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「Förster共鳴エネルギー移動」の版間の差分
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<br> FRETは、1946年、Theodor Försterによって報告された現象である<ref><pubmed>22352636</pubmed></ref>。Donor となる蛍光体の蛍光スペクトルとAcceptorとなる蛍光体の励起スペクトルに重なりがあるときに、DonorからAcceptorへのエネルギー移動が起きる。蛍光を伴わないエネルギー移動であることから、FRETは、一般的にFluorescence resonance energy transferとして用いられるがFörster resonance energy transferが正しい。GFPの改良に伴うバイオイメージングの発展によって、FRETを基にした細胞内シグナル伝達分子の可視化検出に用いられ、脳神経研究においても、細胞、スライスなどの組織、個体レベルで応用されている。 | <br> FRETは、1946年、Theodor Försterによって報告された現象である<ref><pubmed>22352636</pubmed></ref>。Donor となる蛍光体の蛍光スペクトルとAcceptorとなる蛍光体の励起スペクトルに重なりがあるときに、DonorからAcceptorへのエネルギー移動が起きる。蛍光を伴わないエネルギー移動であることから、FRETは、一般的にFluorescence resonance energy transferとして用いられるがFörster resonance energy transferが正しい。GFPの改良に伴うバイオイメージングの発展によって、FRETを基にした細胞内シグナル伝達分子の可視化検出に用いられ、脳神経研究においても、細胞、スライスなどの組織、個体レベルで応用されている。 | ||
<br> [[Image:FRET図1.jpg|thumb|right|300px|<b>図1:蛍光体が蛍光を発する過程を示したヤブロンスキーダイヤグラム</b>]] [[Image:FRET図3.jpg|thumb|right|300px|<b>図2:励起光によって励起された電子が基底状態に戻る際の減衰曲線</b>]] [[Image:FRET図2.jpg|thumb|right|300px|<b>図3: | <br> [[Image:FRET図1.jpg|thumb|right|300px|<b>図1:蛍光体が蛍光を発する過程を示したヤブロンスキーダイヤグラム</b>]] [[Image:FRET図3.jpg|thumb|right|300px|<b>図2:励起光によって励起された電子が基底状態に戻る際の減衰曲線</b>]] [[Image:FRET図2.jpg|thumb|right|300px|<b>図3:Donorの蛍光スペクトルとAcceptorの励起スペクトルに重なりがあるときに、FRETが起きる。黒破線で囲まれたスペクトルは、励起スペクトルを示す。緑色のタンパク質がDonor、赤色タンパク質がAcceptorを示す。</b>]] | ||
== 原理 == | == 原理 == | ||
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=== ドナーの蛍光寿命を測定する方法 === | === ドナーの蛍光寿命を測定する方法 === | ||
近年、時間相関単一光子計数法とpulsing laserの相性の良さから、時間分解能の向上により、蛍光寿命を比較的短時間で取得することが可能となった。蛍光寿命は、蛍光の減衰曲線の速度定数<math>k \ </math>と逆数の関係にある。 蛍光寿命は、GFPは、2.5nsec、その色彩変異体,黄色蛍光タンパク質YFPでは2.9nsec、mCherryでは1. | 近年、時間相関単一光子計数法とpulsing laserの相性の良さから、時間分解能の向上により、蛍光寿命を比較的短時間で取得することが可能となった。蛍光寿命は、蛍光の減衰曲線の速度定数<math>k \ </math>と逆数の関係にある。 蛍光寿命は、GFPは、2.5nsec、その色彩変異体,黄色蛍光タンパク質YFPでは2.9nsec、mCherryでは1.46nsecの値を取る。FRETが起きるとDonorの蛍光寿命が減少する。これを基にタンパク質の活性化、相互作用を観察する。 | ||
=== Anisotropyを測定する方法 === | === Anisotropyを測定する方法 === | ||
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== 神経科学分野への応用 == | == 神経科学分野への応用 == | ||
<br> 1992年、緑色蛍光タンパク質(Green fluoresent protein: GFP)のクローニングにより<ref><pubmed>1347277</pubmed></ref> | <br> 1992年、緑色蛍光タンパク質(Green fluoresent protein: GFP)のクローニングにより<ref><pubmed>1347277</pubmed></ref>、細胞内のオルガネラ、タンパク質のラベル化が生きたままの細胞において容易に可能になった。青色蛍光タンパク質CFP、YFPなどの色彩変異体の開発も進み、FRETプローブを作製する土壌ができあがった。 | ||
1997年、宮脇、Tsienらによって、CFPおよびYFPを利用した、Calcium indicator, Cameleonが開発され<ref><pubmed>9278050</pubmed></ref>、さらに、cAMP<ref><pubmed>10620803</pubmed></ref>, cGMP<ref><pubmed>11140757</pubmed></ref>, リン酸化<ref><pubmed>11752449</pubmed></ref>を初めとした主要な細胞内シグナル伝達子のFRETプローブが次々と作製され、細胞内の活性の局在などの解明に大きく貢献した。 | 1997年、宮脇、Tsienらによって、CFPおよびYFPを利用した、Calcium indicator, Cameleonが開発され<ref><pubmed>9278050</pubmed></ref>、さらに、cAMP<ref><pubmed>10620803</pubmed></ref>, cGMP<ref><pubmed>11140757</pubmed></ref>, リン酸化<ref><pubmed>11752449</pubmed></ref>を初めとした主要な細胞内シグナル伝達子のFRETプローブが次々と作製され、細胞内の活性の局在などの解明に大きく貢献した。 | ||
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