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2020/05/19

薬品代謝化学教室の浦野泰照 教授、両角明彦 大学院生、医学系研究科生体情報学の神谷真子 准教授らが、新しい原理に基づく細胞内で自発的に明滅を繰り返す色素の開発に成功


薬品代謝化学教室の浦野泰照 教授、両角明彦 大学院生、医学系研究科生体情報学の神谷真子 准教授らが、新しい原理に基づく細胞内で自発的に明滅を繰り返す色素の開発に成功し、この色素と以前同グループで開発した別色の色素を活用して、生きている細胞内で複数の微小構造を同時に超解像イメージングすることに成功しました。本研究結果は2020年4月28日付けでJournal of the American Chemical Societyに掲載されました。
 
発表論文
雑誌:Journal of the American Chemical Society
題目:Spontaneously blinking fluorophores based on nucleophilic addition/dissociation of intracellular glutathione for live-cell super-resolution imaging
著者:Akihiko Morozumi, Mako Kamiya*, Shin-nosuke Uno, Keitaro Umezawa, Ryosuke Kojima, Toshitada Yoshihara, Seiji Tobita, Yasuteru Urano*
DOI:10.1021/jacs.0c00451
論文へのリンク:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.0c00451
 
発表概要
超解像蛍光イメージング法の1つに、蛍光標識色素を1分子ずつ明滅させることで超解像画像を構築する手法があります。しかし、一般的な色素を明滅させるには添加剤や強い光照射が必要であり、細胞への悪影響が問題となります。これを克服するべく、本研究グループはこれまで、“色素分子内で起こる可逆反応を原理として、自発的に明滅する”蛍光色素を開発しました。しかし、この原理に基づく分子設計のみでは、実現しうる性質が限られ、生細胞内で使える複数種の色素の開発には至りませんでした。
そこで、同グループは今回、新たな自発的明滅の原理として、“細胞内のグルタチオンと可逆的に反応することで、色素の蛍光性の有無が切り替わる”という現象を利用しました。色素の化学構造を検討し、グルタチオンとの反応の特性を最適化することで、生細胞内で適切に明滅する2種の蛍光色素を開発し、実際に穏和な条件下で生細胞の超解像観察に成功しました。さらに、先行研究で得た色素と併用して、2色での生細胞内の異なる2種類の微小な構造体を同時超解像観察することも可能にしました。こうして生きたままの細胞を詳細に観察することは、様々な生命現象の理解につながると期待されます。
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