東海国立大学機構 名古屋大学,東京大学,理化学研究所,科学技術振興機構（ＪＳＴ）

令和６年２月２９日

東海国立大学機構 名古屋大学
東京大学
理化学研究所
科学技術振興機構（ＪＳＴ）

耐光性に優れたライブセルイメージング用
近赤外蛍光標識剤を開発

～立体化学によって細胞膜透過性が異なることを発見～

ポイント

名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所（ＷＰＩ－ＩＴｂＭ）の多喜 正 泰 特任准教授、山口 茂弘 教授、フロハンス タマ（Ｆｌｏｒｅｎｃｅ Ｔａｍａ） 教授（理化学研究所 計算科学研究センター チームリーダー）、東京大学 大学院医学系研究科・同 大学院理学系研究科（兼務）の岡田 康志 教授（理化学研究所 生命機能科学研究センター チームリーダー）らの研究グループは、高い耐光性と細胞膜透過性を兼ね備えたライブセルイメージング用近赤外蛍光標識剤の開発に成功しました。

近赤外領域の光は生体に対する毒性が低く、かつ自家蛍光の影響も受けにくいため、生細胞の長時間イメージングに適しています。また、広く利用されている可視光領域の蛍光たんぱく質や蛍光標識剤と波長域が重ならないことから、多色で標的を染色するのにも効果的です。しかし、近赤外蛍光色素の多くは水溶性や化学的な安定性が低く、光によって劣化してしまうため、長時間の観察が必要となるオルガネラのライブセルイメージングへ利用可能なものは非常に限られていました。

本研究では、光に対する安定性に優れた近赤外蛍光標識剤を開発し、細胞膜透過性を評価しました。その結果、化合物の３次元的な構造である立体化学が細胞膜透過性に大きな影響を与えることを発見しました。膜透過性を有する近赤外蛍光標識剤を用いることで、蛍光イメージングによる任意のオルガネラの特異的標識を達成しました。また、超解像５次元イメージング（３Ｄ＋時間＋波長）により、オルガネラ同士の相互作用を追跡することにも成功しました。

本研究成果は、２０２４年２月２７日付ドイツ化学会誌「Ａｎｇｅｗａｎｄｔｅ Ｃｈｅｍｉｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｅｄｉｔｉｏｎ」オンライン版に掲載されました。

本研究は、以下の事業・共同利用研究施設による支援を受けて行われました。 科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業ＣＲＥＳＴ（ＪＰＭＪＣＲ２１Ｏ５、ＪＰＭＪＣＲ２０Ｅ２、ＪＰＭＪＣＲ１８５２）、科学技術振興機構 ムーンショット型研究開発事業（ＪＰＭＪＭＳ２０２５－１４）、日本学術振興会 科学研究費補助金（２２Ｈ０２７９８、２２Ｈ０４９２６、２２Ｋ２１３４６、２０Ｆ２００３４、１９Ｈ０２８４９、１９Ｈ０３３９４、１９Ｈ０５７９４、１９Ｈ０５７９５）

＜プレスリリース資料＞

＜論文タイトル＞

“Stereochemistry-Dependent Labeling of Organelles with a Near-Infrared-Emissive Phosphorus-Bridged Rhodamine Dye in Live-Cell Imaging”
ＤＯＩ：10.1002/anie.202400711

＜お問い合わせ先＞

（英文）“Stereochemistry-Dependent Labeling of Organelles with a Near-Infrared-Emissive Phosphorus-Bridged Rhodamine Dye in Live-Cell Imaging”

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