A Single Fluorophore-labeled Aptamer Sensor for the Detection of Interferon Gamma2015

    • Author(s)
      Siti Norulhuda Hashim, Akira Tsuchiya, Noriho Kamiya, and Shinsuke Sando
    • Journal Title

      Chemistry Letters

      Volume: 44 Pages: 1670-1672

    • DOI

      http://doi.org/10.1246/cl.150794

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Design of fluorescent aptamer sensor for on-cell detection of biomolecules2015

    • Author(s)
      ハシム シティ ノルウダ、土谷 享、山東 信介
    • Organizer
      第9回バイオ関連化学シンポジウム
    • Place of Presentation
      熊本大学(熊本県熊本市)
    • Year and Date
      2015-09-11 – 2015-09-11

URL: 

Published: 2017-01-06  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi