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Development of optical microscope platform to explore singularity cells

Planned Research

Project AreaSingularity biology
Project/Area Number 18H05409
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionInstitute of Physical and Chemical Research

Principal Investigator

Watanabe Tomonobu  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00375205)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 椎名 毅  芝浦工業大学, 公私立大学の部局等, 教授 (40192603)
Project Period (FY) 2018-06-29 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥130,910,000 (Direct Cost: ¥100,700,000、Indirect Cost: ¥30,210,000)
Fiscal Year 2022: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥23,010,000 (Direct Cost: ¥17,700,000、Indirect Cost: ¥5,310,000)
Fiscal Year 2020: ¥23,010,000 (Direct Cost: ¥17,700,000、Indirect Cost: ¥5,310,000)
Fiscal Year 2019: ¥23,010,000 (Direct Cost: ¥17,700,000、Indirect Cost: ¥5,310,000)
Fiscal Year 2018: ¥42,640,000 (Direct Cost: ¥32,800,000、Indirect Cost: ¥9,840,000)
Keywords生体深部イメージング / 光音響イメージング / 光シート顕微鏡 / 全細胞イメージング / 近赤外蛍光計測 / ライトフィールド顕微 / 光音響顕微鏡 / レーザーシート顕微鏡 / 全細胞解析 / ライトフィールド顕微鏡
Outline of Final Research Achievements

In order to observe a "singularity phenomenon" which is an irreversible biological phenomenon induced by a "singularity cell" born or produced in rare cases, we have developed a non-invasive physiological function imaging method and a whole-cell imaging technique. The former, based on photoacoustic imaging technology, was developed to measure physiological functions of individual cells in mice in three dimensions in real time, achieving a spatial resolution of 1 micrometer and a temporal resolution of 10 seconds in a 1 square millimeter field of view. The latter, based on light sheet microscopy, we developed structured light-sheet technology and an incubator for light-sheet microscope, achieving a continuous imaging of all cells every 5 minutes for 24 hours during mouse embryogenesis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

今世界では、膨大な相関データを取得し、それらの因果関係性から事象を解明するデータ駆動型サイエンスが主流となりつつある。今後、顕微鏡画像を含む細胞の状態・動き・機能の網羅的な相関情報が集められ、生命現象に紐づいた画像データベースが構築されることが予想される。本研究で開発された技術による観察は、多くの場合で、世界で初めての画像データセットを提供する。たとえば、本研究ではマウス初期胚受精後5.5日における全細胞を24時間に渡り追跡したが、これは世界で初めての実験データである。人工知能を用いた研究戦略では、データの独自性は大きな価値となる。本研究で開発されたイメージング技術は、そこに大きく貢献できる。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (110 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (41 results) (of which Peer Reviewed: 20 results,  Open Access: 15 results) Presentation (62 results) (of which Int'l Joint Research: 15 results,  Invited: 23 results) Book (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (4 results)

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      日本超音波医学会光超音波画像研究会プログラム・抄録集

      Volume: 2 Pages: 51-56

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    • Journal Title

      日本超音波医学会光超音波画像研究会プログラム・抄録集

      Volume: 2 Pages: 57-62

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      渡邉朋信
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      渡邉朋信
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      渡邉朋信
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      渡邉朋信
    • Organizer
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    • Organizer
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      竹嶋 悠菜, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • Organizer
      第60回日本生体医工学会大会・第36回日本生体磁気学会大会
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      渡邉 朋信
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      服部 弘毅, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • Organizer
      日本超音波医学会光超音波画像研究会
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    • Organizer
      日本超音波医学会光超音波画像研究会
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      服部 弘毅, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
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      日本超音波医学会光超音波画像研究会
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      K. Shiotani, T. Namita, K. Kondo, M. Yamakawa, T. Shiina
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      仲尾 勇輝, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
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      小川 晃平, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
    • Organizer
      日本超音波医学会光超音波画像研究会
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      日本超音波医学会光超音波画像研究会
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      塩谷 一馬, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
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      日本超音波医学会光超音波画像研究会
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      渡邉朋信
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      TM Watanabe
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      TM Watanabe
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      TM Watanabe
    • Organizer
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      仲尾 勇輝, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
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      小川 晃平, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
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      仲尾 勇輝, 内本 陽, 浪田 健, 近藤 健悟, 山川 誠, 椎名 毅
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      渡邉 朋信
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    • Publisher
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    • ISBN
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    • Industrial Property Rights Holder
      渡邉朋信,藤田英明
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      特許
    • Filing Date
      2022
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    • Industrial Property Rights Holder
      渡邉 朋信,一ノ瀬 純也
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2021-166204
    • Filing Date
      2021
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    • Industrial Property Rights Holder
      理化学研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2020-112191
    • Filing Date
      2020
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 光音響顕微鏡および音響波測定方法2018

    • Inventor(s)
      椎名 毅, 浪田 健
    • Industrial Property Rights Holder
      椎名 毅, 浪田 健
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2019-007827
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

URL: 

Published: 2018-07-20   Modified: 2024-01-30  

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