Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

生体機能関連化学 / 生物発光 / 細胞 / 生体 / イメージング / プローブ / ルシフェラーゼ / ガン細胞 / 転移 / 可視化 / エネルギー移動 / 蛍光

本研究では,海洋生物である橈脚類(ガウシア・プリンセプス)由来のルシフェラーゼを出発物質として,超高輝度の変異体を論理的に開発した.ガウシアルシフェラーゼの酵素活性中心を推定し,部位特異的アミノ酸変異導入を行った.開発した変異体の中には,オリジナルのガウシアルシフェラーゼに比べて,10倍程度高輝度化した変異体や,スペクトルが33nm長波長化した変異体が含まれ,これらはバイオアッセイにおいて非常に有用なツールを提供する.この変異体の有用性は,BALB/cヌードマウスにおいて,当該ルシフェラーゼ変異体を発現するマウスB16メラノーマ細胞の肺への変異を高感度に可視化できたことでも明らかである.

バイオイメージング / 大脳皮質 / 蛍光タンパク質 / リン酸化 / 可視化 / 形態形成 / 顕微鏡技術 / FRET / 細胞内情報伝達 / 神経発生・分化・異常 / 分子神経生物学 / 細胞内・細胞間情報伝達 / 神経系の発達と老化 / 層構造 / リーリン / 共焦点レーザー顕微鏡 / プローブ

本研究は、新規プローブを開発し、'いつ'、'どこで'神経細胞がリーリンシグナルを受容しているのかを明らかにすることが目的です。私は、Dab1がリン酸化されるとSH2ドメインと結合することを利用して、CFPとYFPを近接させ、紫色(440nm)の光で励起したときに、水色(480nm)の蛍光が黄色(530nm)へ変化するプローブを作製し、7%程度のレシオの変化率を達成しました。

プローブ / 可視化 / キナーゼ / ユビキチン / タンパク質分解 / タンパク質リン酸化 / 生物発光 / in vivo / イメージング / シグナル伝達

分子イメージングにおいては,特定の生体イオンや生体分子を捕まえて光を発生する,いわゆるプローブと呼ばれる新しい分子の開発が必要となる.本研究では,様々な生命機能や疾患において極めて重要な分子過程であるタンパク質のリン酸化について,その生体内(in vivo)での動態を可視化計測する新しい原理のプローブ("分解制御型プローブ"と名付ける)の開発研究を行った.

in vivoイメージング / MRI / ガドリニウム / 亜鉛 / 造影剤 / 分子イメージング / 核磁気 / 画像化 / 亜鉛イオン / 可視化 / 虚血 / プローブ / 錯体

生体の3次元断層画像を得る方法(in vivoイメージング)の一つであるMRI(Magnetic Resonance Imaging)は、放射線被曝がなく、かつ生体を傷つけることなく深部にわたる画像を得ることが出来るという大きな利点を持っている。そのためMRIは画像診断法として汎用されており、その画像は水分子の水素原子核におけるNMR現象を利用している。前年度までに生体内でのZn(II)の動態をMR画像変化としてバイオイメージングできるMRI造影剤の開発を行った。
今年度は昨年度後半から行っている遺伝子発現をモニターできるベータガラクトシダーゼプローブの実用化を目指した。Gd(III)は強い常磁性イオンであるため、通常、イオン近傍の水素原子核の主に縦緩和時間を短縮する。Gd(III)に配位している水分子が強いMRシグナルを示し、水分子の配位数の変化はこのMRシグナルを変化させる。今回、このような原理とは異なり、アルブミンのような高分子量の分子とGd(III)錯体が結合することでGd(III)錯体分子自身の分子回転が非常に遅くなり、周囲の水分子に対して、大きな緩和時間の短縮を引き起こす。この現象はreceptor induced magnetization enhancement(RIME)と呼ばれるが、これを利用した分子設計を行った結果、アルブミンとGd(III)錯体との結合が酵素により切断されることでMR信号強度に大きな変化を生じさせることに成功した。更に、アルブミンとの結合の親和性をより高める検討を引き続き行っている。

【研究分担者】
浦野泰照	東京大学	大学院薬学系研究科	助教授	(Kakenデータベース)
平田恭信	東京大学	医学部附属病院	助教授	(Kakenデータベース)