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

基本信息

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

项目摘要

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。

核酸的非标准结构，例如四链体（G4），已被认为与基因表达调控和疾病有关，并且需要阐明它们的功能。 G4的细胞内荧光成像预计将对此做出巨大贡献，但最重要的“荧光探针”的开发仍在进行中。在本研究中，我们将讨论“(A) 其荧光特性和细胞内四链体 (G4) 核酸成像能力的详细信息”和“(B) QCy(MeBT)3 的高效效率”，QCy(MeBT)3 是一种独特开发的荧光本研究的目的是阐明高性能 G4 核酸探针的衍生方法和化学结构。 2020年度，我们重点研究了（B），并明确了以下四点。 (1)QCy(MeBT)3的MeBT(N-甲基苯并噻唑鎓阳离子)部分可以很容易地转化为各种N-烷基苯并噻唑鎓阳离子(RBT)。 (2) 使用N-苄基苯并噻唑鎓阳离子作为RBT的QCy(BnBT)3作为G4选择性荧光探针。 (3) QCy(BnBT)3 (ex/em: 570/800) 的荧光波长较 QCy(MeBT)3 (ex/em: 570/700) 红移了近 100 nm，荧光波长红移了 200 nm，显示出超过的大斯托克斯位移。 (4) 使用QCy(BnBT)3 可以对细胞内G4 核酸进行选择性成像。上述研究成果在日本化学生物学会第16届年会等国内会议（6次会议）和国际会议（ISNAC2022）（1次会议）上进行了报告。此外，一篇总结其中一些结果的论文（Chemistry Letters, 51(12), 1139-1142 (2022)）被 Cove Picture 和 Inside Cover 接受。