2014 Fiscal Year Annual Research Report
環境感覚の解明をめざした透過電子顕微鏡法によるオミクス解析
Publicly Offered Research
| Project Area | Environmental sensing of plants: Signal perception, processing and cellular responses |
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| Project/Area Number |
25120727
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
永田 典子 日本女子大学, 理学部, 教授 (40311352)
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| Project Period (FY) |
2013-06-28 – 2015-03-31
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| Keywords | 電子顕微鏡 / オルガネラ / シロイヌナズナ / オミクス / 葉緑体 / 画像分類 / 突然変異体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポストゲノム時代において、様々な網羅的情報の解析（オミクス研究）が進められてきたが、透過電子顕微鏡（TEM）をオミクス研究に用いることはこれまでほとんどなかった。本研究は、TEMを用いたオミクス解析を提案するものであり、以下の２つの目的を掲げた。１つ目は、葉緑体突然変異体の葉緑体を網羅的にTEM観察し、遺伝子と葉緑体構造の関係性等を示すことである。２つ目は、組織・器官全体に渡る広域TEM像取得法の開発と、電顕アトラスの公開である。また、並行してオルガネラ分類法・自動識別法の開発を進めることで、TEMレベルのオルガネラの構造変化を統計学的及び総括的に処理することも目指した。
１．葉緑体突然変異体の網羅的なTEM観察
葉緑体タンパク質をコードする核遺伝子にタグが挿入されたシロイヌナズナ突然変異体に対して網羅的TEM観察を行い、Web上のデータベースにTEM像も含めて情報を公開した。見た目からだけではわからない色素体内部の構造異常や特徴を多数見つけた。クロロフィルa/bの量比とチラコイド量比との間の法則性や、遺伝子機能と葉緑体構造との関係性等についての情報を得た。多くの葉緑体TEM像を客観的な分類や統計処理に活用することをめざし、各変異体の葉緑体TEM像の自動分類法の確立を行った。
２．広域TEM像取得法によるオルガネラ解析
超広域のTEM画像を全自動で取得することに成功した。さらに、広域TEM像からのオルガネラ自動認識法を確立した。この広域TEM像取得法を用いて、シロイヌナズナ茎頂における高温および低温ストレス時の変化や、維管束における高CO2時の変化等を解析した。また、植物の生活環を通してのオルガネラ変化を総合的に捉えるために、シロイヌナズナの葉・胚・葯・根などの種々の組織・器官の広域TEM像の収集を進め、植物電顕アトラスとしてWebサイト上に公開した（現在は限定的公開）。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Integrated analysis of transcriptome and metabolome of Arabidopsis albino or pale green mutants with disrupted nuclear-encoded chloroplast proteins.2014
Author(s)
M. Satou, H. Enoki, A. Oikawa, D. Ohta, K. Saito, T. Hachiya, H. Sakakibara, M. Kusano, A. Fukushima, K. Saito, M. Kobayashi, N. Nagata, F. Myouga, K. Shinozaki, R. Motohashi
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Journal Title
Plant Molecular Biology
Volume: 85
Pages: 411-428
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Semi-automatic organelle detection on transmission electron microscopic images.2014
Author(s)
Takumi Higaki, Natsumaro Kutsuna, Kae Akita, Mayuko Sato, Mayumi Wakazaki, Yumi Goto, Fumie Sawaki, Megumi Kobayashi, Noriko Nagata, Kiminori Toyooka, Seiichiro Hasezawa
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 5
Pages: 7794
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Chemical phenomics for biomass engineering2015
Author(s)
267)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, 菊地淳, 掛川弘一, Ong WenDee, 松井南
Organizer
第56回日本植物生理学会年会
Place of Presentation
東京農大、東京
Year and Date
2015-03-16 – 2015-03-18
Invited
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[Presentation] Challenge to Organellomics by the Transmission Electron Microscopy.2015
Author(s)
N. Nagata, A. Kato, F. Sawaki, M. Kobayashi, M. Sato, T. Higaki, N. Kutsuna, S. Hasezawa, F. Myouga and K. Toyooka
Organizer
The 2nd International Symposium on Plant Environmental Sensing
Place of Presentation
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tokyo, Japan
Year and Date
2015-03-13 – 2015-03-15
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[Presentation] 細胞壁を変性させる低分子化合物の同定・解析2014
Author(s)
265)栗原（大窪）恵美子, 栗原志夫, 大谷美沙都, 小林恵, 永田典子, 小松功典, 菊地淳, 掛川弘一, 出村拓, 松井南
Organizer
日本植物学会第78回大会
Place of Presentation
明大、神奈川
Year and Date
2014-09-12 – 2014-09-14
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