植物組織における新規透明化技術の開発

• 研究課題/領域番号: 18K14743
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分44040:形態および構造関連
• 研究機関: 大阪大学 (2019); 東京理科大学 (2018)
• 研究代表者: 坂本 勇貴 大阪大学, 理学研究科, 助教 (00735483)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2018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: 透明化 / 顕微鏡 / 顕微鏡技術 / 植物

研究成果の概要

蛍光タンパク質の蛍光をほぼ完全に維持しながら植物組織を迅速かつ完全に透明化する透明化技術 ”iTOMEI” を開発した。本手法は組織の固定、色素の脱色、蛍光の再活性化、屈折率の均一化の4つのステップから構成され、最短で26時間で完了する。本手法はシロイヌナズナやイネ、ゼニゴケなどの植物組織に加え動物組織にも適用可能である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発された透明化技術iTOMEIは簡便かつ迅速に植物組織を透明化できることから、植物を用いた基礎研究のみならず応用的な研究にも広く用いられると考えられる。特に非破壊的に透明化が可能であることから、農作物における害虫や寄生虫、病原菌の発見や感染箇所の同定、作物の品種間の細胞形態、組織の内部構造の観察、比較をもとにより良い品種改良への足がかりにつながる。

研究成果

• [雑誌論文] Nuclear lamina CRWN proteins regulate chromatin organization, gene expression, and nuclear body formation in plants (2020)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto Yuki
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: － 号: 4 ページ: 457-462
  • DOI: 10.1007/s10265-020-01184-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] The formation of perinucleolar bodies is important for normal leaf development and requires the zinc‐finger DNA‐binding motif in Arabidopsis ASYMMETRIC LEAVES2 (2020)
  • 著者名/発表者名: Luo Lilan、Ando Sayuri、Sakamoto Yuki、Suzuki Takanori、Takahashi Hiro、Ishibashi Nanako、Kojima Shoko、Kurihara Daisuke、Higashiyama Tetsuya、Yamamoto Kotaro T.、Matsunaga Sachihiro、Machida Chiyoko、Sasabe Michiko、Machida Yasunori
  • 雑誌名: The Plant Journal 巻: 101 号: 5 ページ: 1118-1134
  • DOI: 10.1111/tpj.14579
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Deep Imaging Analysis in VISUAL Reveals the Role of YABBY Genes in Vascular Stem Cell Fate Determination (2020)
  • 著者名/発表者名: Nurani Alif Meem、Ozawa Yasuko、Furuya Tomoyuki、Sakamoto Yuki、Ebine Kazuo、Matsunaga Sachihiro、Ueda Takashi、Fukuda Hiroo、Kondo Yuki
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 61 号: 2 ページ: 255-264
  • DOI: 10.1093/pcp/pcaa002
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Intracellular localization of histone deacetylase HDA6 in plants. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kurita, K., Sakamoto, Y., Naruse, S., Matsunaga, T. M., Arata, H., Higashiyama, T., Habu, Y., Utsumi, Y., Utsumi, C., Tanaka, M., Takahashi, S., Kim, J. M., Seki, M., Sakamoto, T., and Matsunaga, S.
  • 雑誌名: J PLANT RES 巻: 132 号: 5 ページ: 629-640
  • DOI: 10.1007/s10265-019-01124-8
  • NAID: 40022011626
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The Progression of Xylem Vessel Cell Differentiation is Dependent on the Activity Level of VND7 in Arabidopsis thaliana (2019)
  • 著者名/発表者名: Hirai Risaku、Higaki Takumi、Takenaka Yuto、Sakamoto Yuki、Hasegawa Junko、Matsunaga Sachihiro、Demura Taku、Ohtani Misato
  • 雑誌名: Plants 巻: 9 号: 1 ページ: 39-39
  • DOI: 10.3390/plants9010039
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] iTOMEIの開発と応用 (2020)
  • 著者名/発表者名: 坂本勇貴、石本安奈、酒井友希、佐藤萌子、辻寛之、西浜竜一、河内孝之、松永幸大
  • 学会等名: 第61回日本植物生理学会年会
• [学会発表] イネ茎頂メリステムにおける植物ホルモンシグナル伝達のイメージング (2020)
  • 著者名/発表者名: 佐藤萌子、坂本勇貴、松永幸大、辻寛之
  • 学会等名: 第61回日本植物生理学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナの新規染色体構造構築制御因子の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 坂本卓也、坂本勇貴、御子侑香、伊藤ななみ、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物学会第83回大会
• [学会発表] シロイヌナズナの新規染色体構造構築制御因子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 坂本卓也、坂本勇貴、御子侑香、伊藤ななみ、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物形態学会第31回総会・大会
• [学会発表] 植物における新奇核膜内膜局在タンパク質の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 渡邉水音、坂本勇貴、坂本卓也、松永幸大
  • 学会等名: 第4２回日本分子生物学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナの間期セントロメア配置制御に核膜孔複合体が関与する (2019)
  • 著者名/発表者名: 御子侑香、坂本卓也、伊藤ななみ、坂本勇貴、松永幸大
  • 学会等名: 第4２回日本分子生物学会年会
• [学会発表] Nuclear lamina protein CRWN regulates gene positioning of a copper transport family gene locus (2019)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sakamoto、Mayuko Sato、Takamasa Suzuki、Kiminori Toyooka、Shingo Takagi、Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Exploring biological meanings of the correct centromere distribution in plants (2019)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sakamoto、Yuki Sakamoto、Yuka Oko、Takamasa Suzuki、Stefan Grob、Ueli Grossniklaus、Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] ER stress-responsive transcription factors bZIP17 and bZIP28 regulate root elongation (2019)
  • 著者名/発表者名: June-Sik Kim、Yuki Sakamoto、Fuminori Takahashi、Mikiko Kojima、Kaoru Urano、Hitoshi Sakakibara、Sachihiro Matsunaga、Kazuko Yamaguchi-Shinozaki、Kazuo Shinozaki
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Spatial regulation involved in bi-directional differentiation of vascular cells in Arabidopsis (2019)
  • 著者名/発表者名: Alif Meem Nurani、Yuki Kondo、Yuki Sakamoto、Kazuo Ebine、Sachihiro Matsunaga、Takashi Ueda、Hiroo Fukuda
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Florigen in cactus (2019)
  • 著者名/発表者名: Natsuki Hasegawa、Keisuke Tanaka、Hirokazu Takahashi、Tomoaki Nishiyama、Yuki Sakamoto、Dario Copeti、Hisato Kobayashi、Mikio Nakazono、Kentaro K. Shimizu、Sachihiro Matsunaga、Hiroyuki Tsuji
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Roles of nucleolar proteins for nuclear localization of zinc-finger-like protein ASYMMETRIC LEAVES2 (AS2) in leaf development of Arabidopsis thaliana (2019)
  • 著者名/発表者名: Sayuri Ando、Takumi Ogawa、Shuichiro Goto、Shoko Kojima、Yuki Sakamoto、Sachihiro Matsunaga、Yasunori Machida、Chiyoko Machida
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Analysis of relationship between maintenance of heat stress memory and chromosome higher order structure (2019)
  • 著者名/発表者名: Yui Fujiwara、Takuya Sakamoto、Yuki Sakamoto、Nobutoshi Yamaguchi、Toshiro Ito、Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 第60回日本植物生理学会年会
• [学会発表] Maintenance of chromatin stability brought by two-step regulation of centromere distribution (2018)
  • 著者名/発表者名: Takuya Sakamoto、Yuki Sakamoto、Yuka Oko、 Stefan Grob、Ueli Grossniklaus、Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会
  • 招待講演
• [学会発表] Plant nuclear lamina regulates gene expression under stress condition (2018)
  • 著者名/発表者名: Yuki Sakamoto，Mayuko Sato，Kiminori Toyooka，Shingo Takagi，Sachihiro Matsunaga
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会
  • 招待講演
• [学会発表] シロイヌナズナにおける新奇核膜内膜タンパク質の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邉水音、坂本勇貴、桑田啓子、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会
• [学会発表] 核膜関連タンパク質によるセントロメア配置制御機構の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 御子侑香、坂本卓也、坂本勇貴、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の発生分化に関わるzinc-finger-likeタンパク質AS2の細胞内局在の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤沙友里、小川拓海、小島晶子、坂本勇貴、松永幸大、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会
• [学会発表] 植物における新奇核膜内膜タンパク質の同定と解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邉水音、坂本勇貴、松永幸大
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 核膜関連因子による間期セントロメア配置決定機構の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 御子侑香、坂本卓也、坂本勇貴、松永幸大
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] シロイヌナズナの葉の発生分化に関わるZinc-finger-likeタンパク質AS2の核小体局在性の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 安藤沙友里、小川拓海、神谷翔子、山川美里、小島晶子、坂本勇貴、松永幸大、町田泰則、町田千代子
  • 学会等名: 第41回日本分子生物学会年会
• [学会発表] 植物核ラミナの構造と機能の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 坂本勇貴、高木慎吾、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物形態学会第30回総会・大会
• [学会発表] 核膜関連タンパク質によるセントロメア配置決定機構の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 御子侑香、坂本卓也、坂本勇貴、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物形態学会第30回総会・大会
• [学会発表] 植物における新奇核膜内膜タンパク質の同定 (2018)
  • 著者名/発表者名: 渡邉水音、坂本勇貴、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物形態学会第30回総会・大会
• [産業財産権] 生体試料の透明化方法及び生体試料脱色剤 (2018)
  • 発明者名: 坂本勇貴、松永幸大
  • 権利者名: 坂本勇貴、松永幸大
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2018