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フェルスター共鳴エネルギー移動(FRET) 英：Förster resonance energy transfer 英略称：FRET、独：Förster-Resonanzenergietransfer 仏：transfert d'énergie entre molécules fluorescentes | フェルスター共鳴エネルギー移動(FRET) 英：Förster resonance energy transfer 英略称：FRET、独：Förster-Resonanzenergietransfer 仏：transfert d'énergie entre molécules fluorescentes | ||
<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 | <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。緑色蛍光タンパク質(Green fluorescent protein: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2.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3.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>]] | <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2.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3.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>]] | ||
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=== | === DonorとAcceptorの蛍光強度を測定する方法 === | ||
FRETが起きると、Donorの蛍光強度が減少し、Acceptorの蛍光強度が増加する。測定の際には蛍光強度の変化を測定することになるが、細胞などの試料においては、細胞の形状変化に伴う蛍光強度変化などが起きることから、実際にはドナーとアクセプターの蛍光強度のの変化を取得することによって、これらのファクターを除外する。 | FRETが起きると、Donorの蛍光強度が減少し、Acceptorの蛍光強度が増加する。測定の際には蛍光強度の変化を測定することになるが、細胞などの試料においては、細胞の形状変化に伴う蛍光強度変化などが起きることから、実際にはドナーとアクセプターの蛍光強度のの変化を取得することによって、これらのファクターを除外する。 | ||
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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> | <br> 1992年、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分子のFRETプローブが次々と作製され、分子のリアルタイムな活性および局在のの活性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分子のFRETプローブが次々と作製され、分子のリアルタイムな活性および局在のの活性の解明に大きく貢献した。 | ||
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