Photo-stable near-infrared fluorescent tools for visualizing pollen tube dynamics
Publicly Offered Research
| Project Area | Determining the principles of the birth of new plant species: molecular elucidation of the lock-and-key systems in sexual reproduction |
|---|
| Project/Area Number |
19H04858
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Review Section |
Biological Sciences
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
多喜 正泰 名古屋大学, 物質科学国際研究センター(WPI), 特任准教授 (70378850)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
|
| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,630,000 (Direct Cost: ¥5,100,000、Indirect Cost: ¥1,530,000)
|
|---|
| Keywords | 核小体染色 / 膜透過性ペプチド / 植物イメージング / 近赤外蛍光色素 / 花粉管 / 蛍光イメージング / 近赤外色素 / 二光子イメージング / 花粉管染色剤 / １分子イメージング / ペプチド / 二光子顕微鏡 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
植物の生殖過程に関与する「鍵と鍵穴」の機能解明において，有機蛍光色素を用いた植物ライブイメージングは，多様な植物種を対象に「その場で，すぐに染色」できる強力な手法である。本研究では，耐光性近赤外蛍光色素と機能性ペプチドと組み合わせることで，花粉管動態のライブイメージングに資する独自性が高い分子ツールを創製し，有機合成化学的な側面から植物新種誕生の原理に迫る。
またこれを用いて二光子蛍光顕微鏡による植物深部イメージング技術を確立する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
エチニル基を有するホスファローダミン色素と膜透過性ペプチドBP100を連結したNLPPを培養タバコ細胞BY-2に作用させたところ，核小体局在を示すことを見出した．NLPPで染色したBY-2細胞を10分間隔で撮影したところ，細胞分裂時における核小体の崩壊と，分裂後の再形成の様子を捉えることに成功した．次に，色素の細胞内への取り込み機構について検証した．1時間毎に撮像したところ，初期段階で核小体選択的な蛍光が検出されたが，時間の経過に伴い液胞が徐々に染色される様子が捉えられた．核小体と液胞の蛍光強度をそれぞれ時間に対してプロットすると，両者が異なる速度で増大していることがわかり，二種類のNLPP取り込み経路が存在することが示唆された．また，アジ化ナトリウムによるエンドサイトーシス阻害実験を行ったところ，核小体の蛍光強度は変化しなかったのに対し，液胞からのシグナルは大幅に減少した．以上の結果から，細胞膜を直接透過したNLPPは核小体へ移行するのに対し，液胞への取り込みはATP依存的なエンドサイトーシス経由であることが明らかとなった．これを踏まえ，BY2の細胞破砕液を用いた競合アッセイにより，膜透過後における核小体局在経路について検討した．その結果，細胞膜を透過したBP100ペプチドが核輸送タンパク質と結合していることが示唆され，膜透過性と核移行の両過程に寄与していることがわかった．NLPPは植物細胞の核小体ライブセルイメージングを可能にする初めてのプローブであり，核小体の形成機構やストレス応答など，新たな生命現象の解明に繋がるものである．
|
| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
|
Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
-
[Journal Article] Covalent Self-labeling of Tagged Proteins with Chemical Fluorescent Dyes in BY-2 Cells and Arabidopsis Seedlings2020
Author(s)
Iwatate, J.R., Yoshinari, A., Yagi, N., Grzybowski, M., Ogasawara, H., Kamiya, M., Komatsu, T., Taki, M., Yamaguchi, S., Frommer, W.B. and Nakamura, M.
-
Journal Title
The Plant Cell
Volume: 32
Issue: 10
Pages: 3081-3094
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-
-
-
-
-
-
-
-
