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2022 Fiscal Year Annual Research Report

リグニン前駆物質の輸送・貯蔵に関わる細胞間ネットワークの解明

Research Project

Project/Area Number 18H03959
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

福島 和彦  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222256)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 松下 泰幸  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60335015)
青木 弾  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (80595702)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
KeywordsTOF-SIMS / 前駆物質 / リグニン / 貯蔵 / 定量分析 / イメージング
Outline of Annual Research Achievements

飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS)によって不均一な生体組織あるいは複合材料中における微量成分の定性的な分布評価が可能である。申請者はこれまでに、急速凍結させた試料を連続的に切削することにより、細胞(細胞壁)内にあるがままに存在するあらゆる構成成分の三次元分布を、分子レベルで可視化する複合装置(クライオTOF-SIMS/SEM システム)を世界に先駆けて開発してきた。本研究ではリグニン前駆物質の輸送・貯蔵に関わる細胞間ネットワークの解明を目的とし、凍結した植物試料内での様々な化合物の動態可視化を試みた。
(1)二次木部の各種組織の木化における同種・異種細胞間の相互作用
樹木二次木部ではほとんどの細胞が木化するため、二次壁の木化に必要な多量のリグニン前駆物質が周辺細胞から供給される可能性は低く、液胞内に貯蔵された前駆物質が用いられるか、形成層付近の若い同種細胞から放射組織経由で供給されることが想定される。最終年度ではこの輸送・消費状況を追跡するために、完全に新規となる試料調製・分析法を開発し、重要な新規知見を得た。
(2)微量成分・高分子量成分を対象とした新規イメージング法の開発
生体試料内には様々な微量有機成分ならびに高分子成分が含まれているが、イメージング質量分析法ではある一瞬の状態を可視化しており、内部メカニズムの動的考察には不明な点も残されている。最終年度ではこれまでに個別の分布がまったく議論されてこなかった微量成分について、高感度イメージングに成功し、それらが異なった植物内分布を有することを示した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] Natural Resources Institute Finland/University of Jyvaskyla/University of Turku(フィンランド)

    • Country Name
      FINLAND
    • Counterpart Institution
      Natural Resources Institute Finland/University of Jyvaskyla/University of Turku
  • [Journal Article] Evaluation of guaiacyl lignin aromatic structures using 13CO2 administered Ginkgo biloba L. xylem by quantitative solid- and liquid-state 13C NMR2023

    • Author(s)
      S. MIYATA, D. AOKI, Y. MATSUSHITA, M. TAKEUCHI, K. FUKUSHIMA
    • Journal Title

      Holzforschung

      Volume: - Pages: -

    • DOI

      10.1515/hf-2022-0141

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Inspired by nature: Fiber networks functionalized with tannic acid and condensed tannin-rich extracts of Norway spruce bark show antimicrobial efficacy2023

    • Author(s)
      T. Jyske, J. Liimatainen, J. Tienaho, H. Brannstrom, D. Aoki, K. Kuroda, D. Reshamwala, S. Kunnas, E. Halmemies, E. Nakayama, P. Kilpalinen, A. Ora, J. Kaseva, J. Hellstrom, V. S. Marjomaki, M. Karonen, K. Fukushima
    • Journal Title

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, section Biomaterials

      Volume: 11 Pages: -

    • DOI

      10.3389/fbioe.2023.1171908

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Alkaloid Distribution in the Freeze-fixed Stems of Phellodendron amurense2023

    • Author(s)
      Q. Gong, D. Aoki, Y. Matsushita, M. Yoshida, T. Taniguchi, K. Endoh, K. Fukushima
    • Organizer
      第73回日本木材学会
  • [Presentation] β-5 型モデル化合物を用いたリグニンの伸長反応の解析2023

    • Author(s)
      井戸大也、松下泰幸、青木弾、福島和彦
    • Organizer
      第73回日本木材学会
  • [Presentation] イチョウ樹幹中における細胞壁および細胞内容物の傾斜刺激応答2023

    • Author(s)
      熊田朱里、青木弾、吉田正人、福島和彦
    • Organizer
      第73回日本木材学会
  • [Presentation] Microscopic Distribution of Eight Alkaloids in Freeze-fixed Stems of Phellodendron amurense2023

    • Author(s)
      Q. GONG, D. AOKI, Y. MATSUSHITA, M. YOSHIDA, T. TANIGUCHI, K. ENDOH, K. FUKUSHIMA
    • Organizer
      6th International Symposium of the Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society (KBMSS) / International SYmposium on mass spectrometry imaging
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 二次イオン質量分析による移動性成分の分布可視化2022

    • Author(s)
      青木弾
    • Organizer
      第67回リグニン討論会若手の会・日本木材学会バイオマス変換研究会 合同講演会
    • Invited
  • [Presentation] 芳香環1位標識コニフェリンの投与によるイチョウ木部リグニン中におけるスピロジエノン型構造の定量2022

    • Author(s)
      今村勝利、細川雅貴、松下泰幸、青木弾、福島和彦、片平正人
    • Organizer
      第67回リグニン討論会
  • [Presentation] Cryo-TOF-SIMSによる木材防腐剤の沈着・拡散挙動評価2022

    • Author(s)
      神谷隼、青木弾、桃原郁夫、福島和彦
    • Organizer
      日本木材保存協会 第37回年次大会

URL: 

Published: 2023-12-25  

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