植物病理学のための酢酸ウランに代わるノンアイソトープ電子染色剤の新規開発

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25450059
• 研究機関: 神戸大学
• 研究代表者: 朴 杓允 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 名誉教授 (20147094)
• 研究分担者: 池田 健一 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (40437504) ; 朴 文守 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 研究員 (50600417) [辞退]
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 酢酸ウラン / 透過電子顕微鏡 / 非放射性重金属染色 / 塩化ハフニウム / 酢酸ガドリニウム / サマリ二ウム塩 / 細胞コントラスト / ネガティブ染色

研究実績の概要

透過電子顕微鏡による細胞観察にはウランが最も有効であるが、ウランは多糖類を好染しない。電顕観察に必須のウランは放射活性を有するため日本で管理と使用が制限される。このため現在ウランの欠点を改善して細胞コントラストを挙げる非放射性の重金属染色剤が必要となっている。コントラストは染色剤の染色効果・染色時間・切片厚・現像条件により変わるためその正確な評価は難しい。本研究では相対的T細胞コントラスト比法を開発したが欠点も見つけた。正確なコントラスト比の決定には写真の樹脂(最低電子密度部位)の電子密度の一定化が必要となるため、一定になるよう写真現像を行った。平成26～27年度は多様な生物種(植物・かび・昆虫)に及ぼすGdCl3、GdAc3、Smcl3、SmAc3水溶液の染色効果を調べた結果、5種の重金属は核とオルガネラ基質、生体膜のコントラストを増加させた。加えて、細胞壁、デンプン、膠原繊維も高い染色性を示し、ウランが保有しない染色性を保有することが分かった。これら重金属の染色効果はウラン塩の染色性に匹敵するため、微細構造の観察に十分である。TMVウイルス粒子を使って5つの重金属のnegative染色効果を調べた。５つの重金属のうちで、汚染と構造破壊が少なく、染色性が良かったのはGdCl3　であった。以上の結果を纏めると、GdAc3の細胞構造のコントラストの微細性は特に優れているのでウランに代わるpositive染色剤として、GdCl3　はnegative染色剤として推薦できる。

研究成果

• [雑誌論文] Suppression of chloroplastic alkenal/one oxidoreductase represses the carbon catabolic pathway in Arabidopsis thaliana during. (2016)
  • 著者名/発表者名: Takagi, D., Ifuku, K., Ikeda, K., Inoue, K., Park, P., Tamoi, M., Inoue, H., Sakamoto, K., Saito, R.,Miyake, C.
  • 雑誌名: Plant Physiol. 巻: 170 ページ: 2024-2039
  • DOI: 10.1104/pp.15.01572
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Novel aspects of hydrophobins in wheat isolate of Magnaporthe oryzae: Mpg1, but not Mhp1, is essential for adhesion and pathogenicity. (2016)
  • 著者名/発表者名: Inoue, K., Kitaoka, H., Park, P., Ikeda, K.
  • 雑誌名: Journal of General Plant Pathology 巻: 82 ページ: 18-28
  • DOI: 10.1007/s10327-015-0632-9
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Rapid contrast evaluation method based on affinity beads and backscattered electron imaging for the screening of electron stains. (2015)
  • 著者名/発表者名: Kaku, H., Inoue, K., Muranaka, Y., Park, P., Ikeda, K.
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 64 ページ: 361-368.
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfv041
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Polycationic ruthenium red is reactive with the extracellular matrix produced by plant pathogenic fungi. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ueno, S., Inoue, K., Ishii, H., Jiang, S., Adachi, Y., Kanematsu, S., Park, P., Ikeda, K.
  • 雑誌名: Journal of Electron Microscopy Technology for Medicine and Biology 巻: 28 ページ: 47-53.
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] 酸素バブリング・アルデヒド固定と重金属染色 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朴 杓允
  • 学会等名: 第38回近畿電顕技術情報交換会
  • 発表場所: 神戸大学梅田インテリジェントラボラトリ教室、大阪
  • 年月日: 2016-03-13 – 2016-03-13
  • 招待講演
• [学会発表] 超薄切片形成機構と切片を取り巻く最新の電顕技法 (2016)
  • 著者名/発表者名: 朴 杓允
  • 学会等名: 第21回細胞構造研究会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター、大阪
  • 年月日: 2016-01-30 – 2016-01-31
  • 招待講演
• [学会発表] Evaluation of non-cluclear uranium by comparison with continuous ultra-thin sections of biological samples. (2015)
  • 著者名/発表者名: Muranaka,Y., Inoue, K., Park,P.
  • 学会等名: 東アジア顕微鏡学会
  • 発表場所: 姫路
  • 年月日: 2015-11-24 – 2015-11-27
  • 国際学会
• [学会発表] 電子染色機序 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朴 杓允
  • 学会等名: 植物電子顕微鏡サマーセミナー2015 (20th 細胞構造研究会@関東)、植物電子顕微鏡ネットワーク主催
  • 発表場所: 理研 横浜
  • 年月日: 2015-09-26 – 2015-09-26
  • 招待講演
• [学会発表] 定量形態学Stereologyの原理 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朴 杓允
  • 学会等名: 第19回細胞構造研究会
  • 発表場所: 大阪大学コンベンションセンター 大阪
  • 年月日: 2015-06-20 – 2015-06-21
  • 招待講演
• [学会発表] 走査型電子顕微鏡を用いた代替電子染色剤の選抜法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 池田健一、嘉久大毅、井上加奈子、朴杓允
  • 学会等名: 医学生物学電子顕微鏡技術学会第31回学術講演会
  • 発表場所: 名古屋市立大学
  • 年月日: 2015-06-19 – 2015-06-21
  • 招待講演
• [学会発表] グルタルアルデヒド固定機序 (2015)
  • 著者名/発表者名: 朴 杓允
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第71回学術講演会
  • 発表場所: 国立京都国際会館 京都
  • 年月日: 2015-05-14 – 2015-05-14
  • 招待講演