Development of clearing method for plant tissues

• Project/Area Number: 18K14743
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44040:Morphology and anatomical structure-related
• Research Institution: Osaka University (2019); Tokyo University of Science (2018)
• Principal Investigator: Sakamoto Yuki 大阪大学, 理学研究科, 助教 (00735483)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2019: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2018: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 透明化 / 顕微鏡 / 顕微鏡技術 / 植物

Outline of Final Research Achievements

I developed a novel clearing method “iTOMEI” which rapidly and completely clears plant tissue maintaining fluorescence of fluorescent proteins. iTOMEI is composed of 4 steps : fixation, decolorization, reactivation of fluorescent protein, and unification of reflective index. This method can use for not only plant tissues such as Arabidopsis thaliana, Oryza sativa, and Marchantia polymorpha but also animal tissue.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発された透明化技術iTOMEIは簡便かつ迅速に植物組織を透明化できることから、植物を用いた基礎研究のみならず応用的な研究にも広く用いられると考えられる。特に非破壊的に透明化が可能であることから、農作物における害虫や寄生虫、病原菌の発見や感染箇所の同定、作物の品種間の細胞形態、組織の内部構造の観察、比較をもとにより良い品種改良への足がかりにつながる。

Research Products

• [Journal Article] Nuclear lamina CRWN proteins regulate chromatin organization, gene expression, and nuclear body formation in plants (2020)
  • Author(s): Sakamoto Yuki
  • Journal Title: Journal of Plant Research Volume: － Issue: 4 Pages: 457-462
  • DOI: 10.1007/s10265-020-01184-1
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The formation of perinucleolar bodies is important for normal leaf development and requires the zinc‐finger DNA‐binding motif in Arabidopsis ASYMMETRIC LEAVES2 (2020)
  • Author(s): Luo Lilan、Ando Sayuri、Sakamoto Yuki、Suzuki Takanori、Takahashi Hiro、Ishibashi Nanako、Kojima Shoko、Kurihara Daisuke、Higashiyama Tetsuya、Yamamoto Kotaro T.、Matsunaga Sachihiro、Machida Chiyoko、Sasabe Michiko、Machida Yasunori
  • Journal Title: The Plant Journal Volume: 101 Issue: 5 Pages: 1118-1134
  • DOI: 10.1111/tpj.14579
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Deep Imaging Analysis in VISUAL Reveals the Role of YABBY Genes in Vascular Stem Cell Fate Determination (2020)
  • Author(s): Nurani Alif Meem、Ozawa Yasuko、Furuya Tomoyuki、Sakamoto Yuki、Ebine Kazuo、Matsunaga Sachihiro、Ueda Takashi、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
  • Journal Title: Plant and Cell Physiology Volume: 61 Issue: 2 Pages: 255-264
  • DOI: 10.1093/pcp/pcaa002
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Intracellular localization of histone deacetylase HDA6 in plants. (2019)
  • Author(s): Kurita, K., Sakamoto, Y., Naruse, S., Matsunaga, T. M., Arata, H., Higashiyama, T., Habu, Y., Utsumi, Y., Utsumi, C., Tanaka, M., Takahashi, S., Kim, J. M., Seki, M., Sakamoto, T., and Matsunaga, S.
  • Journal Title: J PLANT RES Volume: 132 Issue: 5 Pages: 629-640
  • DOI: 10.1007/s10265-019-01124-8
  • NAID: 40022011626
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The Progression of Xylem Vessel Cell Differentiation is Dependent on the Activity Level of VND7 in Arabidopsis thaliana (2019)
  • Author(s): Hirai Risaku、Higaki Takumi、Takenaka Yuto、Sakamoto Yuki、Hasegawa Junko、Matsunaga Sachihiro、Demura Taku、Ohtani Misato
  • Journal Title: Plants Volume: 9 Issue: 1 Pages: 39-39
  • DOI: 10.3390/plants9010039
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Presentation] iTOMEIの開発と応用 (2020)
  • Author(s): 坂本勇貴、石本安奈、酒井友希、佐藤萌子、辻寛之、西浜竜一、河内孝之、松永幸大
  • Organizer: 第61回日本植物生理学会年会
• [Presentation] イネ茎頂メリステムにおける植物ホルモンシグナル伝達のイメージング (2020)
  • Author(s): 佐藤萌子、坂本勇貴、松永幸大、辻寛之
  • Organizer: 第61回日本植物生理学会年会
• [Presentation] シロイヌナズナの新規染色体構造構築制御因子の解析 (2019)
  • Author(s): 坂本卓也、坂本勇貴、御子侑香、伊藤ななみ、松永幸大
  • Organizer: 日本植物学会第83回大会
• [Presentation] シロイヌナズナの新規染色体構造構築制御因子の探索 (2019)
  • Author(s): 坂本卓也、坂本勇貴、御子侑香、伊藤ななみ、松永幸大
  • Organizer: 日本植物形態学会第31回総会・大会
• [Presentation] 植物における新奇核膜内膜局在タンパク質の同定 (2019)
  • Author(s): 渡邉水音、坂本勇貴、坂本卓也、松永幸大
  • Organizer: 第4２回日本分子生物学会年会
• [Presentation] シロイヌナズナの間期セントロメア配置制御に核膜孔複合体が関与する (2019)
  • Author(s): 御子侑香、坂本卓也、伊藤ななみ、坂本勇貴、松永幸大
  • Organizer: 第4２回日本分子生物学会年会
• [Presentation] Nuclear lamina protein CRWN regulates gene positioning of a copper transport family gene locus (2019)
  • Author(s): Yuki Sakamoto、Mayuko Sato、Takamasa Suzuki、Kiminori Toyooka、Shingo Takagi、Sachihiro Matsunaga
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Exploring biological meanings of the correct centromere distribution in plants (2019)
  • Author(s): Takuya Sakamoto、Yuki Sakamoto、Yuka Oko、Takamasa Suzuki、Stefan Grob、Ueli Grossniklaus、Sachihiro Matsunaga
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会年会
• [Presentation] ER stress-responsive transcription factors bZIP17 and bZIP28 regulate root elongation (2019)
  • Author(s): June-Sik Kim、Yuki Sakamoto、Fuminori Takahashi、Mikiko Kojima、Kaoru Urano、Hitoshi Sakakibara、Sachihiro Matsunaga、Kazuko Yamaguchi-Shinozaki、Kazuo Shinozaki
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Spatial regulation involved in bi-directional differentiation of vascular cells in Arabidopsis (2019)
  • Author(s): Alif Meem Nurani、Yuki Kondo、Yuki Sakamoto、Kazuo Ebine、Sachihiro Matsunaga、Takashi Ueda、Hiroo Fukuda
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Florigen in cactus (2019)
  • Author(s): Natsuki Hasegawa、Keisuke Tanaka、Hirokazu Takahashi、Tomoaki Nishiyama、Yuki Sakamoto、Dario Copeti、Hisato Kobayashi、Mikio Nakazono、Kentaro K. Shimizu、Sachihiro Matsunaga、Hiroyuki Tsuji
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Roles of nucleolar proteins for nuclear localization of zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) in leaf development of Arabidopsis thaliana (2019)
  • Author(s): Sayuri Ando、Takumi Ogawa、Shuichiro Goto、Shoko Kojima、Yuki Sakamoto、Sachihiro Matsunaga、Yasunori Machida、Chiyoko Machida
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Analysis of relationship between maintenance of heat stress memory and chromosome higher order structure (2019)
  • Author(s): Yui Fujiwara、Takuya Sakamoto、Yuki Sakamoto、Nobutoshi Yamaguchi、Toshiro Ito、Sachihiro Matsunaga
  • Organizer: 第60回日本植物生理学会年会
• [Presentation] Maintenance of chromatin stability brought by two-step regulation of centromere distribution (2018)
  • Author(s): Takuya Sakamoto、Yuki Sakamoto、Yuka Oko、 Stefan Grob、Ueli Grossniklaus、Sachihiro Matsunaga
  • Organizer: 日本植物学会第82回大会
  • Invited
• [Presentation] Plant nuclear lamina regulates gene expression under stress condition (2018)
  • Author(s): Yuki Sakamoto，Mayuko Sato，Kiminori Toyooka，Shingo Takagi，Sachihiro Matsunaga
  • Organizer: 日本植物学会第82回大会
  • Invited
• [Presentation] シロイヌナズナにおける新奇核膜内膜タンパク質の同定 (2018)
  • Author(s): 渡邉水音、坂本勇貴、桑田啓子、松永幸大
  • Organizer: 日本植物学会第82回大会
• [Presentation] 核膜関連タンパク質によるセントロメア配置制御機構の解析 (2018)
  • Author(s): 御子侑香、坂本卓也、坂本勇貴、松永幸大
  • Organizer: 日本植物学会第82回大会
• [Presentation] シロイヌナズナの葉の発生分化に関わるzinc-finger-likeタンパク質AS2の細胞内局在の解析 (2018)
  • Author(s): 安藤沙友里、小川拓海、小島晶子、坂本勇貴、松永幸大、町田泰則、町田千代子
  • Organizer: 日本植物学会第82回大会
• [Presentation] 植物における新奇核膜内膜タンパク質の同定と解析 (2018)
  • Author(s): 渡邉水音、坂本勇貴、松永幸大
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 核膜関連因子による間期セントロメア配置決定機構の解析 (2018)
  • Author(s): 御子侑香、坂本卓也、坂本勇貴、松永幸大
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] シロイヌナズナの葉の発生分化に関わるZinc-finger-likeタンパク質AS2の核小体局在性の解析 (2018)
  • Author(s): 安藤沙友里、小川拓海、神谷翔子、山川美里、小島晶子、坂本勇貴、松永幸大、町田泰則、町田千代子
  • Organizer: 第41回日本分子生物学会年会
• [Presentation] 植物核ラミナの構造と機能の解析 (2018)
  • Author(s): 坂本勇貴、高木慎吾、松永幸大
  • Organizer: 日本植物形態学会第30回総会・大会
• [Presentation] 核膜関連タンパク質によるセントロメア配置決定機構の解析 (2018)
  • Author(s): 御子侑香、坂本卓也、坂本勇貴、松永幸大
  • Organizer: 日本植物形態学会第30回総会・大会
• [Presentation] 植物における新奇核膜内膜タンパク質の同定 (2018)
  • Author(s): 渡邉水音、坂本勇貴、松永幸大
  • Organizer: 日本植物形態学会第30回総会・大会
• [Patent(Industrial Property Rights)] 生体試料の透明化方法及び生体試料脱色剤 (2018)
  • Inventor(s): 坂本勇貴、松永幸大
  • Industrial Property Rights Holder: 坂本勇貴、松永幸大
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2018