課題番号 ：S-16-MS-1096
利用形態 ：機器利用・技術代行
利用課題名（日本語） ：昆虫クチクラの微細孔の解析
Program Title (English) ：analysis of nanopores on the insect cuticle
利用者名（日本語） ：安藤俊哉
Username (English) ：Toshiya Ando
所属名（日本語） ：自然科学研究機構・基礎生物学研究所
Affiliation (English) ：National Institute for Basic Biology, National Institutes of Natural Sciences

１．概要（Summary ）
細胞が織りなすナノメートルスケールの微細構造は生体機能に重要な巨視的な現象を引き起こす。バイオミメティクス分野では、細胞が形成する最終産物としての機能性微細構造の物性を 明らかにし、ナノテクノロジーによってその構造を模倣した素材を人工的に開発する方法が主流である。一方で、生物が生体内で機能性微細構造をどのようなメカニズムによって形成するかについてはほとんど知見がない。本研究では、常温で進行する生物独自の微細加工自律反応を触媒する分子メカニズムを解明することを目標とする。具体的には、自然界の防水通気性素材とも言うべき昆虫の嗅覚感覚毛クチクラの微細孔構造(ナノポア構造、直径 50 nm)に着目し 、その形成異常を来す変異体の表面構造の異常を明らかにすることを目指した。
２．実験（Experimental）
基礎生物学研究所で化学固定、乾燥処理及び金蒸着を施したキイロショウジョウバエの頭部試料を持ち込んで解析を行った。別途、分子科学研究所の装置を使ってオスミウム蒸着を施した試料も解析に用いた。FE-SEM（Field Emission-Scanning Electron Microscope）を用いて、昆虫クチクラの表面に形成される微細孔構造を解析した。
３．結果と考察（Results and Discussion）
FE-SEMを用いて微細構造の解析に成功した（Fig.1）。幾つかの変異体において、ナノポアの数の異常を定性的に解析することに成功した。金蒸着とオスミウム蒸着との比較では、オスミウム蒸着の方が比較的安定して画像取得が可能であった。今後、様々な遺伝子操作を施したショウジョウバエを用いてのクチクラ表面の微細構造異常を解析するのに適した系であることが判明した。

Fig.1 a SEM image of an olfactory sensillum
４．その他・特記事項（Others）
・ FE-SEMでの試料観察の対応をしていただいたIMSの中尾聡氏に感謝致します。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) T. Ando, K. Misaki, S. Yonemura, L. Badel, H. Kazama, S. Hayashi, 4th Asia-Pacific Drosophila Research Conference, 2017年5月8日~ 2017年5月11日, 大阪大学(大阪府・吹田市)
(2) T. Ando, K. Misaki, S. Yonemura, L. Badel, H. Kazama, S. Hayashi, 2017年6月18日~ 2017年6月22日, National University of Singapore (Singapore, Lower Kent Ridge Rd)
６．関連特許（Patent）
なし