三脚型キノン－シアニン色素の特徴を活かした４重鎖核酸イメージング蛍光色素の開発

利用三脚架型醌-花青染料的特性开发四链体核酸成像荧光染料

• 批准号: 21K05309
• 负责人: 坂本 隆
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Wakayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05309/
• 关键词: ４重鎖核酸; 細胞内蛍光イメージング; 蛍光プローブ; 近赤外蛍光; キノン-シアニン色素

4重鎖(G4)に代表される核酸の非標準構造は、遺伝子発現制御や疾患への関与が指摘され、その機能解明が求められている。G4の細胞内蛍光イメージングはこれに大きく貢献すると期待されるが、最も重要な「蛍光プローブ」の開発は道半ばである。本研究では独自開発した蛍光色素QCy(MeBT)3について、「（A）その蛍光特性の詳細と細胞内４重鎖（G4）核酸イメージング能力」および「（B）QCy(MeBT)3の効率的な誘導化法と、より高性能なG４核酸プローブの化学構造」を明らかにすることを目的とした。令和4年度は（B）について重点的に研究を進め、以下の４点を明らかにした。（1）QCy(MeBT)3のMeBT（N-メチルベンゾチアゾリウムカチオン）部分は、種々のN-アルキルベンゾチアゾリウムカチオン（RBT）に容易に変換可能。（2）RBTとしてN-ベンジルベンゾチアゾリウムカチオンを用いたQCy(BnBT)3は、G4選択的な蛍光プローブとして働く。（3）QCy(BnBT)3（ex/em: 570/800）の蛍光波長は、QCy(MeBT)3（ex/em: 570/700）と比較して100 nm近くレッドシフトし、200 nmを超える大きなストークスシフトを示す。（4）QCy(BnBT)3を用いることで、細胞内のG4核酸の選択的イメージングが可能。以上の研究成果について、日本ケミカルバイオロジー学会第16回年会などの国内学会（６件）、国際学会（ISNAC2022）（１件）での報告を行なった。また、これらの成果の一部をまとめた論文（Chemistry Letters, 51(12), 1139-1142 (2022)）がCove PictureおよびInside Coverに採択された。

4 double lock (G4) represents the non-standard structure of nucleic acid, gene discovery, disease control, and functional interpretation. G4's intracellular light source is expected to contribute greatly to the development of the light source. This study aims to independently develop the photochrome QCy(MeBT)3,(A) the ability to detect 4-fold intracellular (G4) nucleic acid binding in detail, and (B) the induction method for the efficiency of QCy(MeBT)3, and (C) the chemical structure of high-performance G4 nucleic acid binding. In the fourth year of the order and (B), the key research points are advanced, and the following four points are clearly stated. (1) QCy(MeBT)3 MeBT (N- (2) RBT (3) QCy(BnBT)3 (ex/em: 570/800) is the wavelength of the ultraviolet light, QCy(MeBT)3 (ex/em: 570/700) is the wavelength of the ultraviolet light. (4) QCy(BnBT)3 can be used in the selection of G4 nucleic acid in cells. The 16th Annual Meeting of the Japanese Society of Science and Technology (ISNAC) was held in Beijing. The paper (Chemistry Letters, 51(12), 1139-1142 (2022)) was published by Cove Picture and Inside Cover.

项目成果

３脚型キノン-シアニン蛍光色素の核酸構造認識を制御するための化学修飾

三足醌-花青荧光染料的化学修饰控制核酸结构识别

• 发表时间: 2022
• 作者: 村岡優香;安原優;岩井まり奈;坂本隆
• 通讯作者: 坂本隆

３脚型キノン-シアニン色素誘導体の４重鎖および２重鎖DNAに対する蛍光応答

三足醌-花青染料衍生物对四链体和双链 DNA 的荧光响应

• 发表时间: 2022
• 作者: 村岡優香;安原優;岩井まり奈;坂本隆
• 通讯作者: 坂本隆

核酸構造の色分けイメージングを可能とする蛍光プローブの開発

开发能够对核酸结构进行颜色编码成像的荧光探针

• 发表时间: 2021
• 作者: Taiki Nagano;Keitaro Nakagawa;Tetsushi Iwasaki;Shinji Kamada;坂本隆
• 通讯作者: 坂本隆

細胞内４重鎖核酸イメージングのための３脚型キノンーシアニン蛍光色素

用于细胞内四链体核酸成像的三足醌-花青荧光染料

• 发表时间: 2021
• 作者: 坂本隆;于ゾウ慧;大谷悠人
• 通讯作者: 大谷悠人

A dual-color fluorescence switch-on probe for imaging the dynamics of guanine quadruplexes in cells

用于细胞内鸟嘌呤四链体动态成像的双色荧光开启探针

• 发表时间: 2021
• 作者: 池垣 幸宏;長野 太輝;寺地 杏樹;岩崎 哲史;宮戸 健二;鎌田 真司;Takashi Sakamoto
• 通讯作者: Takashi Sakamoto