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新規画像解析ソフトウェアと可視化細胞系の開発による高等植物細胞のフェノーム解析

研究課題

研究課題/領域番号 18657022
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 形態・構造
研究機関東京大学

研究代表者

馳澤 盛一郎  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (40172902)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2006年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
キーワード微小管 / アクチン繊維 / 液胞 / GFP / タバコBY-2細胞 / シロイヌナズナ / 画像解析 / 細胞分化・形態形成
研究概要

本研究では、植物細胞の分裂、生長、分化といった活動における細胞形態変化に関わる細胞内構造の網羅的解析(フェノーム解析)によって、細胞の形態変化や機能発現のための機構を、オルガネラや細胞骨格系といった細胞内構造のレベルと遺伝子発現のレベルで明らかにすることを目的とした。
細胞内構造の解析手段としては、共焦点レーザー顕微鏡と蛍光顕微鏡を主に用いた。速やかに動くオルガネラについての動態解析には、Electron Bombardment方式CCDカメラやHARPカメラとスピニングディスクによるフルフレーム高速共焦点スキャナを組み合わせた高速高感度なCLSMシステムを利用しての撮像を行った。また、撮影過程の自動化手段として、プログラマブルなXYZステージとシャッターシステムを用いてスループットの向上を図った。レーザースキャニングサイトメーターのような従来の顕微鏡像自動解析システムでは、光学系やソフトウェア環境が限定されてしまうために利用形態が限られ、実験上の適用範囲が自ずと狭まっていた。そこで本研究では、既存の顕微鏡を用いることで、ハードウェアに特化しない汎用性の高い画像解析システムを構築しようと試みた。
本年度は、塩基配列や遺伝子発現の解析における重要な統計手法であるクラスタリングに注目し、細胞骨格やオルガネラの共焦点画像への応用を試みた。その結果、多様な可視化対象と撮像法について、画像解析システムを逐一開発せずに対応できるクラスタリングアルゴリズムを考案した。細胞周期の進行に伴う細胞内構造の推移など、定量が困難な形態変化についてこの方法で解析を行い、本法の有用性について検討を行っている。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2008 2007 2006 その他

すべて 雑誌論文 (14件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Actin microfilament dynamics and actin side-binding proteins in plants.2007

    • 著者名/発表者名
      Higaki, T.
    • 雑誌名

      Curr. Opin. Plant Biol. 10

      ページ: 549-556

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of anaphase B to chromosome separation in plant cells estimated by image processing.2007

    • 著者名/発表者名
      Hayashi, T.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 48

      ページ: 1509-1513

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Elicitor-induced cytoskeletal rearrangement relates to vacuolar dynamics and execution of cell death: in vivo imaging of hypersensitive cell death in tobacco BY-2 cells.2007

    • 著者名/発表者名
      Higaki, T.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 48

      ページ: 1414-1425

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chemical genetic screening identifies a novel inhibitor of parallel alignment of cortical microtubules and cellulose microfibrils.2007

    • 著者名/発表者名
      Yoneda, A.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 48

      ページ: 1393-1403

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Intra-vacuolar reserves of membranes during stomatal closure: The possible role of guard cell vacuoles estimated by 3-D reconstruction.2007

    • 著者名/発表者名
      Tanaka, Y.
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 48

      ページ: 1159-1169

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cytoskeletal and vacuolar dynamics during plant cell division: Approaches using structure-visualized cells.2007

    • 著者名/発表者名
      Sano, T.
    • 雑誌名

      Plant Cell Monogr. 9

      ページ: 125-140

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Involvement of a tobacco leucine-rich repeat-extensin in cell morphogenesis.2007

    • 著者名/発表者名
      Chida, H.
    • 雑誌名

      Plant Biotec. 24

      ページ: 171-177

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Recent progress in living cell imaging of plant cytoskeleton and vacuole using fluorescent protein-transgenic lines and 3-D imaging.2007

    • 著者名/発表者名
      Yaneda, A.
    • 雑誌名

      Protoplasma 230

      ページ: 129-139

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a multistage classifier for monitoring system of cell activity based on imaging of chromosomal dynamics.2007

    • 著者名/発表者名
      Gambe, A.G.
    • 雑誌名

      Cytometry A 71A

      ページ: 286-296

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Calcium ions are involved in the delay of plant cell cycle progression by abiotic stresses.2006

    • 著者名/発表者名
      佐野 俊夫
    • 雑誌名

      FEBS Letters 580

      ページ: 597-602

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cytokinin and auxin inhibit abscisic acid-induced stomatal closure by enhancing ethylene production in arabidopsis.2006

    • 著者名/発表者名
      田中 洋子
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot. 57

      ページ: 2259-2266

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cytoskeletal organization during xylem cell differentiation.2006

    • 著者名/発表者名
      小田 祥久
    • 雑誌名

      J. Plant Res. 119

      ページ: 167-177

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Actin microfilments regulate vacuolar structures and dynamics dual observation of actin microfilaments and vacuolar membrane in living tobacco BY-2 cells.2006

    • 著者名/発表者名
      桧垣 匠
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol. 47

      ページ: 839-852

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Cell cycle synchronization of tobacco BY-2 cells at practical level.2006

    • 著者名/発表者名
      熊谷(佐野)史
    • 雑誌名

      Nature Protocols 1

      ページ: 2621-2627

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] 顕微鏡画像クラスタリングによるシロイヌナズナ孔辺細胞アクチン繊維の日周変動解析2008

    • 著者名/発表者名
      桧垣 匠
    • 学会等名
      日本植物生理学会第49回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-03-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 植物細胞の構造解析のための顕微鏡クラスタリング法の開発2008

    • 著者名/発表者名
      朽名 夏麿
    • 学会等名
      日本植物生理学会第49回大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2008-03-22
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] タバコBY-2細胞を用いた過剰鉄添加時の細胞死誘導抑制の試み2007

    • 著者名/発表者名
      佐野 俊夫
    • 学会等名
      日本植物学会第71回大会
    • 発表場所
      野田
    • 年月日
      2007-09-07
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] タイムラブスイメージングによる細胞板の発達におけるアクチン繊維の機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      桧垣 匠
    • 学会等名
      日本植物学会第71回大会
    • 発表場所
      野田
    • 年月日
      2007-09-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 孔辺細胞アクチン繊維の立体的配向の解析:点像分布関数を利用した立体再構築法の開発2007

    • 著者名/発表者名
      朽名 夏麿
    • 学会等名
      日本植物学会第71回大会
    • 発表場所
      野田
    • 年月日
      2007-09-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://hasezawa.ib.k.u-tokyo.ac.jp/zp/hlab

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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