細胞内在性蛋白質の精密局在制御のための光応答性小分子の開発

本研究では、細胞内の"内在性"の蛋白質やシグナル伝達を光で自在に操作できるオプトケミカル小分子システムを開発することを目的とする。本年度はまず、所属研究室がこれまでに開発した局在性リガンドmDcTMPのTMP部位に光分解性保護基であるNVOC基を導入したケージド型mDcTMPを開発することに成功した。さらに、これを用いることで、細胞内に発現させたeDHFRを融合タンパク質を光照射によって急速に細胞膜へ移行させるシステムを構築した。このオプトケミカル局在制御システムを用いることで、細胞集団中の狙った特定の細胞でのみタンパク質局在移行を誘導することや、単一細胞の細胞膜の局所へのタンパク質局在移行を行えるようになった。さらに、このシステムは細胞内シグナル伝達の光操作にも利用できることが示された。本ツールは、細胞内のシグナル分子やシグナル経路を光で時空間的に制御するための新しい分子ツールであり、まもなく論文投稿する。また、ゲノム編集技術を用いて、内在タンパク質にeDHFRをノックインすることで、eDHFRで標識した内在性タンパク質を光操作することが可能になるものと期待される。

本研究では、細胞内の"内在性"の蛋白質やシグナル伝達を光で自在に操作できるオプトケミカル小分子システムを開発することを目的とする。本年度はまず、所属研究室がこれまでに開発した局在性リガンドmDcTMPのTMP部位に光分解性保護基であるNVOC基を導入したケージド型mDcTMPを開発することに成功した。さらに、これを用いることで、細胞内に発現させたeDHFRを融合タンパク質を光照射によって急速に細胞膜へ移行させるシステムを構築した。このオプトケミカル局在制御システムを用いることで、細胞集団中の狙った特定の細胞でのみタンパク質局在移行を誘導することや、単一細胞の細胞膜の局所へのタンパク質局在移行を行えるようになった。さらに、このシステムは細胞内シグナル伝達の光操作にも利用できることが示された。本ツールは、細胞内のシグナル分子やシグナル経路を光で時空間的に制御するための新しい分子ツールであり、まもなく論文投稿する。また、ゲノム編集技術を用いて、内在タンパク質にeDHFRをノックインすることで、eDHFRで標識した内在性タンパク質を光操作することが可能になるものと期待される。