理研ら,細胞周期を可視化する蛍光プローブを開発

理化学研究所(理研)と京都大学は,細胞周期をより細かく色分けする新しい蛍光プローブ「Fucci(CA)」を開発した(ニュースリリース)。

細胞は,細胞周期に沿って成長と分裂を実行することで増殖する。細胞周期の進行の制御はあらゆる生命科学において注目され,生物個体や細胞・組織培養系において,個々の細胞が細胞周期のどの位相にあるかを調べる技術が求められている。2008年に研究グループらは,細胞周期をリアルタイムに可視化する蛍光プローブ「Fucci(フーチ)」開発している。

今回,研究グループは,Fucci技術の作動原理である「細胞周期依存的ユビキチン介在タンパク質分解」を多様に改変することで,Fucci(CA)を新たに開発した。このプローブは,細胞周期の間期であるG1期・S期・G2期をそれぞれ赤・緑・黄の3色で識別する。通常の光学顕微鏡で蛍光シグナル分布を併せて観察すればM期も識別できる,すなわち四つの細胞周期全てを光学的に分離することができる。

実際にこのプローブを用いて,培養細胞の紫外線に対する感受性がS期に最も高いことを明らかにした。さらに,分裂直後からG1期を標識できるため,高速に増殖する未分化性マウスES細胞(胚性幹細胞)の細胞周期においても,極端に短いG1期を含めて確実に検出できることが分かった。

このプローブは哺乳類動物を扱うあらゆる生命科学分野で応用が可能。がん,発生・再生研究だけでなく,動物脳における神経新生の検出,あるいは宇宙空間における細胞増殖の観察などにも適用が予定されている。今後,ヒトのES細胞(胚性幹細胞)やiPS細胞(人工多能性幹細胞)を用いた再生医療および薬剤スクリーニングにおいての活躍も期待できるとしている。

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