蛍光生体イメージ / 研究課題（神谷真子）

超解像イメージングに資する新規多色・多機能蛍光色素群の開発

研究代表者（所属）：神谷真子（東京大学大学院医学系研究科・助教）

研究内容

　近年、光学顕微鏡の空間分解能の壁を打ち破るための様々な試みがなされ、STED、PALM/STORM、GSDといった光の回折限界を超える超解像顕微鏡が次々と登場してきました。その中でもPALM/STORMという手法は、“光活性化・光変換を示す蛍光蛋白や有機蛍光色素”を用いて蛍光分子を確率的に光らせ、さらにその中心点を求めることで超解像画像を構築する手法です。一般にローダミン類を初めとする有機蛍光色素は、蛍光蛋白に比べて”光褪色に強く明るい”といった特性を持つため原理的には超解像イメージングに適しているはずですが、現時点では蛍光蛋白の利便性を凌駕する程の特性を持った機能性有機蛍光分子が開発されていないというのが現状です。
　そこで本研究課題においては、有機化学的・光化学的な視点から蛍光色素の特性や光反応性を精査し最適化を図ることで、超解像イメージングに資する多色・多彩な機能性蛍光色素を創製することを目標としています。具体的には、有機蛍光色素の持つ強い光褪色耐性・マルチカラー性に着目し、これらの特徴を最大限に引き出すことで確率的に光る分子を設計し、PALM/STORM, GSDに最適化した蛍光分子・光活性化プローブ・光変換性プローブ群を開発していこうと考えています。

代表的論文3編

β-Galactosidase fluorescence probe with improved cellular accumulation based on a spirocyclized rhodol scaffold.
Kamiya, M., Asanuma, D., Kuranaga, E., Takeishi, A., Sakabe, M., Miura, M., Nagano, T., Urano, Y.
J Am Chem Soc, 133, 12960-12963, (2011)

Highly activatable and rapidly releasable caged fluorescein derivatives.
Kobayashi, T., Urano, Y., Kamiya, M., Ueno, T., Kojima, H., Nagano, T.
J Am Chem Soc, 129, 6696-6697, (2007)

An enzymatically activated fluorescence probe for targeted tumor imaging.
Kamiya, M., Kobayashi, H., Hama, Y., Koyama, Y., Bernardo, M., Nagano, T., Choyke, P.L., Urano, Y.
J Am Chem Soc, 129, 3918-29, (2007)