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2015 年度 実施状況報告書

空間分解メタボロミクスによる植物代謝動態可視化

研究課題

研究課題/領域番号 15K14921
研究機関九州大学

研究代表者

三浦 大典  九州大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (40532627)

研究分担者 藤村 由紀  九州大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (20390304)
早川 英介  九州大学, 学内共同利用施設等, 研究員 (20739809)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
キーワードメタボロミクス / イメージング / 質量分析
研究実績の概要

本研究では、申請者がこれまでに開発してきたマトリックス支援レーザー脱離イオン化(MALDI)法を基盤とした質量分析イメージング技術を先鋭化することで、これまで未知であった植物個体内微少領域における代謝動態の二次元可視化を試み、植物代謝研究における新たな基盤技術の創生と生理・形態学的情報を与える新たなオミクス解析ツールの提供を目指している。
本年度は、既に保有するMALDI用マトリックス候補化合物(既知マトリックス:20種、新規合成マトリックス:70種)および本申請にて購入する既知マトリックス誘導体(80種)を用い、植物に含まれる代表的な二次代謝産物(ポリフェノール類・フラボノイド類・カロテノイド類・植物ホルモンなど)約50種類に対する総当たりスクリーニングを行い、植物組織から直接低質量分子を検出するための、十分な感度(pmolオーダー)を達成できるマトリックスの探索を行った。その結果、1,5-diaminonaphthalene (1,5-DAN) が最も優れたマトリックスであることが判明した。また、一次代謝物の検出には、これまでの検討通り9-aminoacridine (9-AA) が適していることも見出した。
さらに、9-AAを用いて質量分析イメージングに適したマトリックス塗付法についても、その最適条件を見出すに至っている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

既に最適マトリックスの選定は終了し、サンプル調製法の最適化まで実施できた。また、平成28年度実施予定であったトマト果実を用いた、傷害ストレスを与えたトマト果実における代謝応答の空間的変動を捉える実験にも着手し、特異的な代謝応答の発見にも成功している。さらに、モデル植物であるシロイヌナズナを用いた実験にも既に着手している。

今後の研究の推進方策

当初の計画以上に進展しており、当初の予定通り着実に研究を進める。また、本研究で確立した手法をモデル植物であるシロイヌナズナに適用し、植物代謝研究における新たな基盤技術の創生と生理・形態学的情報を与える新たなオミクス解析ツールの提供を目指す。

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2016 2015

すべて 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] 質量分析イメージング法を用いたトマト果実の生理応答に対する代謝動態解析2016

    • 著者名/発表者名
      中村純也・一瀬智美・早川英介・藤村由紀・割石博之・三浦大典.
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [学会発表] 植物における質量分析イメージング法の最適化2016

    • 著者名/発表者名
      一瀬智美・早川英介・中村純也・中家修一・山崎雄三・藤村由紀・割石博之・三浦大典.
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2016-03-27 – 2016-03-30
  • [学会発表] Mass Spectrometry Imaging of Endogenous Metabolites in Arabidopsis.2015

    • 著者名/発表者名
      Morikawa-Ichinose T, Nakamura J, Fujimura Y, Shindo M, Wariishi H and Miura D.
    • 学会等名
      Pacifichem 2015
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 質量分析イメージングを用いた植物内在性代謝物の可視化2015

    • 著者名/発表者名
      一瀬智美・中村純也・藤村由紀・割石博之・三浦大典
    • 学会等名
      第9回メタボロームシンポジウム
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      2015-10-01 – 2015-10-02

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公開日: 2017-01-06  

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