研究
【研究成果】生きた細胞のタンパク質合成・分解を可視化！長波長蛍光プローブを用いた新手法を開発
2026年8月13日
Credits: WPI-Bio2Q
Visual Abstract
Credits: Sumitani et al., 2026
Bio2Qの研究者らによって共同執筆され、学術誌『Bioconjugate Chemistry』に掲載された本研究は、生きた細胞内でタンパク質の「誕生から分解まで」をリアルタイム観察する新技術を開発したものです。研究者らは、細胞に優しい長波長蛍光プローブとクリック化学を使い、生細胞内の新規タンパク質を選択的にラベル化しました。その結果、タンパク質の分解経路を捉えるとともに、老化細胞ではリソソーム機能の低下でタンパク質が蓄積することを解明したものです。
| タイトル | Visualizing Newly Synthesized Proteins and Their Degradation Dynamics by Using Long-Wavelength-Emitting Fluorescent Dye-DBCO Conjugates |
|---|---|
| 著者 | Shun Sumitani 1, Eita Sasaki 1, Hisashi Ohno 1, Sota Yamada 1, Orie Takayama 1, Fan-Yan Wei 2, Yoshihiko Kuchitsu 3, Tomohiko Taguchi 3, Kenjiro Hanaoka 1, 4 |
| 簡単な説明 |
Bio2Qと慶應義塾大学の研究者らが共同で実施した本研究では、長波長蛍光プローブを用いて生細胞内で新規に合成されたタンパク質を可視化・追跡し、タンパク質の分解ダイナミクスをリアルタイムで観察する手法を実証しました。
タンパク質の合成と分解のバランスを保つことによるタンパク質ホメオスタシスの維持は、細胞の健康にとって不可欠です。しかし、新規合成タンパク質をモニタリングする既存の手法は、通常、細胞の固定を必要とするか、あるいは生細胞イメージングとの互換性に欠けるため、こうした動的なプロセスを捉える能力が制限されていました。そこで、この研究チームは、生細胞内で新規合成されたタンパク質を選択的に標識する2種類の蛍光プローブを開発し、細胞機能を損なうことなく、その運命を時間経過とともに追跡できるようにしました。この手法を用いて、プロテアソーム経路およびリソソーム経路を介した新規合成タンパク質の段階的な分解が明らかになったほか、薬剤誘導性老化細胞ではリソソーム活性の低下により新規合成タンパク質が蓄積し、タンパク質のターンオーバーが損なわれていることも示されました。
生きた細胞内でのタンパク質合成と分解を継続的に可視化することを可能にした本研究は、プロテオスタシスを調査するための汎用性の高いプラットフォームを確立するとともに、老化、神経変性疾患、がん、およびタンパク質の恒常性（ホメオスタシス）の乱れに関連するその他の疾患の根底にある分子メカニズムを研究するための貴重なツールを提供するものです。
|
| DOI | 10.1038/s41598-026-46977-x |
| 雑誌名 | Bioconjugate Chemistry |
| 巻号ページ |
37 (5): 922–929.
|
| 出版年月日 | 2026年4月 |
Affiliations
1 Graduate School of Pharmaceutical Sciences, Keio University, 1-5-30 Shibakoen, Minato-ku, Tokyo 105-8512, Japan.
2 Department of Modomics Biology and Medicine, Institute of Development, Aging and Cancer (IDAC), Tohoku University, Sendai 980-8575, Japan.
3 Department of Integrative Life Sciences, Graduate School of Life Sciences, Tohoku University, Sendai 980-8575, Japan.
4 Human Biology-Microbiome-Quantum Research Center (WPI-Bio2Q), Keio University, Tokyo 108-8345, Japan.
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