花粉管先端膜回収のためのマイクロ流体システム

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 26600061
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: 柳澤 直樹 名古屋大学, 理学(系)研究科(研究院), 研究員 (20728282)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 花粉管 / マイクロ流体デバイス

Outline of Annual Research Achievements

花粉管先端には細胞間コミュニケーションに関わる膜タンパク質（受容体）が存在し、その同定と機能解明は、植物生殖メカニズムを解明する上で重要な課題である。本研究ではこの要求に対し、花粉管先端部分の膜のみを回収するマイクロ流体デバイスを開発し、膜タンパク質の検出と解析を実現させることを目的としている。このマイクロデバイスは、先端成長し続ける花粉管の先端部分を捕獲できるマイクロ構造と、その先端部分を流体操作のみで切断できるマイクロ流路から構成される。
最終年度に実施した研究成果として、複数本の花粉管に対して同時に先端部分の切断、及びに回収ができたことが挙げられる。昨年度に行った実験の中で、マイクロ流路に一定の電圧をかけることで捕獲された花粉管の動きを完全に止められることを発見した。この結果をもとに、今年度に行った実験では、電圧をパルス的にかけることで多量の花粉管を流路内の定められた個所に捕獲させることに成功した。そして、細胞壁を分解させる酵素を含ませた溶液を、捕獲させた花粉管の先端から約20μmの位置で流すことで、花粉管先端部分を切断できることを実証した。この時点では、切断した花粉管先端部位はマイクロ構造に捕獲されたままであったが、その後、流速を上げることで先端部位を取り出すことができ、そのままデバイス外まで輸送できるところまでを確認した。本研究を通して、花粉管の先端部位の回収という目的は達成することが出来たが、細胞膜のみを回収するという課題に対しては実現に至っていない。細胞膜の分離には様々な精製ステップがあり、それらをデバイス内に構築することが今後の課題である。