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高い光安定性を持つDNA製蛍光標識FTOBを開発 -神経疾患の原因タンパク質の微細な運動の解析に成功-
2025年2月12日『Cell Reports Physical Science』誌に論文掲載および2月12日プレスリリース
2025.02.12
生命科学研究や疾患メカニズムの解明には、タンパク質などの微細な動きをミリ秒単位で観察する高い時間分解能が求められます。既存のタンパク質標識は光安定性や明るさに限界があり、このような観察は困難でした。
東北大学学際科学フロンティア研究所の丹羽伸介准教授と北智輝大学院生を中心とした研究チームは、三重大学大学院工学研究科の鈴木勇輝准教授らと共同で、DNAを利用して作られた新しい蛍光標識「FTOB (Fluorescent-labeled tiny DNA origami block)」を開発しました。このFTOBは、従来の標識に比べて光退色や点滅が起きにくく、ALSなどの神経疾患の原因となるタンパク質の動きをミリ秒単位という極めて高い時間分解能で少なくとも数十分の長時間観察することが可能です。また、FTOBは「DNAオリガミ」という技術を用いてブロックのように自由に組み替えられる設計になっており、細胞分裂のような生命現象や、アルツハイマー病やガンといったさまざまな疾患に関わるタンパク質の研究に幅広く応用できる可能性があります。
本成果は、米国東部時間2025年2月11日に学術誌Cell Reports Physical Scienceにオンラインで掲載されました。
図：DNAオリガミ製蛍光標識「FTOB」のデザイン。8.8 nm以内に5つの蛍光色素と一つのタンパク質結合サイトを持つ。一つの角には一本鎖DNAを持ち、これが別のFTOBのそれと相補的に結合することで、二量体を形成する。例として、それぞれのFTOBに別々のキネシンを結合し、FTOBをつなぐことで２種類のキネシンを架橋する実験を行った。
論文情報：
タイトル：Modular photostable fluorescent DNA blocks dissect the effects of pathogenic mutant kinesin on collective transport
著者：Tomoki Kita, Ryota Sugie, Yuki Suzuki, Shinsuke Niwa
*共同責任著者：三重大学大学院工学研究科 准教授 鈴木勇輝
*責任著者：東北大学学際科学フロンティア研究所 准教授 丹羽伸介
掲載誌：Cell Reports Physical Science
掲載誌：Cell Reports Physical Science
プレスリリース：
東北大学
三重大学