水面直下にニッチをもつ昆虫の疎水性-親水性超微細リング構造の生理・生態学的解明

水面以下生态位昆虫的疏水-亲水超细环结构的生理和生态学阐明

• 批准号: 20K06071
• 负责人: 高久 康春
• 金额: $ 2.83万
• 依托单位: Hamamatsu University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K06071/
• 关键词: 濡れ性; 疎水性; 親水性; 水生昆虫; NanoSuit法; 昆虫; 微細構造; 高真空; 電子顕微鏡; NanoSuit; 水面直下

生物体表を介した空気や水の界面とのバランスのとれた関係は生存のために不可欠であり、それぞれのニッチの中で進化上ほぼ最適化されている。たとえば、水面上で生活しているアメンボは、疎水性の脚により水面に立ち、素早く水面を滑走することができる。また、水中生活をおくるゲンゴロウでは親水性の体表構造や疎水性の物理的鰓をもち、その特性に注目した研究がなされている。しかし、水面直下をニッチとする生物の研究は皆無であった。本研究では、水面直下にのみ生活域をもつ生物（マダラホソカの幼虫）が、如何なるメカニズムにより水環境との関係を制御し、水面直下に棲息しているのかを解明する。生きた状態のまま電子顕微鏡で高分解能観察できる新技術 (NanoSuit法) を中心に据え、構造解明に基づき機能を明らかにする。また、これまでに報告のある水生昆虫や、未報告の水生昆虫を「疎水性-親水性の組み合わせ」という視点で情報を集積し、生物に共通する特性を探索する。前年度までの観察・解析から、マダラホソカの幼虫が、腹部にある「超疎水性-超親水性の複合構造」により水面接着を効果的に可能にし、且つ遊泳運動を制御していることがわかった。さらに、NanoSuit法に元素分析法を組み合わせる新技術(NanoSuit-EDS法)により、いろいろな水生昆虫を用いて生体元素や金属元素を指標に生きた超微細構造の解析をおこなった。その結果、親水性溶液中に含ませた標識元素が特異的に結合している微細構造が確認され、マダラホソカ幼虫以外の生物でも超疎水性と親水性の構造を併せもつことが明らかになった。なお、これらの微細構造はNanoSuit法により生きた状態のまま観察・解析したときのみ確認が可能であった。

通过生物表面的空气与水界面之间的平衡关系对于生存至关重要，并且在每个小众市场内都在进化中进行了优化。例如，生活在水面上的西瓜可以站立在表面上，并由于其疏水性腿而迅速沿着表面滑行。此外，居住在水下的Gengoro具有亲水性的表面结构和疏水性ill，并且已经对其性质进行了研究。但是，没有对壁ni的生物的研究。在这项研究中，我们将解释哪些机制是在表面直接生活的有机体（幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫的幼虫，以控制其与水环境的关系，并在表面下直接阐明它们在地表下的范围。根据结构阐明，从先前报道的水生昆虫和未报告的水生昆虫的信息中澄清，从“疏水性 - 综合性组合”的角度来看。结构“位于腹部和控制游泳运动中。此外，使用一种新技术（纳米式和EDS方法），将纳米服方法与元素分析相结合，使用生物和金属元素作为指标使用各种水生昆虫的指标分析了超细结构，因此，在液压元素中所包含的微观结构均比液压元素具有特定的液压元素，该材料均与液态元素相比，是液态元素的，这些元素是液态的，这些元素是液态性的。只有使用纳米式方法在活态进行观察和分析时，才能确认疏水性和亲水性结构。

项目成果

Living Organisms under an Electron Microscope: the NanoSuit® Method aiming for Medical and Industrial Applications

电子显微镜下的生物体：面向医疗和工业应用的 NanoSuit® 方法

• DOI: 10.2494/photopolymer.33.517
• 发表时间: 2020
• 期刊: Journal of Photopolymer Science and Technology
• 影响因子: 0.8
• 作者: Takahiko Hariyama;Yasuharu Takaku;Chiyo Senoh;Satoshi Yamada;Toshiya Itoh;Chiaki Suzuki;Sayuri Takehara;Satoshi Hirakawa;Hideya Kawasaki
• 通讯作者: Hideya Kawasaki

電子顕微鏡で観る昆虫： NanoSuit法によるそのままの生物表面解析

用电子显微镜观察昆虫：使用 NanoSuit 方法分析完整的生物表面

• 发表时间: 2020
• 作者: 針山 孝彦;河崎 秀陽;高久 康春
• 通讯作者: 高久 康春

昆虫体表面における殺虫剤の広がり：NanoSuit-EDS法による解析

杀虫剂在昆虫体表的扩散：使用 NanoSuit-EDS 方法进行分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 高久 康春;白木 克実;鈴木 千晶;竹原 さゆり;西井 博行;佐々木 智基;針山 孝彦
• 通讯作者: 針山 孝彦

NanoSuit method for the observation of living/wet organisms in an SEM

用于在 SEM 中观察活体/湿生物体的 NanoSuit 方法

• 发表时间: 2021
• 作者: 佐野友香;森島実奈美;上村卓矢;伊藤綾華;星野稜介; 出崎能丈;野澤彰;澤崎達也;Ivan Galis;有村源一郎;Takaku Y
• 通讯作者: Takaku Y

Characterization of ultrastructural morphology of human sperms by field-emission scanning electron microscopy using the NanoSuit method

使用 NanoSuit 方法通过场发射扫描电子显微镜表征人类精子的超微结构形态

• 发表时间: 2021
• 作者: So S;Takaku Y;Ohta I;Tawara F;Hariyama T
• 通讯作者: Hariyama T