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新規緑色蛍光タンパク質型グルコースセンサを開発

April, 2, 2019, 東京--東京工業大学 科学技術創成研究院 化学生命科学研究所の北口哲也准教授は東京大学 大学院総合文化研究科の坪井貴司教授、三田真理恵大学院生らと共同で新規緑色蛍光タンパク質型グルコース(ブドウ糖)センサ「Green Glifon」の開発に成功した。センサは緑色蛍光タンパク質を基盤とし、グルコース添加により蛍光輝度が約7倍に上昇する。このセンサは細胞内グルコースの動態を高い時空間分解能で検出でき、バイオイメージングの有効なツールとなる。
 今回開発したセンサはグルコースへのEC50値が異なる3タイプ(50μM、600μM、4,000μM)からなり、これらの使い分けで生理的な濃度域である数百μM~十数mMのグルコース濃度変化のほとんどを検出できる。細胞内のグルコース動態に加え、細胞小器官特異的な可視化やカルシウムイオンとの同時可視化も実現した。また細胞だけでなく、線虫個体内のグルコース動態も可視化できることから、in vivo[生体内]イメージングにも適用できる。人工甘味料とグルコースとの生理学的な相関を検討し、膵β細胞への人工甘味料投与が細胞内のグルコース動態を攪乱させる可能性を見出した。
 以上の結果から、開発した3タイプのセンサは生細胞のリアルタイムなグルコース動態の観察を可能にし、細胞のエネルギー動態やその破綻による病態を解析するうえで、重要なツールになると期待される。
 研究成果は「Analytical Chemistry」オンライン版に公開された。
(詳細は、https://www.titech.ac.jp/)