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Localization of non-cellulosic polysaccharides in wood cell walls by high-throughput correlative light and electron microscopy

Research Project

Project/Area Number 18K05760
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 40020:Wood science-related
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Awano Tatsuya  京都大学, 農学研究科, 助教 (40324660)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords木部繊維 / 仮道管 / 非セルロース性多糖類 / キシラン / 条件付き敵対的生成ネットワーク / バーチャル免疫標識 / ポプラ / スギ / 免疫組織化学 / 分子構造 / 配向性 / セルロースミクロフィブリル / 放射柔細胞 / 免疫組織化学的プロファイリング / 敵対的生成ネットワーク / 接触細胞 / 隔離細胞 / 網羅的免疫標識 / プロテクティブレイヤー / ラムノガラクツロナンI / 96穴マルチプレート / 円形カバーガラス / ペクチン / 免疫標識 / 光・電子相関顕微鏡法
Outline of Final Research Achievements

An experimental method of high-throughput immunolabeling using 172 different antibodies was investigated to determine the distribution of non-cellulosic polysaccharides in wood cell walls. The use of printed glass slides and a virtual slide scanner enabled image acquisition in less than 2 days. A conditional generative adversarial networks enabled the generation of immunolabeled images from cell wall stained images, but improvement was needed in precision in case of cell types that appeared infrequently in cross sections. In poplar xylem fibers, the labeling of anti-xylan antibodies with low tolerance for side-chain substitution was affected by the direction of cutting, whereas the labeling of antibodies with high tolerance for side-chain substitution was not affected by the direction of cutting. The same trend was observed in tracheids of Japanese cedar.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

木材細胞壁における非セルロース性多糖類の分布を172種類の抗体を用いて短時間に観察する方法を開発した。同一細胞での多糖類分布を比較するため、生成AIにより細胞壁画像から多糖類分布像を生成した。抗体が標識する非セルロース性多糖類の分子構造により組織切片の切削方向の影響を受けるものと受けないものがあり、細胞壁内での非セルロース性多糖類の存在様式を反映していると考えられる。このことは、細胞壁中での非セルロース性多糖類の役割を知る手掛かりとなる。

Report

(7 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Presentation] ポプラ分化中木部繊維に堆積するキシランの分子構造の多様性とその空間分布2024

    • Author(s)
      土本 茉央、粟野 達也、吉永 新、杉山 淳司
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会京都大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 免疫標識を用いたスギ仮道管におけるキシランの構造と配向2024

    • Author(s)
      大村 麗奈、粟野 達也、吉永 新、杉山 淳司
    • Organizer
      第74回日本木材学会大会京都大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Immunohistochemical profiling of poplar wood fiber using monoclonal antibodies directed to non cellulosic polysaccharides2023

    • Author(s)
      Mahiro Tsuchimoto, Tatsuya Awano, Arata Yoshinaga, Junji Sugiyama
    • Organizer
      The 5th International Cellulose Conference [ICC 2022+1]
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ポプラ木部繊維の免疫組織化学的プロファイリング2023

    • Author(s)
      土本茉央、粟野達也、陳碩也、吉永新、杉山淳司
    • Organizer
      第73回日本木材学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 非セルロース性多糖類に対するバーチャル免疫標識2022

    • Author(s)
      土本茉央、粟野達也、陳碩也、杉山淳司
    • Organizer
      第72回日本木材学会大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ポプラ放射組織の接触細胞と隔離細胞の細胞壁構造と成分分布2021

    • Author(s)
      木村尚敬、粟野達也、吉永新、杉山淳司
    • Organizer
      第71回日本木材学会大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2025-01-30  

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