光ピンセットを使ってエネルギー移動の制御に成功－4色の光で反応過程を可視化－

2024年6月11日

理学研究科
プレスリリース

ポイント

◇溶液にレーザー光を照射し、焦点にできる微粒子の中に2種類の蛍光分子を濃縮。
◇レーザー光の強度を変化させ、蛍光分子間のエネルギー移動の速度・効率を制御。
◇微粒子の色の変化で、エネルギー移動の反応過程を可視化。

概要

フェルスター共鳴エネルギー移動（FRET）は、ある分子から別の分子へエネルギーが移動する過程のことで、光合成では重要な役割を担い、科学技術ではバイオイメージングなど生命科学分野で広く活用されています。

大阪公立大学大学院理学研究科の永井達也大学院生（当時大阪市立大学大学院理学研究科後期博士課程3年）、寺西彩月大学院生（博士前期課程1年）坪井泰之教授、神奈川大学理学部の東海林竜也准教授、東京医療保健大学大学院医療保健学研究科の松村有里子准教授らの共同研究グループは、レーザー光の焦点に形成された微粒子（ドロップレット）に、水溶液中の高分子を集める「光ピンセット技術」を応用し、溶液に混合した二種類の蛍光分子（青く光るエネルギー供与体と、オレンジ色に光るエネルギー受容体）をドロップレット内に抽出・濃縮しました。FRETは蛍光分子間の距離が近いほど起こりやすいため、レーザー光の強度を上げ、ドロップレット内の蛍光分子の濃度を高めることで、FRETの反応速度と効率の制御に成功しました。また、FRETが加速するとドロップレットが青色から緑色、黄色、オレンジ色へと連続的に変化するため、反応過程の可視化も実現しました。

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本研究成果は、2024年4月30日に国際学術誌「Advanced Optical Materials」のオンライン速報版に掲載されました。

私はフェルスター博士に強い憧れを抱きながら科学者人生を歩んでおり、いつの日かフェルスター博士がその理論を開拓・確立したFRETの応用に貢献する研究をしたいと願っておりました。自分の武器である光ピンセットを駆使し、教え子たちの頑張りもあって、その願いを叶えることが出来ました。この研究を多くの方に知っていただき、その応用や新展開をみんなで考えていければ嬉しいです。

坪井教授

掲載誌情報

【発表雑誌】Advanced Optical Materials
【論文名】Förster Resonance Energy Transfer Control by Means of an Optical Force
【著者】Tatsuya Nagai, Lu Jie, Satsuki Teranishi, Ken-ichi Yuyama, Tatsuya Shoji, Yuriko Matsumura, Yasuyuki Tsuboi*
【掲載URL】https://doi.org/10.1002/adom.202400302

資金情報

本研究の一部は、JSPS科研費基盤研究（B）（JP23H01794、JP20H02550）、基盤研究（C）（JP17K04974）、若手研究（JP18K14254）、新学術領域研究（JP16H06506、JP16H06507、JP19H05402）、学術変革領域研究（A）（JP23H04601）ならびに、住友電気工業株式会社、キャノン財団からの支援を受けて実施しました。

研究内容に関する問い合わせ先

大阪公立大学大学院理学研究科
教授　坪井泰之（つぼいやすゆき）
TEL：06-6605-2505
E-mail：twoboys[at]omu.ac.jp
※[at]を@に変更してください。

報道に関する問い合わせ先

大阪公立大学広報課
担当：竹内
TEL：06-6605-3411
E-mail：koho-list[at]ml.omu.ac.jp
※[at]を@に変更してください。

プレスリリース全文（PDF文書：529.2KB）

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