質量顕微鏡による高空間分解能分子動態解析

• 研究領域: 植物の環境感覚：刺激受容から細胞応答まで
• 研究課題/領域番号: 22120009
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 独立行政法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 高橋 勝利 独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 主任研究員 (00271792)
• 研究期間 (年度): 2010-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 76,310千円 (直接経費: 58,700千円、間接経費: 17,610千円); 2014年度: 11,830千円 (直接経費: 9,100千円、間接経費: 2,730千円); 2013年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円); 2012年度: 15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円); 2011年度: 17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円); 2010年度: 18,980千円 (直接経費: 14,600千円、間接経費: 4,380千円)
• キーワード: 質量顕微鏡 / フーリエ変換質量分析 / 植物組織 / 代謝物 / 空間分布 / FTMS / 植物生理学 / MALDI / Imaging MS / MALDI-MS / 組織切片 / 紫外パルスレーザー

研究成果の概要

従来、レーザーを用いた質量顕微鏡測定は動物組織内での代謝物・糖類・脂質類・タンパク質類などの空間分布を計測することに用いられており、植物組織に対して適用することは難しかった。本研究課題では、植物組織に質量顕微鏡技術を適用することを目的として、高分解能高精度質量顕微鏡装置（ハードウエア及び制御ソフトウエア）の開発を実施した。その結果、植物組織切片だけでなく、これまでに適用がさらに難しかった肉厚の植物組織を直接分析することに成功した。質量顕微鏡測定から生ずる数百GBにも及び巨大なデータをプロセスし、そこから代謝物などの分布と種類に関する情報を抽出するためのソフトウエアの開発にも成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Power of Isotopic Fine Structure for Unambiguous Determination of Metabolite Elemental Compositions: in silico Evaluation and Metabolomic Application (2014)
  • 著者名/発表者名: Nagao T., Yukihira D., Fujimura Y., Saito K., Takahashi K., Miura D. and Wariishi H.
  • 雑誌名: Analytica Chimica Acta 巻: 813 ページ: 70-76
  • DOI: 10.1016/j.aca.2014.01.032
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Infrared Multiple Photon Dissociation Spectroscopy and Computational Studies of O-Glycosylated Pentides (2012)
  • 著者名/発表者名: 福井一彦、高橋勝利
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 84 号: 5 ページ: 2188-2194
  • DOI: 10.1021/ac202379v
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Strategy for the Determination of the Elemental Composition by Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry Based on Isotopic Peak Ratios (2011)
  • 著者名/発表者名: Miura D., Tsuji Y., Takahashi K., Wariishi H, Saito K.
  • 雑誌名: ANALYTICAL CHEMISTRY 巻: 82 ページ: 5887-5891
  • 査読あり
• [雑誌論文] MALDI-MS-Based High-Throughput Metabolite Analysis for Intracellular Metabolic Dynamics. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yukihira D., Miura D., Saito K., Takahashi K, Wariishi H.
  • 雑誌名: ANALYTICAL CHEMISTRY 巻: 82 ページ: 4278-4282
  • 査読あり
• [学会発表] High Resolution MALDI/LDI FTICR Mass Spectrometry Imaging of Plant Tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, A.Anegawa and T.Kozuka
  • 学会等名: The 2nd International Symposium on Plant Environmental Sensing
  • 発表場所: AIST water front, Tokyo, Japan
  • 年月日: 2015-03-13 – 2015-03-15
  • 招待講演
• [学会発表] MALDI/LDI-FTICR Mass Spectrometry Imaging for Plant Tissue Analysis to Distinguish Changes in Metabolite Distributions under Different Stimulus Environments (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: Ourcon II
  • 発表場所: Papillon Ayscha Hotel, Antalya, Turcky
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] LabMSI: a software Tool to Analyze High Resolution Mass Spectrometry Imaging Data (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: Ourcon II
  • 発表場所: Papillon Anscha Hotel, Antalya, Turcky
  • 年月日: 2014-11-18 – 2014-11-21
• [学会発表] 質量顕微鏡による植物組織内代謝物のマッピング (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋勝利
  • 学会等名: シンポジウム 植物の繁殖戦略を考える
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2014-11-04
  • 招待講演
• [学会発表] MALDI/LDI-FTICR Mass Spectrometry Imaging for Plant Tissue Analysis to Distinguish Cahnges in Metabolite Distributions under Different Stimulus Environments (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: ASMS 2014
  • 発表場所: The Baltimore Convention Center, Baltimore, MD, USA
  • 年月日: 2014-06-15 – 2014-06-19
• [学会発表] MALDI/LDI-FTMS imaging of intact plant tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: Desorption 2014
  • 発表場所: Hilton Vonaventure, Montorial, Canada
  • 年月日: 2014-04-14 – 2014-04-16
  • 招待講演
• [学会発表] LabMSI: a software Tool to Analyze High Resolution Mass Spectrometry Imaging Data (2014)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: Desorption 2014
  • 発表場所: Hilton Vonaventure, Montrial, Canada
  • 年月日: 2014-04-14 – 2014-04-16
• [学会発表] High resolution MALDI/LDI-FTICR mass spectrometry imaging of plant tissues (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K.
  • 学会等名: Innovation in Mass Spectrometry Instrumentation Conference 2013
  • 発表場所: Saint-Petersburg, Russia
  • 招待講演
• [学会発表] Direct Mass Spectrometry Imaging of Intact Tissues of Arabidopsis (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K.
  • 学会等名: International Conference on Arabidopsis Research 2013
  • 発表場所: シドニー（オーストラリア）
• [学会発表] LabMSI: a software too to analyze High resolution mass spectrometry imaging (2013)
  • 著者名/発表者名: Takahashi K.
  • 学会等名: Innovation in Mass Spectrometry Instrumentation Conference 2013
  • 発表場所: Saing-Petersburg, Russia
• [学会発表] 質量顕微鏡で植物組織を見る (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋勝利
  • 学会等名: 植物環境感覚 第3回若手の会
  • 発表場所: 静岡県浜松市
  • 年月日: 2012-10-16
  • 招待講演
• [学会発表] ＦＴ－ＭＳを用いた植物代謝物のイメージング (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋勝利
  • 学会等名: 第７回メタボロームシンポジウム
  • 発表場所: 山形県鶴岡市
  • 年月日: 2012-10-12
  • 招待講演
• [学会発表] Terpenoid indole alkaloids synthesis in Catharanthus roseus (2012)
  • 著者名/発表者名: Kotaro Yamamoto
  • 学会等名: New Frondiers of Metabolism Research in Biomedical Sciences
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2012-09-27
• [学会発表] AISTimzMLviewer developed for viewing Hi-res and big FTICR MSI data (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: 1st imzML workshop
  • 発表場所: Rauischholzhausen, Germany
  • 年月日: 2012-09-25
  • 招待講演
• [学会発表] 植物組織の質量イメージング分析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋勝利
  • 学会等名: 日本分析化学会第６１年会
  • 発表場所: 石川県金沢市
  • 年月日: 2012-09-21
• [学会発表] Imaging Mass Spectrometry of Plant Tissue Slices: Comparison of MALDI-TOF MSI and MALDI-FTICR MSI (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: IMSC2013
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 2012-09-17
• [学会発表] MALDI-FTMS Imaging: a powerful tool for imaging plant tissue slices (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: OurCon2012
  • 発表場所: Ourense, Spain
  • 年月日: 2012-09-03
• [学会発表] Imaging Mass Spectrometry of Arabidopsis Leaf Slices (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: ICAR2012
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2012-07-04
• [学会発表] Imaging Mass Spectrometry of Plant Tissue Slices using FTICR-MS (2012)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: Desorption2012
  • 発表場所: Marburg, Germany
  • 年月日: 2012-06-05
  • 招待講演
• [学会発表] Imaging Mass Spectrometry Technique for Identifying and Locationg Unknown Molecular Species in Tissue Slices (2012)
  • 著者名/発表者名: 高橋勝利
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 京都府・京都産業大学(招待講演)
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] Imaging Mass Spectrometry Tchnique for Identifying and Locating Unknown Molecular Species in Tissue Slices. (2011)
  • 著者名/発表者名: Katsutoshi Takahashi
  • 学会等名: 第52回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2011-03-20
• [備考] 植物の環境感覚：刺激受容から細胞応答まで
  • URL: http://esplant.net/index.html
• [備考]
  • URL: http://esplant.net/index.html
• [備考]
  • URL: http://esplant.net/index.html