ホログラフィックX線回折イメージング法による単細胞藻類細胞分裂機構の研究

• 研究課題/領域番号: 16K21621
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理; 量子ビーム科学
• 研究機関: 兵庫県立大学
• 研究代表者: 高山 裕貴 兵庫県立大学, 物質理学研究科, 助教 (40710132)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: コヒーレントX線回折イメージング / X線自由電子レーザー / ホログラフィー / 細胞分裂 / 凍結水和試料 / 凍結水和 / 生体試料 / 細胞・オルガネラ

研究成果の概要

細胞分裂の構造基盤を、特にオルガネラ相互作用に焦点を当てて明らかにすることを目指し、X線レーザーを利用したホログラフィック回折イメージング法の開発と単細胞紅藻の構造研究を行った。間期と分裂期の紅藻細胞を有効分解能110～200 nmでイメージングし、複数個体について共通のオルガネラ構造を認めることができた。また、オルガネラ分裂の様子や核内電子密度分布の変化を非侵襲・無染色で可視化することができた。

研究成果

• [雑誌論文] Atmospheric coherent X-ray diffraction imaging for in-situ structural analysis at SPring-8 Hyogo beamline BL24XU (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Takayama, Yuki Takami, Keizo Fukuda, Takamasa Miyagawa and Yasushi Kagoshima
  • 雑誌名: Journal of Synchrotron Radiation 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Common structural features of toxic intermediates from α-synuclein and GroES fibrillogenesis detected using cryogenic coherent X-ray diffraction imaging (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Kameda, S. Usugi, M. Kobayashi, N. Fukui, S. Lee, K. Hongo, T. Mizobata, Y. Sekiguchi, Y. Masaki, A. Kobayashi, T. Oroguchi, M. Nakasako, Y. Takayama, M. Yamamoto, and Y. Kawata
  • 雑誌名: Journal of Biochemistry (Tokyo) 巻: １６１ 号: 1 ページ: 55-65
  • DOI: 10.1093/jb/mvw052
  • NAID: 40021091513
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] TAKASAGO-6 apparatus for cryogenic coherent X-ray diffraction imaging of biological non-crystalline particles using X-ray free electron laser at SACLA (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Kobayashi, Y. Sekiguchi, Y. Takayama, T. Oroguchi, K. Shirahama, Y. Torizuka, M. Manoda, M. Nakasako* and M. Yamamoto
  • 雑誌名: Review of Scientific Instruments 巻: 87 号: 5 ページ: 053109-053109
  • DOI: 10.1063/1.4948317
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Coherent X-ray Diffraction Imaging at SPring-8 Hyogo Beamline BL24XU (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Takayama, Yuki Takami, Keizo Fukuda, Takamasa Miyagawa, Yoshimasa Urushihara, Shigeo Kuwamoto and Yasushi Kagoshima
  • 学会等名: The 24th Congress of the International Commission for Optics
  • 国際学会
• [学会発表] Coherent X-ray Diffraction Imaging at SPring-8 Hyogo Beamline BL24XU (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuki Takayama, Yuki Takami, Takamasa Miyagawa and Yasushi Kagoshima
  • 学会等名: International Conference on X-ray Optics and Application 2017
  • 国際学会
• [学会発表] XFELによる細胞の構造解析に向けたホログラフィックX線回折イメージング法の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 高山裕貴、山本雅貴、米倉功治、小林周、関口優希、岡島公司、苙口友隆、中迫雅由、乾弥生、松永幸大
  • 学会等名: 第30回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • 発表場所: 神戸芸術センター、兵庫県神戸市
• [学会発表] Cryogenic coherent diffraction imaging of biological samples with synchrotron and X-ray laser (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuki Takayama, Masaki Yamamoto, Koji Yonekura, Yuki Sekiguchi, Amane Kobayashi, Koji Okajima, Tomotaka Oroguchi, Masayoshi Nakasako, Yayoi Inui and Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 13th International Conference on X-ray Microscopy
  • 発表場所: University of Oxford, Oxford, UK
  • 国際学会
• [学会発表] X線レーザーと放射光による細胞内空間階層構造のイメージング研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 高山裕貴
  • 学会等名: 多重極限物質科学研究センター・高度産業科学技術研究所合同研究会
  • 発表場所: 兵庫県立先端科学技術支援センター、兵庫県赤穂郡上郡町