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2013 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロ・ナノ工学を駆使した植物生殖機能解明

Research Project

Project/Area Number 25706013
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (A)

Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

新田 英之  名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任講師 (00582446)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Keywordsマイクロチップ / 花粉管
Research Abstract

本研究の目的は、花粉管誘引物質であるLUREペプチドが花粉管を誘導するメカニズムを分子レベルで解析するため、MEMS技術を用いて花粉管と同じスケールのマイクロチャネルを有する流体チップを製作し、その一次元空間内での花粉管挙動の安定した観察と誘引物質の定量的解析を可能とし、植物の受精・生殖機能解明へのブレークスルーを実現することである。25年度は、花粉管個々の振る舞いを定量的に解析するためのマイクロ流路デバイスを製作し、流路内一次元空間に花粉管を一細胞ずつ閉じ込めることにより、その伸長速度の定量解析を実現し、雌組織から放出される誘引物質のマイクロ流路内での濃度分布を評価する手法を確立した。また、誘引物質による花粉管の誘因現象を確認することができたため、誘引物質濃度や濃度勾配と、その伸長方向に与える影響の実時間観察と定量解析が可能となった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

これまで、マイクロ流路デバイスを用いた花粉管の伸長速度の定量解析や、雌組織から放出される誘引物質のマイクロ流路内での濃度分布を評価する手法を確立しており、誘引物質による花粉管の誘因現象を確認することができたなど、当初の予定していた計画に沿って進展している。さらに、誘引物質による花粉管の誘因現象を確認することができたため、誘引物質濃度や濃度勾配と、その伸長方向に与える影響の実時間観察と定量解析という、次のステップへのスムーズに移行する見通しがたっているため、おおむね順調に進展していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

研究計画に沿って、おおむね順調に進んでいるため、研究計画について大きな変更はないが、マイクロデバイスのデザインについて、若干の変更を行う。これまでT字型の流路で花粉管誘因実験を行っていたが、誘引物質であるLUREが花粉管に到達するタイミングというパラメタも制御する必要が生じたため、伸長している花粉管の真横から、任意のタイミングでLURE分子を拡散により投入することのできるデバイスの設計、製作、並びにそれを用いた花粉管誘因実験を行う予定である。花粉管がLUREに触れるタイミングと方向変化についての情報が得られたのち、T字チャネル型デバイスの設計を最適化し、当初の最終目標であるシグナリング分子のスクリーニングや定量解析を行う方針である。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

25年度末納品予定の複数の大型物品の納品が遅れ、26年度はじめにずれ込むと判断されたため、26年度に使用することとなった。
主に25年度末から購入を先延ばしにした大型物品と、25年度の成果を発表するための国内・海外出張のために、26年度予算の多くを使用する予定である。

  • Research Products

    (6 results)

All 2014 2013

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (2 results)

  • [Journal Article] Growth assay of individual pollen tubes arrayed by microchannel device2014

    • Author(s)
      Mitsuhiro Horade, Naoki Yanagisawa, Yoko Mizuta, Tetsuya Higashiyama, Hideyuki Arata
    • Journal Title

      Microelectronic Engineering

      Volume: 118 Pages: 25-28

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Poly(dimethylsiloxane)-based microdevices for studying plant reproduction2014

    • Author(s)
      Hideyuki Arata, Tetsuya Higashiyama
    • Journal Title

      Biochem. Soc. Trans.

      Volume: 42 Pages: 320-324

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 極微小デバイスを用いた生体分子・細胞・組織の顕微操作と解析2014

    • Author(s)
      新田 英之, 東山哲也
    • Journal Title

      Plant Morphology

      Volume: 25 Pages: 61-66

    • Open Access
  • [Journal Article] Fabrication of microcage arrays to fix plant ovules for long-term live imaging and observation2014

    • Author(s)
      Jongho Park, Daisuke Kurihara, Tetsuya Higashiyama, Hideyuki Arata
    • Journal Title

      Sensors and Actuators B: Chemical

      Volume: 191 Pages: 178-185

    • DOI

      10.1016/j.snb.2013.09.060

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 植物生殖プロセスにおける花粉管ガイダンスのオンチップ定量解析2013

    • Author(s)
      佐藤 良勝、洞出 光洋、水多 陽子、加地 範匡、東山 哲也、新田 英之
    • Organizer
      日本分析化学会 第62年会
    • Place of Presentation
      近畿大学
    • Year and Date
      20130910-20130912
  • [Presentation] マイクロ流路を用いた花粉管細胞配列アッセイ2013

    • Author(s)
      洞出 光洋,水多 陽子,東山 哲也,新田 英之
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会第27回大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      20130523-20130524

URL: 

Published: 2015-05-28  

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