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黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（奥笔滨-滨罢产惭^※）の多喜 正泰 特任准教授、山口 茂弘 教授らの研究グループは、高い耐光性と优れた环境応答性を兼ね备えたミトコンドリア内膜で特异的な蛍光を発する标识剤を开発し、内膜特性の违いを蛍光寿命の违いとして観察する新たな技术を开発しました。
细胞には数万种类を超える脂质が存在し、主な脂质成分は生体膜の构成要素として利用されています。脂质组成の违いが细胞间や细胞小器官（オルガネラ）间での相互作用や、タンパク质の机能制御と深く関连していることが知られています。一般的に脂质构造の多様性を理解するには质量分析による解析が有用ですが、质量分析では试料が破损してしまうために生きた细胞内における膜动态を観察することができません。一方、蛍光イメージングは生きた细胞内のオルガネラ动态の観察に适した技术ですが、脂质は既に手法が确立しているタンパク质とは异なり遗伝子工学によって直接蛍光标识することができません。そのため、脂质组成によって変化するオルガネラ膜の特性を蛍光イメージングによって评価することは困难でした。
本研究では、优れた耐光性を有し、かつ色素周囲の极性环境に応答して蛍光特性が変化するミトコンドリア内膜标识剤を开発しました。ミトコンドリア内膜はヒダ状の折りたたみ构造を形成しており、特有の脂质特性を有していることが知られています。今回开発した化合物を用いて细胞を标识し、蛍光寿命顕微镜（贵滨尝惭）^注1）で観察したところ、ミトコンドリア内膜には流动性が高い领域と低い领域があることを発见しました。ミトコンドリア内膜の特性は、细胞种や培养条件によっても异なり、特に细胞をストレス下で培养すると、膜の流动性は着しく低下することを生细胞中で観察することに成功しました。
本研究成果は、2024年5月28日付ドイツ化学会誌「Angewandte Chemie International Edition」オンライン版に掲載されました。

【ポイント】

?耐光性に优れ、かつ极性変化に敏感な応答を示すミトコンドリア内膜で特异的な蛍光を発する标识剤を开発した。
?脂质组成によってミトコンドリア膜の特性が异なり、细胞の种类だけでなく、同じミトコンドリア内でも膜特性が不均一であることを明らかにした。
?细胞が酸化ストレスを受けると、ミトコンドリア内膜の特性が変化し、膜の秩序性が向上することを示した。

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【用语説明】

注1）　蛍光寿命顕微镜（贵滨尝惭）：
蛍光分子が光により励起されてから、蛍光を発してもとの状态に戻るまでの平均时间を検出されるまでの时间を计测しマッピングする方法。蛍光波长の强度による解析の欠点を补うイメージング手法として注目されている。

【论文情报】

雑誌名：Angewandte Chemie International Edition
論文タイトル：Fluorescence Lifetime Imaging of Lipid Heterogeneity in the Inner Mitochondrial Membrane with a Super-photostable Environment-sensitive Probe
著者：Junwei Wang, 多喜 正泰*, 大場 陽介, 有田 誠, 山口 茂弘*（＊は責任著者）　
DOI: 10.1002/ anie.202404328
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^※【奥笔滨-滨罢产惭について】（）
黑料网トランスフォーマティブ生命分子研究所（奥笔滨-滨罢产惭）は、2012年に文部科学省の世界トップレベル研究拠点プログラム（WPI）の1つとして採択されました。
奥笔滨-滨罢产惭では、精緻にデザインされた机能をもつ分子（化合物）を用いて、これまで明らかにされていなかった生命机能の解明を目指すと共に、化学者と生物学者が隣り合わせになって融合研究をおこなうミックス?ラボ、ミックス?オフィスで化学と生物学の融合领域研究を展开しています。「ミックス」をキーワードに、人々の思考、生活、行动を剧的に変えるトランスフォーマティブ分子の発见と开発をおこない、社会が直面する环境问题、食料问题、医疗技术の発展といったさまざまな课题に取り组んでいます。これまで10年间の取り组みが高く评価され、世界トップレベルの极めて高い研究水準と优れた研究环境にある研究拠点「奥笔滨アカデミー」のメンバーに认定されました。

【研究代表者】

トランスフォーマティブ生命分子研究所（奥笔滨-滨罢产惭）／大学院理学研究科　、