2021 Fiscal Year Research-status Report
Visualization of teleost ammonia excretion mechanisms by using super-resolution microscopy
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18K05832
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| Research Institution | St. Marianna University School of Medicine |
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Principal Investigator |
廣井 準也 聖マリアンナ医科大学, 医学部, 准教授 (20350598)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 超解像イメージング / 塩類細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真骨魚類の鰓に局在する塩類細胞は、Na+とCl-の排出・取り込み、H+の排出、アンモニアの排泄といった重要な生理機構を担っている。同細胞の側底膜に局在するNa+/K+-ATPase（NKA）については、長年にわたって研究が進められてきたが、側底膜の微細な管状構造を光学顕微鏡レベルで観察することはこれまで不可能であった。本研究では、共焦点レーザー顕微鏡とデコンボリューションソフトウェアを組み合わせた超解像イメージングによって、NKAの細胞内局在の観察を可能にした。ノルウェー・ベルゲン大学との共同研究によって作成に成功した、淡水環境と海水環境のそれぞれで強く発現するNKAのアイソフォーム（NKAalpha1a・NKAalpha1b）を特異的に検出できる抗体をもちいて、ニジマスについて両アイソフォームを可視化した。これまで広く使われてきた両アイソフォームを区別できない抗体では、淡水群と70%海水群とのあいだに、単一細胞レベルではNKAの顕著な差を認めることができなかったが、NKAalpha1aとNKAalpha1bのそれぞれを同時に可視化することにより、単一細胞内における両者の比が変化すること、さらに、これらの比の変化は、塩類細胞のタイプによって異なることが明らかになった。サクラマスのパーとスモルト（どちらも淡水飼育群）についても比較したところ、同様の結果を得ることができた。海水順応力を亢進させたニジマスやサクラマススモルトをもちいて、淡水群と100%海水群の比較をおこなうことによって、さらに明確な違いを可視化することができると期待される。また、本年度末に、研究代表者の所属組織に最新型の超解像レーザー顕微鏡が導入された。この最新のハードウェアとこれまで活用してきたデコンボリューションソフトウェアを掛け合わせることにより、さらなる超解像観察が可能になると期待される。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナ禍の状況において、国内外の共同研究、特にノルウェー・ベルゲン大学での飼育実験が不可能となってしまった。しかし、本研究の要となる、NKAalpha1aとNKAalpha1bに対する抗体の作成と同時多重染色のシステムの構築には成功しているため、飼育実験さえ可能になれば目標の達成が可能となる。
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| Strategy for Future Research Activity |
海水順応力を亢進させたニジマスとサクラマススモルトで淡水群と100%海水群を設定し、最新の超解像レーザー顕微鏡（Zeiss LSM900 with Airyscan2）とデコンボリューションソフトウェア（SVI Huygens Essential）を組み合わせた超解像イメージングによって、NKAalpha1aとNKAalpha1bの細胞内局在変化を可視化する。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍のため、国内外の共同研究者のもとでの飼育実験が不可能となった。次年度の出来るだけ早い時期に飼育実験を予定している。
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Research Products
(3 results)
