エレクトロスプレー連続経時解析によるリアルタイム細胞内小器官オミクス計測

使用随时间连续电喷雾分析进行实时细胞内细胞器组学测量

基本信息

  • 批准号:
    19J13330
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.34万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2019
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2019-04-25 至 2021-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では,1細胞メタボローム分析法であるピコリットル・プレッシャープローブ・エレクトロスプレーイオン化質量分析(picoPPESI-MS)を用い,その時空間分析の堅牢性をテストするとともに,細胞・オルガネラレベルでの現象解明を行った.まず,みつ入りリンゴにおいて,picoPPESI-MSと原理の異なる2つの浸透圧計(蒸気圧法,凝固点降下法)による1細胞空間分解能でのメタボローム分析,水分状態計測を行った.みつ果では,みつ部位の細胞で発酵代謝が誘導され,揮発性成分の集積に由来する浸透圧値の差が認められるとともに,外果皮からみつ部位に向かう水の流れと膨圧勾配が検出された.合成されたアルコール,エステル類のアポプラスト空間への移動・蓄積に伴う水移動から,これらの細胞生理要因が引き金となってみつ独特の外観変化(色差)を引き起こした.次に,生きたトマトトライコーム柄細胞の原形質流動,水分状態,代謝物を経時計測するとともに,透過型電子顕微鏡でミトコンドリアの塩ストレス順化について解析した.その結果,ストレス条件下で,膨圧低下に伴う過渡的なカルジオリピン合成とミトコンドリア内膜構造変化が誘導され,原形質流動速度が低下することなく,細胞内エネルギー代謝が維持された.最後に,栽培環境下でのオオカナダモの葉緑体の採取と,picoPPESI-MSによる高感度分析のための前処理法を検討した.標的細胞内の葉緑体径に合わせたキャピラリー先端の穴のサイズ調節・葉緑体1個を含む細胞溶液の採取・代謝分析を行った.試料の凍結・解凍による葉緑体膜の破壊により,葉緑体内代謝物抽出を試みた結果,葉緑体を含む複数のオルガネラ由来の代謝物の信号強度の向上が確認された.以上から, picoPPESI-MSのメタボローム分析,水分状態計測の時空間分析の堅牢性と,植物細胞・オルガネラスケールの現象解明への有効性が示された.
In this study, the application of picoPPESI-MS in cellular analysis was studied, and the robustness of time-space analysis was investigated. 2. Penetration pressure meter (vapor pressure method, freezing point lowering method) 1. Cell space decomposition energy analysis, moisture state measurement. In the fruit, the cell metabolism of the heart part is induced, the accumulation of volatile components is caused by the difference in osmotic pressure, and the exocarp is separated from the heart part by the water flow and expansion pressure. The synthesis of these molecules is a complex process, which involves the movement and accumulation of water in the space, and the physiological factors of the cells. In addition, the protoplast flow of the host cell, the moisture state, the metabolite time measurement, and the transmission electron microscope were analyzed. As a result, under different conditions, the decrease in pressure is accompanied by the induction of transition in membrane structure, the decrease in protoplast flow velocity, and the maintenance of intracellular metabolism. Finally, the pre-treatment method of high sensitivity analysis of chloroplasts in picoPPESI-MS under cultivation environment was discussed. The chloroplast diameter in the target cell was determined by the analysis of chloroplast metabolism. The signal intensity of the metabolite from chloroplast membrane was confirmed by the results of experiments on chloroplast membrane breakdown and metabolite extraction during freezing and thawing of samples. The results show that pico-PPESI-MS has good robustness in time-space analysis of moisture state measurement, and the phenomenon of plant cell growth is solved.

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
1細胞分析から、膨圧変化に伴う蜜入りリンゴの新たな代謝メカニズムが明らかに!
单细胞分析揭示了苹果加蜂蜜因膨胀压变化而产生的新代谢机制!
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
On-site single pollen metabolomics reveals varietal differences in phosphatidylinositol synthesis under heat stress conditions in rice
  • DOI:
    10.1038/s41598-020-58869-9
  • 发表时间:
    2020-02-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.6
  • 作者:
    Wada, Hiroshi;Hatakeyama, Yuto;Nakano, Hiroshi
  • 通讯作者:
    Nakano, Hiroshi
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中田 佳佑其他文献

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