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2008 年度 実績報告書

石灰質有孔虫細胞内のカルシウムイオンの定量と挙動のリアルタイム観察

研究課題

研究課題/領域番号 20740301
研究機関独立行政法人海洋研究開発機構

研究代表者

豊福 高志  独立行政法人海洋研究開発機構, 地球内部変動研究センター, 研究員 (30371719)

キーワード石灰質有孔虫 / カルシウムイメージング / バイオミネラリゼーション / 生物源炭酸塩 / 海洋酸性化 / 古海洋学 / 海洋生物学 / 実験古生物学
研究概要

本申請課題では,石灰質有孔虫細胞内のカルシウムイオンを蛍光プローブを用いて可視化,更に定量を可能にし,有孔虫類の石灰化過程におけるカルシウムの挙動を明らかにすることである.
本年度は、1)これまでに開発したカルシウム蛍光プローブFluo-3AMを用い、有孔虫細胞内におけるカルシウムイオン分布の観察、および2)カルシウムイオン濃度を定量するために、レシオメトリー法が適応できるカルシウム蛍光プローブFuraファミリーの取り込み、観察条件の最適化を行った。
Fluo-3AMによる観察結果によれば、底生有孔虫・浮遊性有孔虫の多くの種で、細胞内にカルシウムが貯蔵されている様子を確認した。カルシウム分布の様子やその量は種によって異なるが、その定量には至っていない。浅海性底生有孔虫Ammonia beccariiを用いた、Fluo-3AMを用いた細胞内カルシウム観察手法の確立と、石灰化中の細胞内カルシウム分布の時系列観察は、方法の独創性と興味深い観察結果が高く評価され、米国地球物理学会のオンラインジャーナルGeochemistry Geophysics Geosystermsに掲載された。また、これまで得られた知見を集約し、有孔虫の石灰化モデルを構築し、欧州微古生物学会春期有孔虫円石藻合同研究集会でポスター発表したところ、手法の新規性に加え、観察内容の重要性、モデルの先進性が評価され、最優秀ポスター賞を受賞した。
別のカルシウム蛍光指示薬Furaファミリーを用いた観察では、Fluo-3AMでは難しかった、細胞内カルシウムの定量が可能になると期待している。これまでに、Fura-2を用いて、細胞内への取り込み条件、観察条件の最適化を行った。新年度には、検量線を得て、細胞内カルシウムイオン濃度の定量を始める予定である。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2009 2008

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] 地球化学・地球生物学分野への分子イメージング手法の応用2009

    • 著者名/発表者名
      豊福高志
    • 雑誌名

      学際領域における分子イメージングフォーラム、JAXA SP(Special Publication) (受理)

  • [雑誌論文] Intracellular pH distribution in foraminifera determined by the fluorescent probe HPTS2008

    • 著者名/発表者名
      De Nooijer, L. J
    • 雑誌名

      Limnology and Oceanography: Methods 6

      ページ: 610-618

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深海低層生態系変動のリアルタイム観測2008

    • 著者名/発表者名
      北里 洋
    • 雑誌名

      月刊地球 30

      ページ: 396-402

  • [雑誌論文] 有孔虫細胞内の環境可視化手法の開発と応用-バイオミネラリゼーションの解明を目指して-2008

    • 著者名/発表者名
      豊福 高志
    • 雑誌名

      月刊地球 30

      ページ: 346-351

  • [雑誌論文] Real-time visualization of calcium ion activity in shallow benthic foraminiferal cells using the fluorescent indicator Fluo-3 AM2008

    • 著者名/発表者名
      Toyofuku, T.
    • 雑誌名

      Geochemistry Geophysics Geosystems 9

      ページ: doi:10.1029/2007GC001904

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Assessing influence of diagenetic carbonate dissolution on planktonic foraminiferal Mg/Ca in the southeastern Arabian Sea over the past 450 ka:Comparison between Globigerinoides ruber and Globigerinoides sacculifer2008

    • 著者名/発表者名
      Tachikawa, K.
    • 雑誌名

      Geochemistry Geophysics Geosystems 9

      ページ: doi:10.1029/2007GC001904

  • [学会発表] 環境自律制御システムを用いた有孔虫飼育実験2009

    • 著者名/発表者名
      豊福高志
    • 学会等名
      MRC2009研究集会
    • 発表場所
      新宿区、国立科学博物館新宿分館
    • 年月日
      2009-03-03
  • [学会発表] カルシウム・pH蛍光指示薬を用いた観察から示唆される有孔虫の石灰化モデル2008

    • 著者名/発表者名
      豊福高志
    • 学会等名
      日本古生物学会2008年年会
    • 発表場所
      仙台市、東北大学
    • 年月日
      2008-07-05
  • [学会発表] Laboratory experimental evaluation of foraminiferal Mg/Ca2008

    • 著者名/発表者名
      Toyofuku, T.
    • 学会等名
      地球惑星科学合同大会
    • 発表場所
      千葉市、幕張メッセ
    • 年月日
      2008-05-27
  • [学会発表] Foraminiferl calcification and the role of intracellular pH2008

    • 著者名/発表者名
      De Nooijer, L. J
    • 学会等名
      the Micropaleontological Society's Foraminifera and Nanofossil Groups Joint Spring Meeting 2008
    • 発表場所
      チュービンゲン大学、チュービンゲン、ドイツ
    • 年月日
      2008-05-15
  • [学会発表] A new model of foraminifera calcification pathways in shallow benthic foraminifera: miliolids vs hyaline species2008

    • 著者名/発表者名
      Toyofuku, T
    • 学会等名
      the Micropaleontological Society's Foramini fera and Nanofossil Groups Joint Spring Meeting 2008
    • 発表場所
      チュービンゲン大学、チュービンゲン、ドイツ
    • 年月日
      2008-05-15

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公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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