2014 Fiscal Year Annual Research Report
顕微鏡画像処理による植物細胞のオルガネラ定量解析法の開発
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24770038
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
朽名 夏麿 東京大学, 新領域創成科学研究科, 助教 (70578559)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 植物 / 細胞・組織 / 解析・評価 / 共焦点顕微鏡 / 生体生命情報学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度にあたる平成26年度においては、互いに遺伝学的あるいは細胞学的な関係性が推察される場合に行われる、複数の蛍光プローブによるそれぞれの生体分子もしくは細胞内構造の別の蛍光波長領域での可視化と、そこから同時撮影で得た多重蛍光画像からの共局在解析手法の開発のために、マルチバンド画像の収集と撮像を行うとともに、共局在の有無や強さを推定する手法を複数開発した。このうち蛍光バンド間の輝度相関係数によって共局在性を評価する方法については、ノイズや細胞内のバックグラウンドの影響を抑制して、細胞内輸送系に係るタンパク質の経時的な局在変化を捉えることが可能となった。また細胞核や細胞質といった細胞内の特定の領域内での共局在性の解析にあたっては、当該領域内で細胞内構造がとりうる局在パターンをモンテカルロシミュレーションによって求め、実際の観察結果を評価する方法を新たに開発した。これにより2つのタンパク質の共局在性だけでなく、それらが相互排他的に分布するケースについても捉えることが可能となった。
研究期間全体を通して、植物の細胞内構造をとらえる蛍光像について顆粒状構造、膜蛍光像、内腔蛍光像、繊維構造の4パターンに大別した上で、分布や形態、速度、そして相互の位置関係を客観的に評価するための一連の画像解析手法を開発した。また核・染色体の蛍光像からの細胞周期の推定など機械学習に基く画像の自動分類に関して、速やかに高精度な分類ソフトウェアを生成するアルゴリズムを開発した。その結果、表層微小管の配向の形成と制御の機構、小胞体流動と低温ストレスの関係、アクチン繊維と細胞分裂の関係、核内構造体の形成制御、小胞輸送系関連タンパク質の局在とその変化など、植物細胞学の多彩な研究分野に顕微鏡画像解析に基く定量的かつ客観的な知見を提供した。
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[Journal Article] Insights into the localization and function of the membrane trafficking regulator GNOM ARF-GEF at the Golgi apparatus in Arabidopsis.2014
Author(s)
Naramoto S, Otegui MS, Kutsuna N, de Rycke R, Dainobu T, Karampelias M, Fujimoto M, Feraru E, Miki D, Fukuda H, Nakano A, Friml J
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Journal Title
Plant Cell
Volume: 26
Pages: 3062-1076
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Chemical phenomics for biomass engineering.2015
Author(s)
栗原(大窪)恵美子, 栗原志夫, 大谷美沙都, 朽名夏麿, 永田典子, 小林恵, 小松功典, 菊池淳, 掛川弘一, Ong WenDee, 出村拓, 松井南
Organizer
第56回日本植物生理学会年会
Place of Presentation
東京都 東京農業大学 世田谷キャンパス
Year and Date
2015-03-17 – 2015-03-17
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[Presentation] Radiocesium contamination in Satoyama forests in Kashiwa city, suburb of the Tokyo metropolitan area2014
Author(s)
Kenji Fukuda, Natsumaro Kutsuna, Toru Terada, Mohammad Reza Mansounia, Mohammad Nizam Uddin, Katsuaki Jimbo, Marcin Jarzebski, Sonomi Shibuya, Juri Fujieda, Hirokazu Yamamoto, Makoto Yokohari
Organizer
International Union of Forest Research Organizations (IUFRO) XXIV World Congress
Place of Presentation
The Salt Palace Convention Center in Salt Lake City, Utah, USA
Year and Date
2014-10-11 – 2014-10-11
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[Presentation] 植物の細胞内ダイナミクス2014
Author(s)
上田晴子, 横田悦雄, 朽名夏麿, 西村いくこ
Organizer
第23回日本バイオイメージング学会学術集会
Place of Presentation
大阪府吹田市 大阪大学銀杏会館
Year and Date
2014-09-06 – 2014-09-06
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[Presentation] The pathogenic modulation of host endosomes at the plant-pathogen interface2014
Author(s)
Noriko Inada, Shigeyuki Betsuyaku, Takashi L. Shimada, Kazuo Ebine, Emi Ito, Natsumaro Kutsuna, Seiichiro Hasezawa, Yoshitaka Takano, Hiroo Fukuda, Akihiko Nakano, Takashi Ueda
Organizer
XVI International Congress on Molecular Plant-Microbe Interactions
Place of Presentation
Rhodes, Greece
Year and Date
2014-07-09 – 2014-07-09
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