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

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．

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．