2017 Fiscal Year Research-status Report
細胞内共生成立過程の解析のための多元素同時マイクロイメージング質量顕微鏡法の開発
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16K05852
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| Research Institution | Tokyo University of Pharmacy and Life Science |
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Principal Investigator |
青木 元秀 東京薬科大学, 生命科学部, 助教 (30418917)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 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 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミトコンドリアや葉緑体といったオルガネラを生み出した細胞内共生は、細胞の中に細胞が共生することにより新たな機能と構造を獲得する機会を生物にもたらす細胞進化の大きな原動力となっている。真核細胞の進化過程を解き明かす上で、細胞共生がどのように成立し、維持されているのかを分子レベルで詳細に理解することが求められる。ミドリゾウリムシとクロレラの共生メカニズムの解析の先行研究から酸化還元や抗酸化に関わるタンパク質の活性中心となる金属元素が、細胞内共生成立過程において細胞内で重要な役割を果たしているものと推測される。そこで本研究では、先端的多元素同時マイクロイメージング質量顕微鏡法による細胞内元素マッピング解析技術基盤を構築することを目的とした。さらに、細胞内共生成立過程における元素挙動解析へ応用して、金属元素が細胞共生に果たす役割の解明を目指している。平成２９年度は、前年度までに構築した細胞内元素マッピング解析のための、高分解能レーザーアブレーション(LA)装置と誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を組み合わせたmicroLA-ICP-MSシステムを活用して細胞内共生モデル生物ミドリゾウリムシの細胞内の主要元素についてイメージングする際の、レーザーアブレーション用のガラス試料台表面への細胞の固定化技術について検討した。従来、細胞を試料台に無固定で積載し、自然乾燥させる際に多くの細胞が急激な乾燥により破裂していた。そこで、細胞をグルタルアルデヒドで固定した後に、試料台に積載し、さらに油膜で覆うことで試料の乾燥を防いだ。その結果、試料をLA-ICP-MS分析時の試料環境を再現して、試料を窒素気流下に2時間に晒ししても細胞の形態を固定されたままの状態に維持することに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
前年度までに構築した高分解能レーザーアブレーション(LA)装置と誘導結合プラズマ質量分析計(ICP-MS)を組み合わせた、細胞内元素マッピング解析のための、microLA-ICP-MSシステムを活用して、平成29年度は細胞内共生モデル生物ミドリゾウリムシの細胞内の主要元素についてイメージングする際の、レーザーアブレーション用のガラス試料台表面への細胞の固定化技術について検討した。その結果、試料をLA-ICP-MS分析時の試料環境を再現して、試料を窒素気流下に2時間に晒ししても細胞の形態を固定されたままの状態に維持することに成功した。以上の成果は、今まで試料台上で細胞試料が急激な自然乾燥により、その多くが破裂しており元素イメージングを実施する上での問題となっていた点を改善し、より生きていた時と近い状態に固定化して細胞内元素をイメージングすることを可能にしたものと評価できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２８-２９年度の研究で構築したmicroLA-ICP-MSシステムを活用して、H30年度は、実際に細胞内共生成立過程をミドリゾウリムシとクロレラをはじめとしたモデル生物で作り出し、開発した元素イメージング法を用いて、酸化還元や抗酸化に関わるタンパク質の活性中心となる金属元素を中心に局在解析研究を展開する。その役割の考察につながる情報の収集を試みる。また、ここまでで開発した通常の四重極型のICP-MSを用いたmicroLA-ICP-MSシステムでは、元素の種類とその濃度により質量干渉の影響や感度の問題から元素マッピングが難しい場合が想定される。特に網羅的な元素マッピングの可能性を追求するため、質量分解能の高くS/N比のより高感度測定が可能なICP-MSにmicroLAシステムを接続して、マッピング可能な元素の種類の向上の可能性ついても検討したい。
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Research Products
(2 results)
