テロメアをリアルタイムで可視化する新たな手法の開発

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2020-12-02 京都大学

ガネシュ・パンディアン・ナマシヴァヤム 高等研究院物質-細胞統合システム拠点(iCeMS=アイセムス)講師、杉山弘 同連携主任研究者(理学研究科教授)、河本佑介 薬学研究科助教、坪野友太朗 理学研究科修士課程学生らの研究グループは、独自に開発した合成分子を用いて染色体末端に存在するテロメアをリアルタイムで可視化する新たな手法を開発しました。

今回本研究グループは、テロメアDNA配列に特異的に結合する分子と蛍光分子を組み合わせることで、生きた細胞での観察に適した新しいテロメア可視化蛍光分子「SiR-TTet59B」を開発しました。SiR-TTet59BはテロメアDNA配列に結合したときに蛍光がONに変わるという性質や、生体に影響を与えにくい長波長領域である近赤外波長の光を吸収・発するという特徴を持っています。このSiR-TTet59Bを用いることにより、ヒト生細胞においてテロメアをリアルタイムで特異的かつ効果的に可視化することに成功しました。また、異なる長さのテロメアを持つ二種類のがん細胞を用いてテロメアの可視化を行ったところ、テロメアの長さが長い方のがん細胞においてより強いテロメアの蛍光シグナルが観察されました。この結果から、蛍光シグナルの強さを測定することでSiR-TTet59Bがテロメアの長さの計測にも応用可能であることが示唆されました。

一般的に本研究のような合成分子を用いる化学的手法は、人為的に改変した遺伝子導入などを行う生物学的な手法に比べてより簡便であり、複雑な操作が必要とされません。したがって、今回の研究において開発された手法は、テロメアに関する基礎的な研究や細胞の老化度合いの計測、がんなどの疾患診断などへの幅広い応用が期待されます。

本研究成果は、2020年9月21日に、国際学術誌「Journal of the American Chemical Society」のオンライン版に掲載されました。

DNAの両端に存在するテロメア部分に見られる塩基の繰り返し配列に、選択的に結合する化合物を開発し、蛍光化合物を付着させた。「SiR-TTet59B」と名付けられたこの蛍光マーカーにより、テロメアの働きを観察することができる。(クレジット:高宮ミンディ/京都大学アイセムス)

DNAの両端に存在するテロメア部分に見られる塩基の繰り返し配列に、選択的に結合する化合物を開発し、蛍光化合物を付着させた。「SiR-TTet59B」と名付けられたこの蛍光マーカーにより、テロメアの働きを観察することができる。(クレジット:高宮ミンディ/京都大学アイセムス)

詳しい研究内容≫

研究者情報
研究者名:ガネシュ・パンディアン・ナマシヴァヤム
研究者名:杉山 弘
研究者名:河本 佑介

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