マルチプレックスダークFRETバイオセンサー：2Dおよび3Dモデルシステムにおけるタンパク質間相互作用の標的および細胞特異的モニタリングのためのアクセス可能なライブセルプラットフォーム

科学分野:

• 細胞生物学
• 生物物理学
• 分子イメージング

背景:

• ライブセルにおける複数のタンパク質間相互作用の同時モニタリングは重要ですが、困難です。
• 既存のマルチプレックスFörster共鳴エネルギー移動（FRET）法は、スペクトル重複や複雑な機器などの限界に直面しています。
• アクセス可能で汎用性の高いライブセルバイオセンシングプラットフォームの必要性が存在します。

研究 の 目的:

• ライブセルにおけるタンパク質間相互作用のマルチプレックスモニタリングのための遺伝子コード化プラットフォームを開発すること。
• FRETベースのバイオセンシングにおけるスペクトル重複と機器の課題を克服すること。
• 様々な生物学的および創薬アプリケーションにおけるプラットフォームの有用性を実証すること。

主な方法:

• スペクトル的に異なるドナーと非発光アクセプターを使用して、マルチプレックスダークFRET（MDF）を開発しました。
• ドナー寿命のクリーンな分離のために蛍光寿命（FLT）検出を利用しました。
• 臓器バイオセンシング、創薬標的特異性、およびタンパク質ミスフォールディング研究にMDFを適用しました。

主要な成果:

• MDF蛍光色素は最小限の背景FRETを示し、クリーンなFLT分離を可能にしました。
• 3D神経グリアスフェロイドにおける細胞種特異的なバイオセンシングを実証しました。
• 受容体コンフォメーションを識別し、選択的なFLT変調を可能にすることにより、創薬のための標的特異性を示しました。
• アルファシヌクレインのオリゴマー化とミスフォールディングを同時に監視することに成功しました。
• 最適化された一過性トランスフェクション条件下で、同一細胞内でのマルチプレキシングを達成しました。

結論:

• MDFは、リアルタイムのライブセルバイオセンシングのための汎用性の高い遺伝子コード化プラットフォームです。
• このプラットフォームは、既存のFRET法の限界を克服し、アクセスしやすさを向上させます。
• MDFは、複雑な生物学的システムにおけるハイスループット、標的特異的、および組織レベルのアプリケーションのためのスケーラブルなフレームワークを提供します。