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環境感覚である葉緑体チラコイド膜の形成機構解明をめざしたモルフォローム解析の提案

公募研究

研究領域植物の環境感覚:刺激受容から細胞応答まで
研究課題/領域番号 23120526
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 生物系
研究機関日本女子大学

研究代表者

永田 典子  日本女子大学, 理学部, 准教授 (40311352)

研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2012年度)
配分額 *注記
9,360千円 (直接経費: 7,200千円、間接経費: 2,160千円)
2012年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2011年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード電子顕微鏡 / 葉緑体 / オミクス / シロイヌナズナ / 突然変異体 / 網羅的解析 / アルビノ
研究実績の概要

本研究では、透過電子顕微鏡を用いて葉緑体形態を網羅的に構造観察すること、すなわち電顕による形態・構造のオミクス解析を行った。
(1) シロイヌナズナ葉緑体突然変異体の網羅的な電子顕微鏡観察
葉緑体タンパク質をコードする核遺伝子1,105遺伝子分のタグラインを収集したところ、アルビノ・ペールグリーン・斑入りといった葉の色に変化が見られる変異体は73遺伝子分見つかった。それら73変異体について、色素体の透過電子顕微鏡観察を行った。色素体内部の異常構造は11クラスに分類でき、構造の特徴には共通の機能的傾向が見られた。また、外見からだけでは分からない新規の異常構造も見つかり、変異体のスクリーニング法として電顕が有用であることも示された。これらの色素体画像は、他の変異体情報と合わせて、データベースChloroplast Function Database II(http://rarge.psc.riken.jp/chloroplast/)上で検索・閲覧することが可能となった。
(2) 広域高解像度の電子顕微鏡画像の取得
外部PCから電顕をプログラム制御し電子ビーム方向と試料位置の制御を組み合わせることで、広域の電顕画像を全自動で撮影することに成功した。また、画像認識プログラムにより糊しろ部分を張り合わせることで、大量の画像を全自動で結合することにも成功した。例えば、3,600枚から成るシロイヌナズナ茎頂画像は、撮影時間3時間半、結合時間10時間弱で取得できた。これまでに、最大37,881枚から成り、面積にして約600μm四方の領域をカバーする1枚画像を取得することができた。このように、細胞や組織全体に渡る広域高解像度の電子顕微鏡画像を取得し、葉緑体の構造変化等を統計学的及び総括的に処理できるようになった。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (17件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The Chloroplast Function Database II : a comprehensive collection of homozygous mutants and their phenotypic/genotypic traits for nuclear-encoded chloroplast proteins2013

    • 著者名/発表者名
      Myouga F, Akiyama K, Tomonaga Y, Kato A, Sato Y, Kobayashi M, Nagata N, Sakurai T, Shinozaki K
    • 雑誌名

      Plant Cell Physiol

      巻: 54: e2 号: 2 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/pcp/pcs171

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arabidopsis mitochondrial protein TIM50 affects hypocotyl cell elongation through intracellular ATP level2012

    • 著者名/発表者名
      Shailesh Kumar
    • 雑誌名

      Plant Science

      巻: 183 ページ: 212-217

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] シロイヌナズナ葉緑体突然変異体のデータベース構築に向けた網羅的な透過電子顕微鏡解析2013

    • 著者名/発表者名
      加藤綾、明賀史純、秋山顕治、佐藤由佳、小林恵、櫻井哲也、篠崎一雄、永田典子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク・大阪
    • 年月日
      2013-05-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 電顕アトラス:高圧凍結技法を取り入れた広域電顕像撮影システムの開発2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤繭子、朽名夏麿、澤木史江、若崎眞由美、桧垣匠、吉田拓弘、櫻井哲也、馳澤盛一郎、持田恵一、永田典子、豊岡公徳
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大、岡山
    • 年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Chloroplast Function Database IIは核コード葉緑体蛋白質変異体の網羅的収集データと変異体の表現型データとを提供する2013

    • 著者名/発表者名
      明賀史純、秋山顕治、朝長優美、加藤綾、佐藤由佳、小林恵、永田典子、櫻井哲也、篠崎一雄
    • 学会等名
      第54回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      岡山大、岡山
    • 年月日
      2013-03-21
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 広域透過電子顕微鏡画像取得法の開発とその応用2013

    • 著者名/発表者名
      澤木史江,小林恵, 佐藤繭子, 朽名夏麿, 桧垣匠, 馳澤盛一郎, 豊岡公徳, 永田典子
    • 学会等名
      第37回日本顕微鏡学会関東支部講演会
    • 発表場所
      東大・東京
    • 年月日
      2013-03-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 斑入り突然変異体thf1の異常色素体分布に関する時空間的解析2013

    • 著者名/発表者名
      佐藤由佳,藤原誠,明賀史純,吉田茂男,篠崎一雄,本橋令子,永田典子
    • 学会等名
      第37回日本顕微鏡学会関東支部講演会
    • 発表場所
      東大・東京
    • 年月日
      2013-03-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 透過電子顕微鏡における広域高解像度画像取得法の開発とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      澤木 史江, 小林 恵, 佐藤 繭子, 朽名 夏麿, 桧垣 匠, 馳澤 盛一郎, 豊岡 公徳, 永田 典子
    • 学会等名
      日本植物学会第76回大会
    • 発表場所
      兵庫県立大学・兵庫
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 生体顕微マルチスケーリングマッピングシステム:小胞クラスターの分布と構造2012

    • 著者名/発表者名
      豊岡公徳、若崎眞由美、朽名夏麿、桧垣匠、永田典子、松岡健、持田恵一、佐藤繭子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第67回学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-05-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ斑入り突然変異体における異常色素体分布の時空間的解析2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤由佳、小林恵、澤木史江、藤原誠、明賀史純、吉田茂男、篠崎一雄、本橋令子、永田典子
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第67回学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2012-05-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Ultrastructure of chromoplasts and carotenoid profile in pepper fruits exhibiting various colors2012

    • 著者名/発表者名
      M Kobayashi
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Plant Environ mental Sensing
    • 発表場所
      Todaiji Culture Center, Nara, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Electron microscopy atlas : ultrastructure and distribution of vesicle cluster2012

    • 著者名/発表者名
      K Toyooka
    • 学会等名
      The 1st International Symposium on Plant Environ mental Sensing
    • 発表場所
      Todaiji Culture Center, Nara, Japan
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナ斑入り突然変異体における色素体分布の時空間的解析2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤由佳
    • 学会等名
      日本植物形態学会第23回大会
    • 発表場所
      東京・日本女子大
    • 年月日
      2011-09-16
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] シロイヌナズナの葉表皮組織における細胞内微細構造の解析2011

    • 著者名/発表者名
      秋田佳恵
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学・京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生体顕微マルチスケーリングマッピング:小胞クラスターの分布と超微形態2011

    • 著者名/発表者名
      豊岡公徳
    • 学会等名
      第53回日本植物生理学会年会
    • 発表場所
      京都産業大学・京都
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Comparative analysis of carotenoid profile in the mature fruits of wild peppers (Capsicum spp.) conserved in Kihara Institute for Biological Research2011

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ito
    • 学会等名
      8^<th> Solanaceaeand 2^<nd> Cucubitaceae Joint Conference 2011
    • 発表場所
      Kobe Convention Center
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Characterization and utilization of novel functional traits of Capsicum genetic resources conserved in Kihara Institute for Biological Reresearch2011

    • 著者名/発表者名
      Kohei Ishii
    • 学会等名
      8^<th> Solanaceaeand 2^<nd> Cucubitaceae Joint Conference 2011
    • 発表場所
      Kobe Convention Center
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Phylogenetic analysis of Capsicum spp.using simple sequence repeat markers derived from expressed sequence tags2011

    • 著者名/発表者名
      Kenta Shirasawa
    • 学会等名
      8^<th> Solanaceaeand 2^<nd> Cucubitaceae Joint Conference 2011
    • 発表場所
      Kobe Convention Center
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 斑入り突然変異体thflにおける異常色素体分布の時空間的解析2011

    • 著者名/発表者名
      佐藤由佳
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京・東大
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://mcm-www.jwu.ac.jp/~n-nagata/

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

URL: 

公開日: 2011-04-06   更新日: 2018-03-28  

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