成果発表

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【電子顕微鏡支援担当:中村桂一郎 (久留米大学)】[2018.02.02]
平田憲 客員准教授(久留米大学)の論文が Translational vision science & technology に掲載されました

Hirata A., Murata K., Hayashi K., Nakamura K. I. Three-Dimensional Analysis of Peeled Internal Limiting Membrane Using Focused Ion Beam/Scanning Electron Microscopy. Transl Vis Sci Technol 7, 15 (2018)DOI:10.1167/tvst.7.1.15

<概要>本研究では、硝子体手術時の内境界膜剥離がミュラー細胞におよぼす影響について検証するため、術中に摘出した内境界膜(網膜前膜症例、黄斑円孔症例の各群6検体)を集束イオンビームを装備した走査電子顕微鏡(FIB/SEM)で観察しました。(電子顕微鏡支援(支援担当:中村桂一郎))黄斑円孔では内境界膜の網膜面に100 μm2 あたりに5.07 ± 1.03個の細胞片が付着し、網膜前膜では12.85±3.45個の細胞片が見られ、黄斑円孔に比べ有意に高いことがわかり、網膜前膜における内境界膜剥離は網膜内層の損傷のリスクが高いことが示唆されました。

     

【画像解析支援担当:馳澤盛一郎(東京大学)】[2018.02.19]
丸山真一朗 助教(東北大学)の論文が Scientific Reports に掲載されました

共生できないサンゴ共生藻突然変異株の単離に成功 共生のスイッチを操作してオン・オフできる基盤技術を開発

Ishii Y., Maruyama S., Fujimura-Kamada K., Kutsuna N., Takahashi S., Kawata M., Minagawa J. Isolation of uracil auxotroph mutants of coral symbiont alga for symbiosis studies. Sci Rep 8, 3237 (2018) DOI:10.1038/s41598-018-21499-3

<概要>本研究では、サンゴ共生藻である褐虫藻から自然発生的に生じた突然変異株を効率よく選抜することで、共生する能力を失った株を単離することに成功しました。また、単離した株を用い、代謝経路のオン・オフが共生を制御するスイッチとして働くことを世界で初めて示し、サンゴ礁保全計画などにも影響を与える重要な共生研究のための基盤的技術を開発することができました。ABiS・画像解析技術支援(支援担当:朽名夏麿)では、蛍光顕微鏡画像に基づくシグナル定量解析の支援を行いました。

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【光学顕微鏡支援:東山哲也(名古屋大学)】[2018.01.29]
瀬川泰知 特任准教授(名古屋大学)の論文が Angewandte Chemie (International Edition in English) に掲載されました

細胞の中に入って働く湾曲ナノグラフェンを開発

Lin H. A., Sato Y., Segawa Y., Nishihara T., Sugimoto N., Scott L. T., Higashiyama T., Itami K. A Water-Soluble Warped Nanographene: Synthesis and Applications for Photoinduced Cell Death. Angew Chem Int Ed Engl (2018) DOI:10.1002/anie.201713387

<概要>本研究では、湾曲ナノグラフェンを自在に化学修飾する手法を確立し、水に溶ける性質を付与した「水溶性湾曲ナノグラフェン」を合成しました。次に、水溶性湾曲ナノグラフェンがヒト培養細胞に取り込まれ、リソソームという細胞小器官に蓄積することを明らかにしました。さらに、ここにレーザー光を照射すると、光刺激を受けた細胞だけが死滅する現象が起きることを発見しました。
ABiS・光学顕微鏡支援(支援担当:東山哲也・佐藤良勝)では、共焦点顕微鏡による細胞イメージング解析を支援しました。

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【MRI支援:青木茂樹 (順天堂大学)】[2018.01.08]
城所博之 助教(名古屋大学)の論文が Epilepsia に掲載されました

Ogawa C., Kidokoro H., Fukasawa T., Yamamoto H., Ishihara N., Ito Y., Sakaguchi Y., Okai Y., Ohno A., Nakata T., Azuma Y., Hattori A., Kubota T., Tsuji T., Hirakawa A., Kawai H., Natsume J. Cytotoxic edema at onset in West syndrome of unknown etiology: A longitudinal diffusion tensor imaging study. Epilepsia (2018) DOI:10.1111/epi.13988

<概要>本研究では、てんかん性脳症として発症する小児てんかんであるWest症候群17例のMRI-DTIを発症時治療前、月齢12か月、月齢24か月と経時的に撮像し、白質異常についてTBSSおよびTract-specific analysisによる解析を行いました。原因不明のWest症候群の患者では、発症時には脳幹・小脳・深部白質においてFAが上昇・MDが減少し、その後は広範な大脳白質においてFAが減少することが分かりました。また、発症時の右前頭葉におけるFA・MD変化と発達予後に相関が認めれられ、特に鈎状束と予後との関連が示唆されました。 ABiS・磁気共鳴画像支援(支援担当:青木茂樹・下地啓五)では新生児に特化した解析方法や解析デザインの検証などについて支援を行いました。

     

【光学顕微鏡支援担当:古田寿昭 (東邦大学)】[2018.01.30]
堀川一樹 教授(徳島大学)の論文が Scientific Reports に掲載されました

Ohta Y., Furuta T., Nagai T., Horikawa K. Red fluorescent cAMP indicator with increased affinity and expanded dynamic range. Sci Rep 8, 1866 (2018) DOI:10.1038/s41598-018-20251-1

<概要>本研究では、主要なセカンドメッセンジャーであるcAMPの細胞内動態を可視化するための新規ツールとして、蛍光タンパク質mAppleを用いた赤色cAMP指示薬R-FLincA(Red Fluorescent indicator for cAMP)を開発しました。低濃度のcAMP結合(Kd=300nM)によりその明るさが最大860%に増光するR-FlincAを利用することで、従来は困難だった低濃度cAMP動態の検出、同一細胞の3機能/4色イメージング、環境/細胞の同時イメージングを実証しました。ABiS・光学顕微鏡支援(支援担当:古田寿昭)がケージド化合物であるBhc-cAMPの合成・分与を支援しました。

     

【光学顕微鏡支援担当:東山哲也(名古屋大学)】[2018.01.08]
打田直行 特任准教授(名古屋大学)の論文が Development に掲載されました

Kimura Y., Tasaka M., Torii K. U., Uchida N. ERECTA-family genes coordinate stem cell functions between the epidermal and internal layers of the shoot apical meristem. Development 145(2018) DOI:10.1242/dev.156380

<概要>本研究では、植物の茎頂に存在する幹細胞の新規制御メカニズムとして、植物ホルモンのサイトカイニンに対する反応を茎頂の細胞層ごとに調節する仕組みの中で、ERECTAファミリーに属する受容体群が機能冗長的に働いていることを明らかにしました。ABiS・光学顕微鏡支援(支援担当:東山哲也・佐藤良勝)では、共焦点レーザー顕微鏡による解析の一部を支援しました。

     

【光学顕微鏡支援:東山哲也(名古屋大学)】[2018.01.11]
多喜正泰 特任准教授(名古屋大学)の論文がChemical Communicationsに掲載されました

Ogasawara H., Grzybowski M., Hosokawa R., Sato Y., Taki M., Yamaguchi S. A far-red fluorescent probe based on a phospha-fluorescein scaffold for cytosolic calcium imaging. Chem Commun 54, 299-302 (2018)DOI:10.1039/c7cc07344e

<概要>本研究では、深赤色蛍光を示すカルシウムイオンプローブCaPF-1を開発し、HeLa細胞におけるカルシウム濃度変化のライブセルイメージングに成功しました。ABiS・光学顕微鏡支援(支援担当:佐藤良勝)では、Leica SP8 共焦点顕微鏡を用いて、HeLa細胞をヒスタミン刺激することによって誘引されるカルシウムオシレーションを約10分間に渡りを追跡するため、レゾナントスキャンモード (12 kHz) を用いて蛍光分子の褪色を抑制しつつ撮影する支援をおこないました。

     

【電子顕微鏡支援:村田和義(生理学研究所)】[2017.12.12]
宮川剛 教授(藤田保健衛生大学)の論文が Molecular Brain に掲載されました

Nakao A., Miyazaki N., Ohira K., Hagihara H., Takagi T., Usuda N., Ishii S., Murata K., Miyakawa T. Immature morphological properties in subcellular-scale structures in the dentate gyrus of Schnurri-2 knockout mice: a model for schizophrenia and intellectual disability. Mol Brain 10, 60 (2017)DOI:10.1186/s13041-017-0339-2

<概要>本研究では、統合失調症および知的障害のモデルと考えられる Schnurri-2ノックアウトマウスにおいて、脳の海馬歯状回における未成熟な形態学的特徴を示すことに成功しました。ABiSE08クライオ電子顕微鏡支援 (支援担当:村田和義)では、Shn2 KOマウスの脳海馬歯状回顆粒細胞における細胞内構造の3次元形態解析を、連続ブロック表面走査型電子顕微鏡(SBF-SEM)を使って支援を行いました。 この結果、Shn2 KOマウスでは、スパインの長さの増加および直径の減少からなる未成熟樹状突起の形態が見られました。また、核の体積およびくびれたミトコンドリアの数の有意な減少、細胞体の密度の上昇も見られました。

     

【電子顕微鏡支援:村田和義(生理学研究所)】[2016.11.04]
鈴木大介 准教授(信州大学)の論文が Langmuir に掲載されました

Watanabe T., Kobayashi C., Song C., Murata K., Kureha T., Suzuki D. Impact of Spatial Distribution of Charged Groups in Core Poly(N-isopropylacrylamide)-Based Microgels on the Resultant Composite Structures Prepared by Seeded Emulsion Polymerization of Styrene. Langmuir 32, 12760-73 (2016)DOI:10.1021/acs.langmuir.6b03172

<概要>本研究では、機能性ゲル微粒子の高度な合成技術を確立し、薬剤やタンパク質と相互作用する電荷を帯びた部位や疎水性領域を、ゲル微粒子の中心部、ゲル微粒子の表面、ゲル微粒子の半球へと自由に局在化させることに成功しました。ABiSE08クライオ電子顕微鏡支援 (支援担当:村田和義)では、2種類のヒドロゲル微粒子を急速凍結して薄いガラス状の氷の膜に閉じ込め、生理研が保有するクライオ電子顕微鏡を用いて撮影することにより、水和した状態に近いヒドロゲル微粒子の構造を観察する支援を行いました。

     

【電子顕微鏡支援:村田和義(生理学研究所)】[2017.10.24]
中村彰彦 助教(分子科学研究所)の論文がPhysical Chemistry Chemical Physics に掲載されました

Nakamura A., Tasaki T., Okuni Y., Song C., Murata K., Kozai T., Hara M., Sugimoto H., Suzuki K., Watanabe T., Uchihashi T., Noji H., Iino R. Rate constants, processivity, and productive binding ratio of chitinase A revealed by single-molecule analysis. Phys Chem Chem Phys (2017)DOI:10.1039/c7cp04606e

<概要>本研究では、1分子蛍光イメージングという手法でキチナーゼがキチンを分解する様子を調べることにより、キチナーゼがキチンに結合して、キチンを分解しながら移動し、最後にキチンから離れるという酵素反応素過程を明らかにしました。ABiSE08クライオ電子顕微鏡支援 (支援担当:村田和義)では、溶液中に近い状態のキチン結晶の電顕トモグラフィー解析を行い、結晶中におけるキチン分子の向きとその大きさを決める支援を行いました。

     

【電子顕微鏡支援:小池正人(順天堂大学)】[2017.11.02]
山中宏⼆ 教授(名古屋大学)の論文がScientific Reports 電子版 に掲載されました

加齢と認知症で加速する新たな神経細胞死を発見
~アンチエイジングや神経疾患治療薬の開発に期待~

Hitomi Tsuiji, Ikuyo Inoue, Mari Takeuchi, Asako Furuya, Yuko Yamakage, Seiji Watanabe, Masato Koike, Mitsuharu Hattori, Koji Yamanaka TDP-43 accelerates age-dependent degeneration of interneurons. Scientific Reports (2017)DOI:10.1038/s41598-017-14966-w

<概要>本研究では、TDP-43が異常に蓄積する前頭側頭葉変性症モデルマウスを作出し、今まで知られていなかった海馬の抑制性介在ニューロンの加齢依存性の神経細胞死を新たに発見しました。ABiS電子顕微鏡支援(支援担当:小池正人)では、凍結超薄切片法(徳安法)を用いた光顕-電顕相関観察法により、同マウスの抑制性介在ニューロンにおける凝集体マーカーp62/SQSTM1の免疫電顕の支援を行いました。

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【光学顕微鏡支援担当:東山哲也(名古屋大学)】[2017.07.25]
山口茂弘 教授(名古屋大学)の論文がJournal of the American Chemical Society に掲載されました

超解像イメージングで細胞内の微細構造を視続ける
~生命科学研究者にとって待望の超耐光性蛍光標識剤を開発~

Wang Chenguang, Taki Masayasu, Sato Yoshikatsu, Fukazawa Aiko, Higashiyama Tetsuya, Yamaguchi Shigehiro. Super-Photostable Phosphole-Based Dye for Multiple-Acquisition Stimulated Emission Depletion Imaging. Journal of the American Chemical Society (2017)DOI:10.1021/jacs.7b04418

<概要>本研究では、極めて褪色に強く、様々な生体分子と共有結合可能な蛍光標識剤PB430の開発に成功しました。超耐光性PB430を用いることにより、 褪色防止剤を使用しなくても3D-STEDが得られます。また、耐光性を利用した新たなマルチカラーSTEDイメージング手法も確立することに成功しました。ABiS・光学顕微鏡支援(支援担当:東山哲也・佐藤良勝)では超解像イメージングを支援しました。

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【MRI支援:青木茂樹 (順天堂大学)】[2017.07.21]
竹田和良 医師(国立精神・神経医療研究センター病院)の論文が NeuroImage: Clinical に掲載されました

興味や意欲に関わる内発的動機づけに重要な脳領域の異常が統合失調症で明らかに
-統合失調症患者では外側前頭前野の脳活動異常が認められる-

Takeda Kazuyoshi, Matsumoto Madoka, Ogata Yousuke, Maida Keiko, Murakami Hiroki, Murayama Kou, Shimoji Keigo, Hanakawa Takashi, Matsumoto Kenji, Nakagome Kazuyuki. Impaired prefrontal activity to regulate the intrinsic motivation-action link in schizophrenia. NeuroImage: Clinical 16, 32-42 (2017)DOI:10.1016/j.nicl.2017.07.003

<概要>統合失調症における内発的動機づけ障害がどのようなメカニズムで生じているのか、内発的動機づけを引き出す課題を用いて、健常者と統合失調症患者の課題中の脳活動と行動の特徴を比較解析することで検証しました。その結果、統合失調症患者では、内発的動機づけに基づいて適切に目的行動を調整する外側前頭前野の脳活動に異常が生じていることを初めて発見しました。ABiS・MRI支援(支援担当:下地啓五)では脳画像解析の一部を支援しました。

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【画像解析支援担当:内田誠一(九州大学)】[2017.03.14]
 木村暁 教授(国立遺伝学研究所)の論文がNature Cell Biologyに掲載されました

流行が作られるしくみ「同調現象」を、細胞の中で発見―細胞質流動の生成と逆転のメカニズム―

Kenji Kimura, Alexandre Mamane, Tohru Sasaki, Kohta Sato, Jun Takagi, Ritsuya Niwayama, Lars Hufnagel, Yuta Shimamoto, Jean-François Joanny, Seiichi Uchida, and Akatsuki Kimura. “Endoplasmic Reticulum-Mediated Microtubule Alignment Governs Cytoplasmic Streaming” Nature Cell Biology (2017) DOI:10.1038/ncb3490

<概要>本研究では、動物細胞である線虫受精卵における細胞質流動中の微小管や小胞体の挙動を調べることにより、 細胞表層で網目状に広がる小胞体が微小管上をキネシン依存的に運ばれることが、流動の生成や逆転を引き起こすことを発見しました。
ABiS・画像解析支援(支援担当:内田誠一)では、動画像から微小管や流動場を検出し、 微小管の方向と流動の方向の相関を定量的に評価する支援を行いました。

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【光学顕微鏡支援担当:東山哲也(名古屋大学)】[2016.12.16]
宇野何岸 学振特別研究員(名古屋大学)の論文が An Asian Journal に掲載されました

非対称性シアニン色素の高蛍光量子収率の鍵構造を同定

Uno Kakishi, Sasaki Taeko, Sugimoto Nagisa, Ito Hideto, Nishihara Taishi, Hagihara Shinya, Higashiyama Tetsuya, Sasaki Narie, Sato Yoshikatsu, Itami Kenichiro. Key Structural Elements of Unsymmetrical Cyanine Dyes for Highly Sensitive Fluorescence Turn-On DNA Probes. Chemistry – An Asian Journal 12, 233-8 (2017)DOI:10.1002/asia.201601430

<概要>本研究では、SYBR-GreenⅠに代表される非対称性シアニン色素が示す高い蛍光量子収率の鍵となる構造を同定し、この知見をもとにヘテロ原子置換やシアニンの共役拡張を施すことで、吸収・蛍光波長の長波長化を実現し可視光領域を幅広く網羅する一連の非対称型DNA染色色素の開発に成功しました。ABiS・光学顕微鏡支援(支援担当:東山哲也・佐藤良勝)では共焦点顕微鏡による細胞イメージング解析を支援しました。

     

【光学顕微鏡支援担当:東山哲也(名古屋大学)】[2016.11.28]
打田直行 特任准教授(名古屋大学)の論文が New Phytologist に掲載されました

植物の肥大成長を調節する受容体の機能を明らかに

Ikematsu Shuka, Tasaka Masao, Torii Keiko U., Uchida Naoyuki. ERECTA-family receptor kinase genes redundantly prevent premature progression of secondary growth in the Arabidopsis hypocotyl. New Phytol 213, 1697-709 (2017)DOI:10.1111/nph.14335

<概要>本研究では、植物の胚軸組織の肥大成長の調節に関わる受容体の機能を解析しました。その結果、植物ホルモンのジベレリンに対する感受性を胚軸がその成長に合わせて獲得していく過程で、今回着目した受容体がその感受性を適切なレベルに調節していることを発見しました。ABiS・光学顕微鏡支援(支援担当:東山哲也・佐藤良勝)では共焦点顕微鏡によるスペクトルイメージング解析を支援しました。