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Development of multi-element micro-imaging mass microscopy for analysis of intracellular metal compartmentation

Research Project

Project/Area Number 16K05852
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Bio-related chemistry
Research InstitutionTokyo University of Pharmacy and Life Science

Principal Investigator

Aoki Motohide  東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (30418917)

Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) Umemura Tomonari  東京薬科大学
Okino Akitoshi  東京工業大学
Yasui Takao  名古屋大学
Baba Yoshinobu  名古屋大学
Hirata Takafumi  東京大学
Research Collaborator Makino Yoshiki  東京大学
Takatsuki Syun  京都大学
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords質量顕微鏡 / 元素マイクロイメージング / LA-ICP-MS / 細胞内金属元素分布 / 分析科学 / 細胞内共生
Outline of Final Research Achievements

The intracellular symbiosis that has produced organelles such as mitochondria and chloroplasts is a great driving force of cell evolution that provides the organism with an opportunity to acquire new functions and structures by symbiont in the host cell. In this research, with the aim of application to elemental behavior analysis in the process of establishment of intracellular symbiosis, we worked on the construction of the elemental localization mapping analysis technology base by advanced multi-element simultaneous micro-imaging mass microscopy. Using the constructed mass micro-imaging system, we try to acquire elemental localization information in Paramecium bursaria cells with 2 μm resolution. In this study, we succeeded in acquiring an image that magnesium was uniformly distributed in cells and that phosphorus was present at high concentration in the nucleus.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

細胞内共生成立過程で金属元素が果たす役割を解明する上で、元素の局在を明らかにすることは、真核細胞の進化過程を解き明かす上できわめて興味深いテーマであったが一細胞中の微量にしか存在しない元素の局在を測定することは容易ではなかった。本研究で開発したLA-ICP-MS細胞内元素イメージング法は、ミドリゾウリムシとクロレラの細胞内共生成立過程における金属元素局在解析に応用することで、情報が限られている細胞内共生の成立過程における金属元素の果たす役割の解明に貢献できると期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] 同軸型光ファイバーピックアップ内臓DBDプラズマ源の応用2019

    • Author(s)
      青木 元秀, 末永 祐磨, 守屋 翔平, 梅村 知也, 沖野 晃俊
    • Organizer
      第79回分析化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] μ-TAS用微小プラズマ励起源のためのインバータ電源開発と特性評価2019

    • Author(s)
      吉田 真優子, 末永 祐磨, 青木 元秀, 沖野 晃俊
    • Organizer
      第79回分析化学討論会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアのリピドミクスに基づく金属ストレスバイオマーカーの探索2018

    • Author(s)
      谷口 紀恵, 熊田 英峰, 内田 達也, 青木 元秀, 梅村 知也
    • Organizer
      第6回メタロミクス研究フォーラム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] シアノバクテリアの脂質プロファイリングに基づく化学物質の生態影響評価法の開発2018

    • Author(s)
      谷口 紀恵, 熊田 英峰, 内田 達也, 青木 元秀, 梅村 知也
    • Organizer
      第29回クロマトグラフィー科学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 化学物質の生態系影響評価のためのシアノバクテリア脂質バイオマーカーの探索2018

    • Author(s)
      青木 元秀, 谷口 紀恵, 萩生田 絵里佳, 熊田 英峰, 内田 達也, 梅村知也
    • Organizer
      第60回日本脂質生化学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Lipid Profiling of a Cyanobacteria Synechocystis sp. PCC6803 Exposed to Hazardous Chemicals and Pharmaceutical and Personal Care Products2018

    • Author(s)
      Motohide Aoki, Kie Taniguchi, Erika Hagiuda, Hidetoshi Kumata, Tatsuya Uchida, Tomonari Umemura
    • Organizer
      ISPL2018 (第23回国際脂質シンポジウム)
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] レーザーアブレーション ICP-MS によるミドリゾウリムシの単一細胞元素イメージング2017

    • Author(s)
      青木 元秀, 高月 駿, 槇納 好岐, 片山 由美子, 塚原 美紀, 平田 岳史, 梅村 知也
    • Organizer
      第5回メタロミクス研究フォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] LA-ICP-MSによる単一細胞メタロミクス解析手法の開発2017

    • Author(s)
      岡部 すみれ, 朱 彦北, 河本 梨夏, 熊田 英峰, 内田 達也, 青木 元秀, 梅村 知也
    • Organizer
      第5回メタロミクス研究フォーラム
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] レーザーアブレーションICP-MSによるミドリゾウリムシの元素イメージング2016

    • Author(s)
      片山 由美子, 高月 駿, 槇納 好岐, 塚原 美紀, 青木 元秀, 梅村 知也, 平田 岳史
    • Organizer
      プラズマ分光分析研究会2016筑波セミナーin幕張
    • Place of Presentation
      幕張メッセ, 千葉
    • Year and Date
      2016-09-06
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Book] Chapter 11 Comprehensive Element Analysis of Prokaryotic and Eukaryotic Cells as well as Organelles by ICP-MS in Metallomics, Recent Analytical Techniques and Selected Applications (Edited by Y. Ogra and T. Hirata)2016

    • Author(s)
      T. Umemura, Y. Matsui, S. Sakagawa, T. Fukai, E. Fujimori, H. Kumata, M. Aoki
    • Publisher
      Springer
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] サンプル中の元素の質量分析方法、該質量分析方法に用いる分析用デバイス、および、サンプル捕捉用キット2018

    • Inventor(s)
      安井隆雄, 馬場嘉信, 青木元秀 梅村知也
    • Industrial Property Rights Holder
      安井隆雄, 馬場嘉信, 青木元秀 梅村知也
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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