yrammuS 要概谷内江 望35Nozomu YACHIE堀 雄一郎36Yuichiro HORI哺乳動物全身の発生における細胞系譜を一斉にトレーシングできる技術の開発 （2018採択）Development of a technology to trace the whole cell lineage of mammalian development(Project 2018)超解像イメージング技術RESOLFTに応用する蛍光スイッチング分子の設計と開発 （2018採択）Design and Development of Fluorescence Switching Molecules for RESOLFT Superresolution Imaging(Project 2018)37Rep. Grant. Res., Asahi Glass Foundation (2020)動物の発生，悪性腫瘍の進展など，多細胞からなるシステムの動態には未解明の現象が多い．これらを詳細に調べるためには現代生物学が擁する計測系では不十分であり，新たな技術を生み出す必要がある．我々の研究グループではこれまでに高解像度の細胞・分子動態を細胞の染色体上にコードされた人工的なDNAテープに経時的に記録するという「DNAイベントレコーディング」技術の開発を進めてきた．これは現代技術が同一細胞についてその情報を観測時点におけるスナップショットでしか得られないという課題を解決する．継続的な研究全体としてのランドマークゴールに哺乳動物の全身発生における高解像度細胞系譜の取得を掲げているが，本研究では特に3つの基礎技術に絞って，その開発を進めた．開発された様々な技術は複雑な細胞から構成される様々な多細胞生命システムの解明に役立つ．Mammalian development, tumorigenesis, and other dynamic progressions of heterogeneous cell systems re-main largely unclear. My team has been developing “DNA event recording”technologies by which high-reso-lution molecular and cellular information is progressively stored in “DNA tapes”within synthetic chromosom-al regions in individual cells. At the time of observation, the past information of cells of a target system can be read out by high-throughput sequencing. This will resolve the current limitation in biology where high-resolution snapshots of cells in a complex system can only be analyzed at the time of observation. In this research project, to establish such high-performance DNA event recording system, we have developed several key technologies. As a landmark goal, we aim to obtain a whole-body cell lineage and cell type differentia-tion trajectories of mouse development at the resolution of single cells. The high-resolution map of the animal developmental process will be a high-impact resource for the broader field of biology. Synthetic model cells, mice and new technologies developed in this project will be fundamental resources for understanding the pro-gression of complex biological systems.光を照射することで，蛍光強度を変化させることのできる蛍光スイッチング分子は，超解像顕微鏡法の一つであるRESOLFT（REversible Saturable OpticaL Fluorescence Transitions）において必須のものである．蛍光スイッチング分子として，これまでに報告されたものは，蛍光の褪色が起こる，細胞毒性のある添加剤を用いるなどの問題があった．本研究では，これらの問題を解決するために，光照射により分子構造を変化させるフォトクロミック分子に着目し，そのフォトクロミック分子に蛍光色素を繋いだ分子を設計・開発した．その結果，開発した分子は，蛍光褪色がほとんど起こらず，添加剤なしで光照射により蛍光強度が変化することが示された．Photoswitchable molecules are essential tools for RESOLFT (REversible Saturable OpticaL Fluorescence Transitions), which is one of techniques for superresolution microscopy. These molecules change fluores-cence intensity upon photoirradiation. Photoswitchable molecules reported so far have problems such that photobleaching occurs or cytotoxic additives are necessary. In this research, to solve these problems, we fo-
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