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Integrated imaging and sequencing analysis to unravel the genome and transcriptional activation at the single-cell level

Research Project

Project/Area Number 18H01801
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 27040:Biofunction and bioprocess engineering-related
Research InstitutionWaseda University

Principal Investigator

Hosokawa Masahito  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, その他(招聘研究員) (60722981)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥17,550,000 (Direct Cost: ¥13,500,000、Indirect Cost: ¥4,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥9,230,000 (Direct Cost: ¥7,100,000、Indirect Cost: ¥2,130,000)
Keywordsシングルセル解析 / ゲノム / トランスクリプトーム / マイクロ流体デバイス / 1細胞解析 / 1細胞解析 / エピゲノム
Outline of Final Research Achievements

As the technology to analyze gene expression at the single-cell levels becomes widespread, and data accumulation advances dramatically, what is needed as the next-generation analysis method is the technology to analyze multi-level information in an integrated manner to understand the cause and effect of cellular diversity. In this study, we developed a technology to analyze genomic mutations at the single-cell level and technology to extract micro-regions from tissue and analyze site-specific gene expression and genome sequence integrated with tissue regional information in the tissue.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した技術を用いることで、微小な組織内に存在する細胞における遺伝子の発現や遺伝子の変異などを解析できるようになった。これにより、生体組織の特定の領域に存在する細胞の役割を理解するための情報を取得できるようになった。凍結した組織標本だけでなく、ホルマリン固定した組織標本にも対応した試料調製プロトコルを開発したため、今後は幅広い試料への適用が期待できる。また1細胞単位でのゲノム解析技術も検証しており、組織から1細胞単位まで求める解像度に応じた解析を実施する要素技術を確立した。

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 5 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 12 results) Book (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Cortical transcriptome analysis after spinal cord injury reveals the regenerative mechanism of central nervous system in CRMP2 knock-in mice2021

    • Author(s)
      Ohshima Toshio、Sugeno Ayaka、Piao Wenhui、Yamazaki Miki、Takahashi Kiyofumi、Arikawa Koji、Matsunaga Hiroko、Hosokawa Masahito、Tominaga Daisuke、Goshima Yoshio、Takeyama Haruko
    • Journal Title

      Neural Regeneration Research

      Volume: 16 Issue: 7 Pages: 1258-1258

    • DOI

      10.4103/1673-5374.301035

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Recovery of high-quality assembled genomes via metagenome binning guided with single-cell amplified genomes2021

    • Author(s)
      Arikawa Koji, Ide Keigo, Kogawa Masato, Saeki Tatusya, Yoda Takuya, Endoh Taruho, Matsuhashi Ayumi, Takeyama Haruko, Hosokawa Masahito
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: 425816

    • DOI

      10.1101/2021.01.11.425816

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Single-cell genomics of uncultured bacteria reveals dietary fiber responders in the mouse gut microbiota2020

    • Author(s)
      Chijiiwa Rieka、Hosokawa Masahito、Kogawa Masato、Nishikawa Yohei、Ide Keigo、Sakanashi Chikako、Takahashi Kai、Takeyama Haruko
    • Journal Title

      Microbiome

      Volume: 8 Issue: 1

    • DOI

      10.1186/s40168-019-0779-2

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effective microtissue RNA extraction coupled with Smart-seq2 for reproducible and robust spatial transcriptome analysis2020

    • Author(s)
      Yamazaki Miki、Hosokawa Masahito、Arikawa Koji、Takahashi Kiyofumi、Sakanashi Chikako、Yoda Takuya、Matsunaga Hiroko、Takeyama Haruko
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 10 Issue: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-63495-6

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Massively parallel single-cell genome sequencing enables high-resolution analysis of soil and marine microbiome2020

    • Author(s)
      Nishikawa Yohei、Kogawa Masato、Hosokawa Masahito、Mineta Katsuhiko、Takahashi Kai、Sakanashi Chikako、Behzad Hayedeh、Gojobori Takashi、Takeyama Haruko
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2020.03.05.962001

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    • Open Access / Int'l Joint Research
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      細川正人
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      第14回バイオ関連シンポジウム
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  • [Presentation] メタゲノムのその先へ-シングルセルゲノム網羅解析-2020

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      細川正人
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      細川 正人、西川 洋平、小川 雅人、千々岩 樹佳、井手 圭吾、有川 浩司、竹山 春子
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      第42回日本分子生物学会年会
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  • [Presentation] マイクロバイオーム研究への大規模1細胞ゲノムシーケンスの活用2019

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      細川正人
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      京都バイオ計測センター・京都大学ナノハブ拠点連携シンポジウム
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  • [Presentation] シングルセルゲノムレベルでのマイクロバイオーム解析2019

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      細川 正人、西川 洋平、小川 雅人、千々岩 樹佳、井手 圭吾、有川 浩司、竹山 春子
    • Organizer
      シングルセルゲノミクス研究会
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  • [Presentation] 組織内の細胞多様性を明らかにする超並列ゲノム解析技術の創成2019

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      細川正人
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      JACI/JST交流セミナー さきがけ「ライフイノベーション」分野 若手研究者との集い
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  • [Presentation] 微生物ゲノム1細胞解析技術の開発と社会実装への挑戦2019

    • Author(s)
      細川正人
    • Organizer
      NFM15周年記念シンポジウム「大学発の『知』社会実装」(
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    • Invited
  • [Presentation] Single-cell genome sequencing with droplet microfluidics2018

    • Author(s)
      Masahito Hosokawa
    • Organizer
      Joint meeting of the 10th International Forum on Post-Genomic Technology (IFPT’10) and the 11th International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis (IWSC’11)”
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Obtaining high-quality draft genomes from uncultured microbes by single-cell genome sequencing with droplet microfluidics2018

    • Author(s)
      Masahito Hosokawa
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      Frontiers in Rhizosphere Research
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      2018 Annual Research Report
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  • [Presentation] Obtaining high-quality draft genomes from uncultured microbes by single-cell genome sequencing2018

    • Author(s)
      Masahito Hosokawa
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      The International symposium organized by Platform for Advanced Genome Science -FRONTIERS OF GENOME SCIENCE-
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of uncultured microbes by single-cell genome sequencing with microfluidics2018

    • Author(s)
      Masahito Hosokawa
    • Organizer
      12th International workshop on approaches to single cell analysis
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      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] シングルセルゲノミクスによる新しい微生物機能探索アプローチ2018

    • Author(s)
      細川正人
    • Organizer
      第31回バイオメディカル分析化学シンポジウム(BMAS2018)
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      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 微小液滴を用いた1細胞単位での遺伝子変異解析法の開発2018

    • Author(s)
      高橋 海、細川 正人、西川 洋平、小川 雅人、竹山 春子
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 微小組織からの効率的なRNA抽出と遺伝子発現解析2018

    • Author(s)
      山﨑美輝、細川正人、松永浩子、有川浩司、高橋清文、坂梨千佳子、竹山春子
    • Organizer
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
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      2018 Annual Research Report
  • [Book] 医学のあゆみ 1細胞解析-技術と応用 「1細胞ゲノム解析で多様な細菌叢を捉える」2021

    • Author(s)
      菅野 純夫 (編集) 細川正人、小川雅人
    • Total Pages
      128
    • Publisher
      医歯薬出版
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  • [Book] シングルセル解析でなにがわかるか2020

    • Author(s)
      竹山 春子、細川 正人
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      化学同人
    • ISBN
      9784759817348
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  • [Book] 実験医学増刊 Vol.37 No.20 シングルセルゲノミクス2019

    • Author(s)
      細川正人、小川雅人、竹山春子 (分担執筆) (渡辺 亮、鈴木 穣 編)
    • Total Pages
      219
    • Publisher
      羊土社
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  • [Book] バイオイノベーションに向けて―バイオテクノロジーの新技術からの新しい視点(バイオテクノロジーシリーズ)植田 充美(監修) マイクロ流体デバイスによる微量生体分子計測の展開の項2019

    • Author(s)
      細川正人、西川洋平
    • Total Pages
      258
    • Publisher
      シーエムシー出版
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  • [Remarks] 早稲田大学 プレスリリース

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/68124

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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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