共同研究・競争的資金等の研究課題

2020年9月 - 2023年3月

マグネシウムイオン動態のオルガネラ選択的可視化を可能にする新規蛍光プローブの開発

日本学術振興会  科学研究費助成事業  研究活動スタート支援

課題番号
20K22536
体系的課題番号
JP20K22536
配分額
(総額)
2,860,000円
(直接経費)
2,200,000円
(間接経費)
660,000円

マグネシウムイオン(以下Mg2+)は細胞内において様々な重要な役割を担っており、Mg2+の細胞内動態を明らかにすることで、疾患のメカニズム解明や新たな生命現象の発見につながると期待できる。そこで本研究では、細胞イベントにおけるオルガネラ局在的なMg2+動態の可視化や、マルチカラーイメージングによるMg2+関連シグナルとの相関性の可視化を目的とし、タグタンパク質であるHaloTagに特異的に結合するリガンドを導入した新規近赤外Mg2+プローブKMG-500Haloの開発を目指している。
それぞれ窒素原子に異なる保護基を装着したブロモアニリンから非対称なジアリールシランを合成した。このジアリールシランの片方の窒素原子にカルボン酸
ユニットをリンカーとしてHaloTagリガンドを導入した。最後にマグネシウムイオン認識部位であるキノリジンカルバルデヒドとのFriedel-Crafts型反応を行ったところ、目的とする非対称Si-ローダミン誘導体であるKMG-500Haloの生成を確認した。続いて精製法を精査し、純粋なKMG-500Haloを得ることができた。このプローブについて、所属研究室にて以前に開発されたKMG-500シリーズと同様に近赤外域に吸光・蛍光波長を有するとともに、系内のMg2+濃度に応答して光誘起電子移動に基づく蛍光のOFF-ON制御が起こることを確認した。細胞質にHaloTagタンパク質と赤色蛍光タンパク質を形成させたHeLa細胞をKMG-500Haloにて染色したところ、KMG-500HaloはHaloTagの形成の有無に関わらず、ミトコンドリアをはじめとする細胞小器官に局在化した。この現象はKMG-500Haloの疎水性の高さが原因であると考えられるので、現在、より親水性の高いMg2+リガンドを採用した設計にて新規Mg2+プローブの合成に取り組んでいる。

リンク情報
KAKEN
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20K22536
ID情報
  • 課題番号 : 20K22536
  • 体系的課題番号 : JP20K22536

この研究課題の成果一覧

講演・口頭発表等

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