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

基本信息

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

项目摘要

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。

本研究的目的是开发超分辨率光照射分子失活技术（SR-CALI），该技术可在小于光衍射极限的微观区域内使蛋白质和生物分子复合物失活。具体研究项目包括开发在激发光照射下在样品的微区域产生活性氧的蛋白质（SR-CALI蛋白质），以及开发用于SR-CALI的超分辨率显微镜装置。通过确认 SR-CALI 发生在细胞内的微观区域来验证这一概念。本研究开发的SR-CALI蛋白有两种状态：可以产生活性氧的ON状态和不能产生活性氧的OFF状态，并且可以通过光照射（光开关）来控制这些状态之间的可逆切换。是一种蛋白质。今年，我们利用去年开发的光照射分子失活筛选方法，继续开发SR-CALI蛋白。我们今年原型的SR-CALI蛋白的分子设计如下：（1）SR-CALI蛋白，通过在传统的活性氧生成蛋白（CALI蛋白）中引入氨基酸突变，赋予其光开关能力。）不具有光开关能力的CALI蛋白（单分子SR-CALI蛋白）、(2)SR-CALI蛋白(FRET型SR-CALI蛋白)。其中，我们发现很难创建单分子SR-CALI蛋白，因此我们继续创建FRET型SR-CALI蛋白。我们已成功创建了一种光开关荧光蛋白，可作为 FRET 型 SR-CALI 蛋白的 FRET 供体，目前正在生产该蛋白与 CALI 蛋白之间的原型融合蛋白。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Exploring rare cellular activity in more than one million cells by a transscale scope

通过跨尺度范围探索超过一百万个细胞中的罕见细胞活动

DOI：
10.1038/s41598-021-95930-7
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
4.6
作者：
Ichimura T.;Kakizuka T.;Horikawa K.;Seiriki K.;Kasai A.;Hashimoto H.;Fujita K.;Watanabe T. M.;Nagai T.
通讯作者：
Nagai T.

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

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinya Sakai; Kei
通讯作者：
Kei

Exploring rare cellular activity in more than one million cells by a trans-scale-scope

通过跨尺度范围探索超过一百万个细胞中的罕见细胞活动

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Nagai T
通讯作者：
Nagai T

Intracellular Heat Transfer and Thermal Property Revealed by Kilohertz Temperature Imaging with a Genetically Encoded Nanothermometer

使用基因编码纳米温度计通过千赫兹温度成像揭示细胞内传热和热特性

DOI：
10.1021/acs.nanolett.2c00608
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
10.8
作者：
Lu Kai;Wazawa Tetsuichi;Sakamoto Joe;Vu Cong Quang;Nakano Masahiro;Kamei Yasuhiro;Nagai Takeharu
通讯作者：
Nagai Takeharu

A photoswitchable fluorescent protein for hours-time-lapse and sub-second-resolved super-resolution imaging

用于数小时延时和亚秒分辨率超分辨率成像的光控荧光蛋白

DOI：
10.1093/jmicro/dfab001
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
1.8
作者：
Wazawa Tetsuichi;Noma Ryohei;Uto Shusaku;Sugiura Kazunori;Washio Takashi;Nagai Takeharu
通讯作者：
Nagai Takeharu