公募研究班

受精時の花粉管ライブイメージングを実現する有機蛍光プローブ群の創製

蛍光ライブイメージングは，植物の生殖機能を分子レベルで解明するために必須の技術の一つである。蛍光タンパク質は非常に有効なツールであるが，ラベル化剤としてサイズが大きいためにターゲットの機能阻害がおこることに加え，モデル植物が限られていること，遺伝子にコードされるタンパク質しかラベルできないなどの短所がある。一方，有機蛍光分子の最大の利点は小さな分子サイズと多様な植物に適用できることである。しかし，市販試薬を含む多くの有機蛍光プローブは植物研究に適用できず，実用的な色素は数例に留まっている。特に，細胞壁や脂質，糖，植物ホルモンなど，タンパク質以外の生体分子の標識を可能にするのは有機蛍光小分子に限られる。しかし，市販されている有機蛍光色素は植物研究に適用できない場合が多く，実用的な色素は数例に留まっている。このような閉塞的な状況を打破するため，本研究では植物イメージングのブレークスルーに資する蛍光プローブ群の創出および染色原理の開発を遂行し，有機合成化学的な側面から植物新種誕生の原理に迫ることを目的とする。
本研究課題では，花粉管および花粉管壁をターゲットに定め，これらを特異的に染色する新規蛍光プローブの創製を目指す。前者では，光分解性保護基を有する赤色発光色素を開発し，無数に発芽した花粉管から任意の一本のみを赤色発光色素で選択的に染め分ける技術を確立する。最終目標はin planta花粉管ライブイメージングとする。後者では，細胞壁を蛍光ラベルするための新しいプローブ分子および手法を提供する。葉緑体由来の自家蛍光よりもさらに長波長側の近赤外蛍光を利用することにより，植物深部の細胞壁染色を達成する。さらに，有機合成化学的手法を駆使して，非天然の糖鎖をもつセルロースを構築し，共有結合を介した細胞壁蛍光ラベル化技術を構築する。これらの研究課題は，生殖過程の蛍光ライブイメージングの推進に大きく貢献するものと考える。

メンバ―リスト

• 多喜　正泰名古屋大学　トランスフォーマティブ生命分子研究所
• 佐藤　良勝名古屋大学　トランスフォーマティブ生命分子研究所

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