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生細胞内の元素トレーサ動態イメージングへの挑戦

公募研究

研究領域「生命金属科学」分野の創成による生体内金属動態の統合的研究
研究課題/領域番号 22H04807
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 複合領域
研究機関名古屋大学

研究代表者

菅野 里美  名古屋大学, 高等研究院, 准教授 (20586010)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2023年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2022年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
キーワードリン / リン応答 / イメージング / 元素 / リン酸 / 元素イメージング / 植物生理 / 植物栄養
研究開始時の研究の概要

本研究は、生組織へ投与した元素トレーサの取り込みと局在を解析するための高空間分解能イメージング実験系を整備し、さらに一細胞RNA転写リアルタイムイメージング技術と合わせることにより、生体組織中の元素の量的変動と遺伝子発現量変動を統合的に理解し植物組織の元素認識機構の理解につなげる知見を得るための研究である。

研究実績の概要

本計画では、生体内の元素の挙動を解析するため、放射性同位体核種をトレーサとして使用する。トレーサから放出される放射線の検出に際し、蛍光体(励起により蛍光を発光する特性を示す)により可視光へと変換し、高感度のCMOSカメラにより検出する検出系を基盤としている。本計画では、シンチレータとCMOSカメラの間にシンプルなレンズ系を入れることでレンズによるシグナルロスを抑えながら拡大し細胞レベルの分解能を持たせるため、レンズ系を組みトレーサの検出検証を行った。その結果、システムに使用していた蛍光体の方に空間分解能の向上を妨げる原因がある事が明らかとなった。そのため、シンチレータの種類について検討し直し、近年新しく開発されたGOSシンチレータを使用することとなった。GOSシンチレータをレンズ系に接続するための加工をオプトクラフト社と設計し加工した。本システムは、本計画に先行して進めていたレンズを使わない検出系と合わせて特許を出願した。

現在までの達成度 (段落)

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和5年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 図書 (1件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] CEA/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] CEA/CNRS(フランス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Reviewing impacts of biotic and abiotic stresses on the regulation of phosphate homeostasis in plants2024

    • 著者名/発表者名
      L. Nussaume, S. Kanno
    • 雑誌名

      Journal of Plant Research

      巻: 137 号: 3 ページ: 1-5

    • DOI

      10.1007/s10265-024-01533-4

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Xylem K loading modulates K and Cs absorption and distribution in Arabidopsis under K limited conditions2023

    • 著者名/発表者名
      2.S.Kanno, L.Martin, N.Vallier, S.Chiarenza, T.Nobori, J.Furukawa, L.Nussaume, A.Vavavasseur, N. Leonhard
    • 雑誌名

      Frontier in Plant Science

      巻: 14 ページ: 1-13

    • DOI

      10.3389/fpls.2023.1040118

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 可視化技術で見える根の元素吸収のしくみ2022

    • 著者名/発表者名
      菅野里美
    • 雑誌名

      アグリバイオ

      巻: 77 ページ: 63-64

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] イメージングから考えるリン酸輸送・応答機構2024

    • 著者名/発表者名
      菅野里美
    • 学会等名
      第65回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生物のリン酸獲得機構のミッシングリンク-進化から考える地球のリン酸環境の変遷-2023

    • 著者名/発表者名
      菅野里美
    • 学会等名
      第2回リンと生命の起源研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] he Missing Link in the Evolution of Phosphate Transporters2023

    • 著者名/発表者名
      1.Satomi Kanno, Yosuke Hoshino, Kumiko Miwa, Pascale David, Thierry Desnos, Laurent Nussaume
    • 学会等名
      IRN France-Japan Frontiers in Plant Biology (FJFPB) Symposium 2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Understanding Phosphate Transport in Plants by Imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Satomi KANNO
    • 学会等名
      第33回日本微量元素学会学術集会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding Phosphate Transport in Plants by Imaging2022

    • 著者名/発表者名
      Satomi KANNO
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会 国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [図書] Plant Phoshorus Nutrition (範囲:Analysis and comparison of AlphaFold structures predictions between Pi uptake transporters recovering phosphate in natural environments)2023

    • 著者名/発表者名
      L. Nussaume, T. Desnos, Z. Jinsheng, P. David, M. Kumiko, and S.Kanno
    • 総ページ数
      159
    • 出版者
      Taylor & Francis Group
    • ISBN
      9781032516523
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 研究者総覧

    • URL

      https://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/html/100010731_ja.html

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学高等研究院

    • URL

      http://www.iar.nagoya-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [産業財産権] 放射線の画像化器具、画像化装置および画像化方法並びに光学顕微鏡2023

    • 発明者名
      1.菅野里美 大西 崇文
    • 権利者名
      1.菅野里美 大西 崇文
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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