2010 Fiscal Year Annual Research Report
二次イオン質量分析法による植物細胞における生体分子三次元分布の可視化
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21228004
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
福島 和彦 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 教授 (80222256)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今井 貴規 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (20252281)
松下 泰幸 名古屋大学, 大学院・生命農学研究科, 准教授 (60335015)
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| Keywords | 2次イオン質量分析 / マッピング / 細胞 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、生きたままの植物細胞を急速凍結した試料において、飛行時間型2次イオン質量分析(TOF-SIMS)を用いることによって、細胞や細胞壁内にあるがままに存在するあらゆる構成成分(細胞質物質、オルガネラ構成成分、細胞壁中の多糖ならびにリグニン、抽出成分)の分布を、選択的に分子レベルで可視化することを目的とする。植物の細胞の構造を、視覚的に、また化学的に理解することは、あらゆる代謝物の生合成を理解する上で非常に重要である。しかしながら、細胞内に存在する分子は、水可溶性であったり、極めて不安定であったり、異質の物質と複合体を形成して存在していたりして、従来の方法では解析困難であった。
これらの課題を克服するために、平成22年度は、窒素雰囲気下で急速凍結した生体試料をスライディングミクロトームを用いて平滑な面を作成する前処理室を設計、構築した。さらに、凍結した状態で試料をTOF-SIMSおよびクライオ走査電子顕微鏡に移動させることのできる搬送装置を設計し、組み立てた。幾つかの改良ならびに微調整を重ね、これらが概ね正常に作動することを植物試料を用いて確認した。これにより、生きた細胞におけるターゲット分子の位置と存在量を、化学的な処理を施すことなく三次元的に可視化することに道を拓いた。一方で、TOF-SIMS測定において、凍結試料から派生する二次イオン量が、乾燥試料と比較してかなり少ないことが判明し、さらなる改良が必要であることも示された。
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