| Project/Area Number |
21K14516
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 28050:Nano/micro-systems-related
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| Research Institution | Kyoto University (2023)
Institute of Physical and Chemical Research (2021) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
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| Keywords | 時系列RNA-seq / ナノ局所電気穿孔 / カラーコード / 細胞間相互作用 / 細胞画像と遺伝子発現の統合解析 / １細胞解析 / ナノポア / 次世代シーケンサー / マイクロ流体デバイス |
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| Outline of Research at the Start |
細胞間相互作用は，発生における細胞の分化・運命決定，免疫など，多細胞生物の個体維持において重要な役割を担っている．細胞間相互作用は遺伝子発現に影響して細胞機能・運命を転換させるが，その詳細な分子機序については十分に理解されていない．なぜなら，現在の１細胞解析技術では遺伝子発現のスナップショットしか得られず，細胞間相互作用と遺伝子発現の対応関係を調べることができないからである．そこで本研究では，細胞を生かしたままその場でmRNAを抽出し、次世代シーケンス解析できる「in situ 1細胞タイムラプスRNA-seq法」を新規に開発し，細胞間相互作用に伴う遺伝子発現の時系列変化の計測を可能にする．
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| Outline of Final Research Achievements |
Cell-cell interactions are critical factors that temporally influence patterns of gene expression and thereby alter cellular function and fate. However, existing single-cell RNA sequencing techniques only provide snapshots of gene expression at a single time point, leaving the molecular cascades through which cell-cell interactions determine cellular function and fate poorly understood. To address this limitation, we developed in situ single-cell time-lapse RNA-seq, which allows in situ mRNA extraction from living cells and subsequent next-generation sequencing analysis. As elementary technologies, we have established a non-lethal mRNA extraction method using nano-localized electroporation and a color-coding method that allows joint profiling of cellular images and transcriptomes.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究は、静的な遺伝子発現の情報しか得られない既存の１細胞遺伝子解析技術の限界を打破するものであり、これまで得ることが出来なかった遺伝子発現の実時間変動の計測を可能にする点で学術的意義が大きい。本研究で開発するin situ 1細胞タイムラプスRNA-seq法は、例えばがん細胞が免疫細胞から逃れる能力を獲得する過程など、がん細胞の免疫逃避能の分子機序の理解にも役立つと考えられ、その社会的意義も極めて大きい。
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