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  4. ドーパミンの非侵襲的画像化のための磁気共鳴画像化法造影剤の進化工学
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ドーパミンの非侵襲的画像化のための磁気共鳴画像化法造影剤の進化工学

Nature Biotechnology 28, 3 doi: 10.1038/nbt.1609

in vivoの神経シグナル伝達過程を高い時間空間分解能で画像化する分子プローブの開発は、依然として困難な課題である。今回我々は、進化工学を応用し、神経伝達物質ドーパミンに感受性をもつ磁気共鳴画像化法（MRI）造影剤を作製した。このセンサーの由来は、細菌のシトクロムP450-BM3のヘムドメイン（BM3h）である。BM3hの常磁性ヘム鉄に近い部位にリガンドが結合すると、MRIシグナル増強が低下して吸光度が変化する。我々は、吸光度に基づくスクリーニングにより、BM3hの特異性を本来のリガンドから離れてドーパミンに向かうように進化させ、ドーパミンに対する解離定数3.3〜8.9 μMのセンサーを作製した。その分子を用いると、脱分極で誘発されたPC12細胞からの神経伝達物質放出、および生動物の脳内の神経伝達物質放出が画像化された。今回の結果は、神経活動に依存するセンサーによる分子レベルの機能的MRIの実用性を示しており、我々のタンパク質工学的方法は、一般化してほかの標的のプローブを作製することもできる。
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