Development of a method for super-resolved chromophore-assisted laser inactivation

超分辨发色团辅助激光灭活方法的开发

• 批准号: 21K19225
• 负责人: 永井 健治
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-07-09 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19225/
• 关键词: 光照射分子不活性化技術; 超解像イメージング; 蛍光タンパク質; 試験管内分子進化; 蛍光顕微鏡; 活性酸素種; フォトクロミズム; ミトコンドリア

本研究の目的は、光の回折限界よりも小さい微小領域においてタンパク質や生体分子複合体等の不活性化を行う超解像光照射分子不活性化技術（SR-CALI）を開発することである。具体的な研究実施項目は、励起光照射下の試料中の微小領域で活性酸素種を発生させるためのタンパク質（SR-CALIタンパク質）の開発、SR-CALIのための超解像顕微鏡装置の開発、そして細胞中の微小領域においてSR-CALIが起こることを確認してそのコンセプトを実証することである。本研究で開発するSR-CALIタンパク質は、活性酸素種を発生可能なON状態と発生できないOFF状態の2状態をとり、これらの状態間の可逆的なスイッチングを光照射で制御（光スイッチング）可能なタンパク質である。今年度は、昨年度開発した光照射分子不活性化スクリーニング法を用いてSR-CALIタンパク質の開発を進めた。今年度試作したSR-CALIタンパク質の分子デザインは、(1)光スイッチング能の無い従来型の活性酸素種発生タンパク質（CALIタンパク質）にアミノ酸変異を導入することで光スイッチング能が付与されたSR-CALIタンパク質（1分子型SR-CALIタンパク質）、そして(2)従来の光スイッチング能を持たないCALIタンパク質に光スイッチング蛍光タンパク質を融合してフェルスター・エネルギー移動（FRET）を介して光スイッチング能が付与されたSR-CALIタンパク質（FRET型SR-CALIタンパク質）の2種類である。これらのうち1分子型SR-CALIタンパク質は作成が難しいことが分かったため、FRET型SR-CALIタンパク質の作成を進めた。FRET型SR-CALIタンパク質のFRETドナーとなる光スイッチング蛍光タンパク質の作成に成功したので、これとCALIタンパク質との融合タンパク質の試作を行っているところである。

The purpose of this study is to develop the technology of molecular inactivation by super resolution light irradiation (SR-CALI) in the small domain of light reflection and inactivation of molecular complexes. Specific research projects include the development of SR-CALI substance in the micro-domain of the sample under excitation light irradiation, the development of SR-CALI super-resolution micro-mirror device, and the confirmation of SR-CALI origin in the micro-domain of the cell. In this study, SR-CALI was developed to control the possible generation of active acid species by light irradiation. This year, the development of SR-CALI molecular inactivation method was developed. This year's trial was conducted on SR-CALI, the molecular structure of the substance,(1) the optical structure of the substance, and the generation of the active acid species of the free type.(CALI)-(1) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(1) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(2) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(1) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(2) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(3) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(4) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(5) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(6) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(7) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(8) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI:(6) Molecular type SR-CALI:(7) Molecular type SR-CALI is characterized by two kinds of SR-CALI: The molecular type SR-CALI is difficult to make, and the FRET type SR-CALI is difficult to make. FRET type SR-CALI is a new type of SR-CALI. It is a new type of SR-CALI.

项目成果

Alphafold2による遺伝子にコードされたFRET型カルシウム指示薬の設計 生理研研究会細胞システム理解のためのシグナル応答原理解明の最前線

使用Alphafold2设计基因编码的FRET型钙指示剂国家生理科学研究所阐明细胞系统信号响应原理的最前沿

• 发表时间: 2022
• 作者: Shinya Sakai;Kei-ichi Okazaki;Tomoki Matsuda;Takeharu Nagai
• 通讯作者: Takeharu Nagai

トランスケープスコープによる大量細胞診断法の確立

经膀胱镜诊断肿块细胞方法的建立

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐伯 泰;安田 さや香;土屋 光;椛島健治，一條遼，豊島文子，久保允人，森山麻里子，森山博由，鈴木浩也，徳増玲太郎，田中啓雄，田村淳，月田早智子，佐藤隆，木原章雄，髙山喜晴，山野美怜，亀井大嗣，伊藤良樹，冨田秀太，橋田裕美子，大畑雅典，その他;永井 健治
• 通讯作者: 永井 健治

蛍光タンパク質を改変して機能指示薬を作成する方法

如何通过修饰荧光蛋白创建功能指示剂

• 发表时间: 2021
• 作者: 奥村 正樹;稲葉 謙次;永井 健治
• 通讯作者: 永井 健治

光スイッチング蛍光タンパク質「Kohinoor2.0」による長時間・高速超解像イメージング

使用光开关荧光蛋白“Kohinoor2.0”进行长期、高速超分辨率成像

• 发表时间: 2021
• 作者: 野間 涼平;和沢 鉄一;宇土 周作;杉浦 一徳;鷲尾 隆;永井 健治
• 通讯作者: 永井 健治

トランススケールバイオイメージングが拓くシンギュラリティ生物学

跨尺度生物成像开辟了奇点生物学

• 发表时间: 2022
• 作者: Balan Shabeesh、-25名-;Shinkai Yoichi、Yoshikawa Takeo;永井 健治
• 通讯作者: 永井 健治