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2012 年度 実績報告書

オミックス情報を融合した電子顕微鏡像生命動態基盤の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23657051
研究機関独立行政法人理化学研究所

研究代表者

豊岡 公徳  独立行政法人理化学研究所, 機能開発研究グループ, 上級研究員 (10360596)

キーワード電子顕微鏡 / 高圧凍結技法 / 電子地図 / オルガネラ / 超微形態
研究概要

本研究は、高圧凍結技法を取り入れた透過電子顕微鏡(TEM)により広範囲の高倍率・高解像度像を自動撮影するシステムを構築し、オミックス情報を含めたTEM像アトラスを構築・公開することを目的とした。
シロイヌナズナまたはタバコ培養細胞を用いて高圧凍結した後、固定液と樹脂の条件検討を行い、組織・細胞の形態が保持され面積の大きい超薄切片を効率よく作製する方法を開発した。東京大学朽名博士・日本女子大永田准教授らと外部PCによりTEMのCCDカメラとX-Yステージ等を制御して、自動撮影するプログラムを開発した。そして撮影した数千~数万枚のTEM像を自動につなぎ合わせるプログラムを開発した。本プログラムを組み合わせ、3万枚の電顕写真の自動撮影・自動結合に成功した。さらに、つなぎ合わせた高倍率広域デジタル写真をWebブラウザで表示可能なシステムを構築し、拡大縮小等の表示テストを行いながら、オルガネラにアノテーションを加えられるようにした。また、ポップアップメニューや文字検索によりオルガネラの位置を表示できるように改良を加え、各オルガネラの遺伝子やプロテオミクス、蛍光イメージングの動画などのオミックス情報のリンクを加えられるようにした。さらに、東京大学桧垣博士らと電顕像におけるオルガネラの自動認証プログラムの構築を進め、根端におけるデンプン顆粒の自動抽出に成功した。シロイヌナズナ根端に未同定の構造体を見出した。TEM像アトラスを公開できるようサーバーをセットアップし、所内内部サーバーに公開しテストするとともに、様々なサンプルに末端PCからアノテーションを付けられるシステムとデータベースを構築した。
本研究は、日本植物生理学会と日本顕微鏡学会で毎年発表するとともに、非公開ミーティングや公開シンポジウム等で報告した。現在、本研究に関して論文をまとめている。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (3件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The Ets Transcription Factor Spi-B Is Essential for the Differentiation of Intestinal Microfold (M) Cells2012

    • 著者名/発表者名
      Kanaya T, Hase K, Takahashi D, Fukuda S, Hoshino K, Sasaki I, Hemmi H, Knoop KA, Kumar N, Sato M, Katsuno T, Yokosuka O, Toyooka K, Nakai K, Sakamoto A, Kitahara Y, Jinnohara T, McSorley SJ, Kaisho T, Williams IR, Ohno H
    • 雑誌名

      Nature Immunology

      巻: 13 ページ: 832-842

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Lysine Decarboxylases Involved in the First Step of Quinolizidine Alkaloid Biosynthesis in Leguminosae Plants2012

    • 著者名/発表者名
      Bunsupa S, Katayama K, Ikeura E,Oikawa A, Toyooka K, Saito K, Yamazaki M
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 24 ページ: 1202-1216

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of Root Greening by Light and Auxin/Cytokinin Signaling in Arabidopsis2012

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi K, Baba S, Obayashi T, Sato M, Toyooka K, Keranen M, Aro E, Fukaki H, Ohta H, Sugimoto K, Masuda T
    • 雑誌名

      Plant Cell

      巻: 24 ページ: 1081-1095

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrastructure of the rickettsial endosymbiont “MIDORIKO” in the green alga Carteria cerasiformis as revealed by high-pressure freezing and freeze-substitution fixation2012

    • 著者名/発表者名
      Kawafune, K. et al
    • 雑誌名

      Protoplasma

      巻: 13 ページ: 832-842

    • DOI

      10.1007/s00709-012-0469-4

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro-CT observations of the 3D distribution of calcium oxalate crystals in cotyledons during maturation and germination in Lotus miyakojimae seeds.2012

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi, D. et al
    • 雑誌名

      J Electron Microsc (Tokyo)

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • DOI

      10.1093/jmicro/dfs079

    • 査読あり
  • [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
      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
      岡山県岡山市
    • 年月日
      20130321-20130324
  • [学会発表] V-PPaseの細胞内局在から見るタバコ根端分裂組織の液胞形成2012

    • 著者名/発表者名
      佐藤繭子
    • 学会等名
      第68回日本顕微鏡学会年会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      20120514-20120516
  • [学会発表] 生体顕微マルチスケール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
    • 学会等名
      第68回日本顕微鏡学会年会
    • 発表場所
      茨城県つくば市
    • 年月日
      20120514-20120516
  • [備考] 理化学研究所植物科学研究センター基盤研究

    • URL

      http://labs.psc.riken.jp/gdrg/Research1

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公開日: 2014-07-24  

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