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2022 年度 実績報告書

リグニン前駆物質の輸送・貯蔵に関わる細胞間ネットワークの解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H03959
研究機関名古屋大学

研究代表者

福島 和彦  名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222256)

研究分担者 松下 泰幸  東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60335015)
青木 弾  名古屋大学, 生命農学研究科, 講師 (80595702)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2023-03-31
キーワードTOF-SIMS / 前駆物質 / リグニン / 貯蔵 / 定量分析 / イメージング
研究実績の概要

飛行時間型二次イオン質量分析(TOF-SIMS)によって不均一な生体組織あるいは複合材料中における微量成分の定性的な分布評価が可能である。申請者はこれまでに、急速凍結させた試料を連続的に切削することにより、細胞(細胞壁)内にあるがままに存在するあらゆる構成成分の三次元分布を、分子レベルで可視化する複合装置(クライオTOF-SIMS/SEM システム)を世界に先駆けて開発してきた。本研究ではリグニン前駆物質の輸送・貯蔵に関わる細胞間ネットワークの解明を目的とし、凍結した植物試料内での様々な化合物の動態可視化を試みた。
(1)二次木部の各種組織の木化における同種・異種細胞間の相互作用
樹木二次木部ではほとんどの細胞が木化するため、二次壁の木化に必要な多量のリグニン前駆物質が周辺細胞から供給される可能性は低く、液胞内に貯蔵された前駆物質が用いられるか、形成層付近の若い同種細胞から放射組織経由で供給されることが想定される。最終年度ではこの輸送・消費状況を追跡するために、完全に新規となる試料調製・分析法を開発し、重要な新規知見を得た。
(2)微量成分・高分子量成分を対象とした新規イメージング法の開発
生体試料内には様々な微量有機成分ならびに高分子成分が含まれているが、イメージング質量分析法ではある一瞬の状態を可視化しており、内部メカニズムの動的考察には不明な点も残されている。最終年度ではこれまでに個別の分布がまったく議論されてこなかった微量成分について、高感度イメージングに成功し、それらが異なった植物内分布を有することを示した。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] Natural Resources Institute Finland/University of Jyvaskyla/University of Turku(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Natural Resources Institute Finland/University of Jyvaskyla/University of Turku
  • [雑誌論文] Evaluation of guaiacyl lignin aromatic structures using 13CO2 administered Ginkgo biloba L. xylem by quantitative solid- and liquid-state 13C NMR2023

    • 著者名/発表者名
      S. MIYATA, D. AOKI, Y. MATSUSHITA, M. TAKEUCHI, K. FUKUSHIMA
    • 雑誌名

      Holzforschung

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1515/hf-2022-0141

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inspired by nature: Fiber networks functionalized with tannic acid and condensed tannin-rich extracts of Norway spruce bark show antimicrobial efficacy2023

    • 著者名/発表者名
      T. Jyske, J. Liimatainen, J. Tienaho, H. Brannstrom, D. Aoki, K. Kuroda, D. Reshamwala, S. Kunnas, E. Halmemies, E. Nakayama, P. Kilpalinen, A. Ora, J. Kaseva, J. Hellstrom, V. S. Marjomaki, M. Karonen, K. Fukushima
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, section Biomaterials

      巻: 11 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fbioe.2023.1171908

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Alkaloid Distribution in the Freeze-fixed Stems of Phellodendron amurense2023

    • 著者名/発表者名
      Q. Gong, D. Aoki, Y. Matsushita, M. Yoshida, T. Taniguchi, K. Endoh, K. Fukushima
    • 学会等名
      第73回日本木材学会
  • [学会発表] β-5 型モデル化合物を用いたリグニンの伸長反応の解析2023

    • 著者名/発表者名
      井戸大也、松下泰幸、青木弾、福島和彦
    • 学会等名
      第73回日本木材学会
  • [学会発表] イチョウ樹幹中における細胞壁および細胞内容物の傾斜刺激応答2023

    • 著者名/発表者名
      熊田朱里、青木弾、吉田正人、福島和彦
    • 学会等名
      第73回日本木材学会
  • [学会発表] Microscopic Distribution of Eight Alkaloids in Freeze-fixed Stems of Phellodendron amurense2023

    • 著者名/発表者名
      Q. GONG, D. AOKI, Y. MATSUSHITA, M. YOSHIDA, T. TANIGUCHI, K. ENDOH, K. FUKUSHIMA
    • 学会等名
      6th International Symposium of the Kyoto Biomolecular Mass Spectrometry Society (KBMSS) / International SYmposium on mass spectrometry imaging
    • 国際学会
  • [学会発表] 二次イオン質量分析による移動性成分の分布可視化2022

    • 著者名/発表者名
      青木弾
    • 学会等名
      第67回リグニン討論会若手の会・日本木材学会バイオマス変換研究会 合同講演会
    • 招待講演
  • [学会発表] 芳香環1位標識コニフェリンの投与によるイチョウ木部リグニン中におけるスピロジエノン型構造の定量2022

    • 著者名/発表者名
      今村勝利、細川雅貴、松下泰幸、青木弾、福島和彦、片平正人
    • 学会等名
      第67回リグニン討論会
  • [学会発表] Cryo-TOF-SIMSによる木材防腐剤の沈着・拡散挙動評価2022

    • 著者名/発表者名
      神谷隼、青木弾、桃原郁夫、福島和彦
    • 学会等名
      日本木材保存協会 第37回年次大会

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公開日: 2023-12-25  

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