単一細胞内質量イメージング実現へのチャレンジ

• 研究課題/領域番号: 15K12762
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ケミカルバイオロジー
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 高橋 勝利 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬基盤研究部門, 主任研究員 (00271792)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 質量イメージング / 単一細胞分析 / MALDI / FTICR-MS / 単一細胞 / 紫外パルスレーザー / マトリクス / 植物組織

研究成果の概要

単一細胞内の質量イメージングを実現するために自作MALDI-FTICRMSの紫外パルスレーザー集光光学系を大幅に改良した。対物レンズの倍率とビームエキスパンダーの倍率及び真空チャンバーの設計も見直すことにより、従来10ミクロンにとどまっていた試料表面でのレーザースポットサイズを5ミクロン以下に縮小し、質量イメージングの空間分解能を格段に向上させることに成功した。
また、異なるレーザーを同軸で異なるタイミングで照射することにより、これまで測定が困難であった非常に厚い非導電性試料に対する測定感度を大幅に向上させることに成功した。

研究成果

• [雑誌論文] Spatially resolved metabolic distribution for unraveling the physiological change and responses in tomato fruit using matrix-assisted laser desorption/ionization-mass spectrometry imaging (MALDI-MSI) (2017)
  • 著者名/発表者名: Nakamura J, Morikawa-Ichinose T, Fujimura Y, Hayakawa E, Takahashi K, Ishii T, Miura D, and Wariishi H
  • 雑誌名: Anal Bioanal Chem 巻: 409 号: 6 ページ: 1697-1706
  • DOI: 10.1007/s00216-016-0118-4
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Spatial variations in the molecular diversity of dissolved organic matter in water moving through a boreal forest in eastern Finland. (2017)
  • 著者名/発表者名: Jun’ichiro Ide, Mizue Ohashi, Katsutoshi Takahashi, Yuko Sugiyama, Sirpa Piirainen, Pirkko Kortelainen, Nobuhide Fujitake, Keitaro Yamase, Nobuhito Ohte, Mina Moritani, Miyako Hara, Leena Finer
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 42102-42102
  • DOI: 10.1038/srep42102
  • NAID: 120006360176
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 2)Cell-specific localization of alkaloids in Catharantus roseus stem tissue measured with Imaging MS and Single cell MS (2016)
  • 著者名/発表者名: K.Yamamoto, K.Takahashi, H.Mizuno, A.Anegawa, K.Ishizaki, H.Fukaki, M.Ohnishi, M.Yamazaki, T.Masujima, T.Mimura
  • 雑誌名: Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 113 号: 14 ページ: 3891-3896
  • DOI: 10.1073/pnas.1521959113
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 1)Development and application of a high resolution imaging mass spectroscope for the study of plant tissues (2015)
  • 著者名/発表者名: K.Takahashi, T.Kozuka, A.Anegawa, A.Nagatani, T.Mimura
  • 雑誌名: PLANT AND CELL PHYSIOLOGY 巻: 56 号: 7 ページ: 1329-1338
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv083
  • 査読あり / 謝辞記載あり