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虹色発光線虫に基づく生きた総合病院・環境診断センターの創成

创建基于虹彩线虫的活体综合医院和环境诊断中心

基本信息

批准号：
21H04948
负责人：
金誠培
金额：
$ 27.04万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究年度中、発光線虫技術に向けた基礎から応用に至る研究課題の解決に努力した。まず基礎発光材料として、多彩な発光基質の有機合成を行った。例えば、Sシリーズ、Cシリーズ、Kシリーズの多様なセレンテラジン系の発光基質を合成し、発光プランクトン由来の発光酵素、発光シイタケ由来の発光酵素、一分子型生物発光プローブなどに適用することで、一連の高輝度、多色発光システムを開発した。Kシリーズ発光基質に基づく発光システムを4種類の一分子型生物発光プローブと組み合わせることにより、４つの異なる動物細胞内の信号伝達を同時に測定する研究を行い、その成果をSci Repに報告した。またSとCシリーズ発光基質をベースに「発光シグネチャー」という新概念の発光システムを開発することができた。この手法は、各発光酵素が発光基質と反応して生み出す「発光スペクトル」や「発光輝度の違い」に、それぞれ区別される独特な個性（発光シグネチャー）があることを発見した。そのシグネチャーを違いを活用すれば、発光信号間の干渉のないマルチカラーイメージングができる。よって、マルチプラックスイメージング分野において重要な技術的な難関を突破できた。この成果を纏めIJMSに2報発表した。他にも、性ホルモン様化学物質のBRETイメージングプローブの開発、蛋白質間の相互作用を可視化する高輝度分子歪みセンサー、近赤外線（NIR）にいけばいくほど明るくなる発光システムを開発してそれぞれ3報の論文発表をした。また、モデル生物として線虫に用いられるCa２＋やMg2+の蛍光イメージングセンサーを開発して、線虫内の2価イオン分布のイメージング研究を行った。これらの研究結果を基に、17件の研究論文（うち、5件の国際共著論文）、25件の学会発表、2本の単行本（Springer Nature）出版、2件の知財登録の成果を得た。

In this research year, the development of optical insect technology has been carried out from the foundation to the application to the solution of research problems. Organic synthesis of basic light-emitting materials and colorful light-emitting substrates. For example, the synthesis of light emitting substrates, light emitting enzymes derived from light emitting substances, light emitting enzymes derived from light emitting substances, and the development of high brightness and multicolor light emitting substances for molecular biological light emitting substances The results of this study were reported in Sci Rep. The results of this study were as follows: The development of a new concept of light emitting substrate The method is to produce light from the substrate and to distinguish the unique characteristics of the enzyme. In addition to the above, it is also possible to use a variety of optical signals. A breakthrough in technology is needed. The results of this study were reported in IJMS 2. The development of BRET and protein-protein interactions of chemical substances in the near infrared (NIR) region and the development of light emitting substances in the near infrared region are discussed. The study of Ca2 + and Mg2 + in the light of biological and chemical activities in insects was carried out. 17 research papers (including 5 international co-authored papers), 25 academic publications, 2 Springer Nature publications, and 2 intellectual property registration results were obtained.