Populære Innlegg

Redaksjonens - 2019

Suksess i intracellulær avbildning av cesiumfordeling i planter som brukes til cesiumabsorpsjon

Anonim

En forskergruppe ledet av Dr. Hirokazu Komatsu, medlem av YAMATO-MANA-programmet og en forsker ved Det internasjonale senter for materialer nanoarkitektonikk (MANA, generaldirektør: Masakazu Aono) ved Institutt for materialvitenskap (NIMS, president: Sukekatsu Ushioda) og Dr. Katsuhiko Ariga, direktør for hovedforsker og supermolekyler i MANA, i samarbeid med postdoktorforsker Dr. Eri Adams og enhedsdirektør Dr. Ryoung Shin fra RIKEN senter for bærekraftig ressursvitenskap, har utviklet en ny metode for avbildning av cesium fordelinger i planteceller. Før dette arbeidet var det ikke tilgjengelig å avgjøre cesiumfordeling i planteceller.

annonse


Siden ulykken ved Fukushima Daiichi-kjernekraftverket har utslipp av radioaktivt cesium, spesielt 137 Cs (halveringstid: 30, 17 år), i miljøet blitt et alvorlig miljøproblem. Mens ulike dekontamineringsmetoder for tiden undersøkes, har metoder som involverer cesiumabsorpsjon fra jord og vann av planter (fytoremediering) trukket oppmerksomhet, siden de kan brukes til å konsentrere cesium, produsere lite avfall, er billig og miljøvennlig. Videre krever fytoremediering ikke fjerning av fruktbar overflatjord, som er den nåværende metoden som brukes for dekontaminering. Fytoremediering har således fordelen av å være anvendelig i landbruksområder. Til tross for de lave absorpsjonsratene for eksisterende anlegg, lover denne metoden mange fordeler, og det er nåværende brådskelig innsats for å utvikle planter som effektivt absorberer cesium. Imidlertid er mekanismer for cesiumtransport og akkumulering i planteceller stort sett uklare, og det er mangel på grunnleggende kunnskaper som er nødvendig for utvikling av passende plantearter, inkludert forbedring av plantesortering.

Metoden utviklet i denne undersøkelsen kan brukes til å oppdage cesiumkarbonatpartikler ved høy oppløsning (mikrometernivå) ved å bruke en fluorescerende probe kalt "Cesium Green", som også muliggjør intracellulær avbildning av cesiumfordeling. Imaging av cesium lokalisering i celler av den generelle modell planten, Arabidopsis, ble utført. Etter dyrking av Arabidopsis-frøplanter på et kulturmedium som inneholdt en høy konsentrasjon av cesiumkarbonat, ble Cesium Green påplantet, og den resulterende grønne fluorescens ble observert anvendt for å bekrefte forekomsten av cesium i plantens celler. Videre viser fluorescensmikroskopiobservasjoner, som utnytter de presise steddetekterende egenskapene til Cesium Green, at cesium har en tendens til å akkumulere i vakuolene av cellene.

Teknikken utviklet i denne undersøkelsen forventes å videresende framstillingen av cesiumtransport- og akkumuleringsmekanismer i planter og for å muliggjøre utvelgelse og forbedring av planter egnet for anvendelse i fytoremediering. Siden metodene som er involvert her, kan undersøkes ved hjelp av ufarlig, ikke-radioaktiv cesium, som har de samme kjemiske egenskapene som radioaktivt cesium (når det gjelder detekterbarhet ved bruk av Cesium Green), er det en meget allsidig metode som ikke krever spesielle eksperimentelle anlegg.

Resultatene av denne undersøkelsen vil bli publisert i den amerikanske kjemiske tidsskriftet ACS Applied Materials & Interfaces .

annonse



Historie Kilde:

Materialer levert av National Institute for Materials Science (NIMS) . Merk: Innholdet kan redigeres for stil og lengde.


Tidsreferanse :

  1. Masaaki Akamatsu, Hirokazu Komatsu, Taizo Mori, Eri Adams, Ryoung Shin, Hideki Sakai, Masahiko Abe, Jonathan P. Hill, Katsuhiko Ariga. Intracellular Imaging of Cesium Distribution inArabidopsisUsing Cesium Green . ACS Applied Materials & Interfaces, 2014; 6 (11): 8208 DOI: 10, 1021 / am5009453