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2017 Fiscal Year Annual Research Report

Development of comprehensive mapping method of target molecule linked with cell division process

Research Project

Project/Area Number 26291028
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

岩根 敦子  大阪大学, 生命機能研究科, 招へい教授 (30252638)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 渡邉 朋信  大阪大学, 免疫学フロンティア研究センター, 招へい准教授 (00375205)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2018-03-31
KeywordsFIB-SEM / 超微細構造 / 細胞分裂 / シゾン / 三次元再構築 / ダイナミックス
Outline of Annual Research Achievements

電子顕微鏡観察は標的分子並びに細胞小器官だけでは無く、それを取り囲む環境を含めた超微細構造として可視化出来る利点がある。クライオ電子顕微鏡観察は化学固定すること無く、無染色で真の構造が観察出来る期待が持たれるが、TEM 観察故、その分解能は試料の厚さに制限がある。そこで、空間分解能が理論的には試料の厚さに影響を与えないFIB-SEM を用いて最小限度の細胞小器官を有するシゾンを生命の基本である細胞分裂過程のモデル生物として選び、電子顕微鏡観察で苦手であった標的分子の同定を網羅的複数同時にマッピングしながら細胞丸ごとレベルで超微細構造解析を行う。
平成29年度は
電子顕微鏡観察では多少苦手とされる、シゾンの細胞分裂過程において、オルガネラに存在する2標的分子の同時同定やダイナミックスを有効に確認するためにコピー数を調節し得る新たな相同性組換え体発現系開発を行い、無事成功した。2種類の標的分子を同時に発現できる系が確立出来たことは相互作用をイメージングする事においても有意義な結果である。シゾンは実験室に於いては振盪培養で生育するため、今まで生きた状態で同一細胞の細胞分裂過程のダイナミックスを追うことは困難であり、報告は無い。今回、私達は自作した光の明暗調整ユニットを利用し、細胞分裂を同調させながら特殊な基板上での1細胞毎のシゾン細胞のタイムラプス観察にも成功した。電子顕微鏡のための試料作製も概ね確立したこともあり、FIB-SEMと3次元再構築法から新たに3D構造モデルも150個以上となった。光学顕微鏡からの結果並びに色素体内のチラコイド膜の推移と比較しながら細胞分裂の時系列にあわせたより正確な超微細構造モデルを得ることを可能とし、英文書籍にてその結果を報告した。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (28 results)

All 2018 2017 Other

All Journal Article (8 results) (of which Open Access: 7 results,  Peer Reviewed: 7 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 9 results) Book (1 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] 3D-Structual Modeling of Myogenic Differentiation of C2C12 Myoblasts by Advanced Electron Microscopy and Light Microscopy.2018

    • Author(s)
      Ichinose TM, Saito S and Iwane AH
    • Journal Title

      Biophysical Journal

      Volume: 114 Pages: 164

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2017.11.920.

    • Open Access
  • [Journal Article] Activated full-length myosin-X moves processively on filopodia with large steps toward diverse two-dimensional directions2017

    • Author(s)
      Osamu Sato, Hyun Suk Jung, Satoshi Komatsu, Yoshikazu Tsukasaki, Tomonobu M. Watanabe, Kazuaki Homma & Mitsuo Ikebe
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 44237

    • DOI

      10.1038/srep44237

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Human Myosin VIIa Is a Very Slow Processive Motor Protein on Various Cellular Actin Structures2017

    • Author(s)
      Osamu Sato, Satoshi Komatsu, Tsuyoshi Sakai, Yoshikazu Tsukasaki, Ryosuke Tanaka, Takeomi Mizutani, Tomonobu M. Watanabe, Reiko Ikebe, Mitsuo Ikebe
    • Journal Title

      JOURNAL OF BIOLOGICAL CHEMISTR

      Volume: 292 Pages: 10950-10960

    • DOI

      10.1074/jbc.M116.765966

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel c-Src recruitment pathway from the cytosol to focal adhesions2017

    • Author(s)
      H. Machiyama, Yamaguchi T, Watanabe TM, Fujita H
    • Journal Title

      FEBS Lett.

      Volume: 591 Pages: 1940-1946

    • DOI

      10.1002/1873-3468.12696

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Raman spectroscopy as a tool for ecology and evolution2017

    • Author(s)
      Arno Germond, Vipin Kumar, Taro Ichimura, Jerome Moreau, Chikara Furusawa, Hideaki Fujita, Tomonobu M. Watanabe
    • Journal Title

      JOURNAL OF THE ROYAL SOCIETY INTERCACE

      Volume: 14 Pages: 174

    • DOI

      10.1098/rsif.2017.0174

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] In vivo analysis of protein crowding within the nuclear pore complex in interphase and mitosis2017

    • Author(s)
      Hide A. Konishi, Suguru Asai, Tomonobu M. Watanabe & Shige H. Yoshimura
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 5709

    • DOI

      10.1038/s41598-017-05959-w

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] The use of a genetically encoded molecular crowding sensor in various biological phenomena2017

    • Author(s)
      Hiroaki Machiyama, Takamitsu J. Morikawa, Kazuko Okamoto, Tomonobu M. Watanabe and Hideaki Fujita
    • Journal Title

      Biophysics and Physicobiology

      Volume: 14 Pages: 119-125

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Myosin X is recruited to nascent focal adhesions at the leading edge and induces multi-cycle filopodial elongation2017

    • Author(s)
      Kangmin He, Tsuyoshi Sakai, Yoshikazu Tsukasaki, Tomonobu M. Watanabe & Mitsuo Ikebe
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Pages: 13685

    • DOI

      10.1038/s41598-017-06147-6

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 先端電子顕微鏡と再構築技術を用いた細胞丸ごとレベルでの3次元微細構造解析の紹介2018

    • Author(s)
      岩根敦子
    • Organizer
      業務統括部門3810・理研・セミナー
    • Invited
  • [Presentation] 3D-microstrutural visualization of the simplest eukaryotic cell during mitosis process using several new advanced microscopic techniques.2018

    • Author(s)
      Atsuko Iwane
    • Organizer
      HiSFS2018
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 3D-STRUCTUAL MODELING OF MYOGENIC DIFFERENTIATION OF C2C12 MYOBLASTS BY ADVANCED ELECTRON MICROSCOPY AND LIGHT MICROSCOPY.2018

    • Author(s)
      Atsuko H. Iwane
    • Organizer
      Biophysical Society 62nd annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A new way to use scattering microscopy in biology2018

    • Author(s)
      Tomonobu Watanabe
    • Organizer
      The 3rd Hiroshima International Symposium on Future Science "Frontiers in Bioimaging Based Life Science"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 先端電子顕微鏡/光学顕微鏡それぞれの特性を活かしてシゾン細胞丸ごとレベルで細胞分裂過程を読み解く2017

    • Author(s)
      岩根敦子
    • Organizer
      日本植物学会第81回大会
  • [Presentation] 先端電子顕微鏡/光学顕微鏡それぞれの特性を活かしてシゾン細胞丸ごとレベルで細胞分裂過程を読み解く2017

    • Author(s)
      岩根敦子
    • Organizer
      第8回 植物電顕若手ワークショップ
    • Invited
  • [Presentation] クライオ電子顕微鏡法の進展と今後の発展と課題について2017

    • Author(s)
      岩根敦子
    • Organizer
      2017年ノーベル物理学賞・化学賞解説セミナー
    • Invited
  • [Presentation] An attempt to elucidate the process by which cytoskeletal proteins acquire function2017

    • Author(s)
      Takako M. Ichinose and Atsuko H. Iwane
    • Organizer
      Biophysical Society 61st annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D-visualization of the precise location of symbotic organelle crosstalk throught mitosis in the primitive unicellular eukaryotic cell , C. merolae.2017

    • Author(s)
      Takako M. Ichinose and Atsuko H. Iwane
    • Organizer
      Biophysical Society 61st annual meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 3D-sructural modeling by advanced electron microscopy at whole single cell level2017

    • Author(s)
      Atsuko H. Iwane
    • Organizer
      Biophysical Society, “Single-Cell Biophysics: Measurement, Modulation, and Modeling” meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 先端電子顕微鏡を用いた立体構造モデルからオルガネラの分裂過程を評価する技術開発2017

    • Author(s)
      岩根敦子
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第73回学術講演会
  • [Presentation] 先端電子顕微鏡を用いてシゾンの細胞分裂過程を細胞丸ごとレベルで3Dモデル化する2017

    • Author(s)
      岩根敦子
    • Organizer
      日本植物形態学会 第29回大会
  • [Presentation] 細胞分裂並びに分化過程を先端電子顕微鏡像から得られた3D構造モデルから読み解く2017

    • Author(s)
      岩根敦子
    • Organizer
      C2017年度生命科学系学会合同年次大会(ConBio2017)
  • [Presentation] Non-label bioimaging utilizing scattering lights2017

    • Author(s)
      Tomonobu Watanabe 共著: Taro Ichimura, Hideaki Fujita
    • Organizer
      Biomedical Imaging and Sensing Conference
    • Invited
  • [Presentation] 生命科学における「新しい光の使い方」の提案2017

    • Author(s)
      渡邉朋信
    • Organizer
      応用光学懇談会講演会
    • Invited
  • [Presentation] 生命研究における新しい光の使い方を探る2017

    • Author(s)
      渡邉朋信
    • Organizer
      第2回 フォトニクス研究会「光の極限を探る!」
    • Invited
  • [Presentation] AIによる細胞画像解析2017

    • Author(s)
      渡邉朋信
    • Organizer
      第9回大阪大学・国際医工情報センター国際シンポジウム 人工知能:医療革命!
    • Invited
  • [Book] Cyanidioschyzon merolae2017

    • Author(s)
      Takako M. I. and Atsuko H. I.
    • Total Pages
      23
    • Publisher
      Springer
    • ISBN
      978-981-10-6100-4
  • [Remarks] 理化学研究所 生命機能科学研究センター 細胞場構造研究ユニット

    • URL

      http://www.riken.jp/research/labs/bdr/cell_field_struct/

  • [Remarks] 理化学研究所 生命機能科学研究センター 先端バイオイメージング研究チーム

    • URL

      http://www.riken.jp/research/labs/bdr/compr_bioimg/

URL: 

Published: 2018-12-17  

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