Structural analyses of phase separation in cytoplasm by using coherent X-ray diffraction imaging

使用相干 X 射线衍射成像对细胞质中的相分离进行结构分析

基本信息

  • 批准号:
    20K14434
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-01 至 2021-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究は構造解析手法であるコヒーレントX線回折イメージング(Coherent X-ray diffraction imaging: CXDI)を用いてマイクロメートルサイズの細胞の電子密度分布丸ごとを数十 nmの分解能で可視化する技術の開発と、本技術を用いて細胞の状態ごとの構造変化を追い、生命活動に重要な機能の理解を深めることを主たる目的としている。CXDI実験では、高空間コヒーレントX線を試料に入射し、Fraunhofer回折強度パターンを二次元検出器で記録する。回折強度パターンに位相回復アルゴリズムを適用することでX線入射方向に投影した二次元電子密度像が得られる。SACLAにおけるCXDI実験で収集した間期の細胞周期のシアノバクテリアの回折強度パターンについて位相回復計算を行うと約50 nm分解能の投影電子密度図がおよそ300枚得られた。投影電子密度図からクライオ電子顕微鏡の単粒子解析法を用いて三次元再構成した。SACLAではXFELパルス1ショットで信号対雑音比の高い回折強度パターンを記録することができるが、サンプルは回折を起こした後、クーロン爆発によって破壊される。そのため、単粒子解析法を用いて得られる三次元構造は、300の異なる個体の構造情報で構成される。細胞の階層構造はナノメートルからマイクロメートルの分解能領域まで非常に複雑であり、個体間で大きな構造多型が見られるため、高分解能で三次元構造を可視化することはできないが、その細胞がもつ共通構造を抽出することができる。本研究では、得られた共通構造及び投影電子密度像を蛍光顕微鏡像と比較することによって、シアノバクテリアのベシクル放出の過程やチラコイド膜の形状、カルボキシソームの局在について考察することができた。
In this study, the analytical method (Coherent X-ray diffraction imaging: CXDI) is used to analyze the distribution of electron density in the cell density distribution pill. Nm decomposition can be used to analyze the beginning of the technology, and the technology uses the cell configuration to make the chemical analysis. The important mechanism of life activities is able to understand deeply that the main purpose of life activities is to understand the importance of life activities. CXDI equipment, high-altitude equipment, X-ray equipment, incident wave, Fraunhofer return strength meter, and two-dimensional exporter record data. The return strength is different from that of the phase return phase. The projection of the incident direction of the X-ray line is very sensitive to the image of the secondary electron density. SACLA cycle time cycle The projection electron density spectrum, the electron micrograph particle analysis method, and the cubic dimension are used to reconstruct the electron beam. SACLA

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
X線自由電子レーザーを用いたX線回折イメージング実験によるシアノバクテリアProchlorococcusの共通構造の可視化
使用 X 射线自由电子激光进行 X 射线衍射成像实验,对蓝藻原绿球藻的常见结构进行可视化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小林周;高山裕貴;平川健;岡島公司;大出真央;苙口友隆;乾弥生;山本雅貴;松永幸大;中迫雅由
  • 通讯作者:
    中迫雅由
Methods and application of coherent X-ray diffraction imaging of noncrystalline particles
  • DOI:
    10.1007/s12551-020-00690-9
  • 发表时间:
    2020-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Nakasako;Amane Kobayashi;Y. Takayama;K. Asakura;Mao Oide;K. Okajima;Tomotaka Oroguchi;Masaki Yamamoto
  • 通讯作者:
    M. Nakasako;Amane Kobayashi;Y. Takayama;K. Asakura;Mao Oide;K. Okajima;Tomotaka Oroguchi;Masaki Yamamoto
シアノバクテリアの普遍的内部構造を可視化
蓝藻普遍内部结构的可视化
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
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  • 通讯作者:
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
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  • 通讯作者:
    中迫雅由
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  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小林 周;高山裕貴;関口優希;大出真央;福田朝陽;山本隆寛;岡島公司;苙口友隆;香村芳樹;山本雅貴;中迫雅由
  • 通讯作者:
    中迫雅由
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  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
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    0
  • 作者:
    小林 周;高山裕貴;苙口友隆;中迫雅由
  • 通讯作者:
    中迫雅由

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知道了