| Project/Area Number |
21K15130
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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 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
鳥井 孝太郎 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 特別研究員 (80878463)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (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 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
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| Keywords | ライブセルトランスクリプトーム / Live-cell RNA-seq / 遺伝子制御ネットワーク / 細胞表現型 / 受精卵 / GRN / 時系列データ解析 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では胚発生の開始点前後における遺伝子発現変化の時系列を網羅的かつ高精度に示し、生命現象の根幹である最初期の胚発生原理の解明を目的にしている。さらにこの研究結果を最大限に活かすために植物の受精卵を対象に研究を行う。植物は１つの体細胞から個体を再生する分化全能性を持ち、分化能研究の観点からも非常に重要な存在である。しかし、分化全能性によって誘導される体性胚においても、どのように胚発生が開始されるのか全く不明であった。そのため、胚発生が開始され分化全能性を獲得する際の遺伝子発現変化への理解は、分化全能性の根本原理を明らかにする上でも有用であり、種の枠を超えた分化全能性の理解を促す創造性を持つ。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度、私たちは開発を終えたライブオミクス手法を使用して、受精卵を含む初期胚からのライブオミクスデータを取得しました。これにより、個体ごとのオミクスデータと孵化時の形態データを結びつけ、その後の発生過程の観察を行いました。取得したデータを用いて回帰分析を実施し、初期胚の遺伝子発現変動と将来の形態差との関連性を探りました。その結果、個体差を生み出す可能性のある遺伝子発現変動を絞り込むことに成功しました。さらに、ネットワーク解析を行い、中枢的な役割を果たす可能性のある遺伝子発現変動を特定しました。これにより、初期胚の遺伝子発現パターンが後の個体形態に影響を与えるメカニズムを理解する一歩を踏み出しました。現在、これらの成果をまとめ、学術論文にまとめる準備を進めています。これにより、初期胚の遺伝子発現と個体形態の関連性に関する新たな知見を共有し、将来の研究や臨床応用に貢献することを目指しています。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
まず、初期段階の目標であったライブオミクスデータの取得が成功裏に行われました。このデータは、個体ごとのオミクス情報と個体の形態データを結びつける基盤となります。さらに、取得したデータを分析し、初期胚の遺伝子発現変動と個体形態の関連性を探るための回帰分析が行われました。この分析により、個体差を生み出す可能性のある遺伝子の特定が進みました。そして、ネットワーク解析によって、中枢的な役割を果たす遺伝子の特定が行われました。これは、初期胚の遺伝子発現パターンが後の個体形態に及ぼす影響を理解する上で重要な一歩です。これらの成果により、研究の目標に向けた進捗が確認され、今後の研究や論文執筆において順調な推移が期待されます。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、取得したライブオミクスデータをさらに詳細に解析し、個体間の遺伝子発現パターンの差異を明らかにすることが重要です。これにより、個体差を生じさせる遺伝子の特定だけでなく、その背後にあるメカニズムや生物学的意義を理解することができます。また、発生過程における遺伝子発現の動態をより詳細に追跡し、個体形態の発生における特定の時点での重要な遺伝子群を特定することも重要です。このようなアプローチは、個体形態の変化や発生異常のメカニズムを理解し、将来的には医学や農業などの応用分野においても有用な情報を提供する可能性があります。さらに、他の解析手法やモデル生物を導入することで、得られた結果の信頼性や汎用性を高めることも検討すべきです。異なる手法やモデルを組み合わせることで、より包括的な理解が可能になるでしょう。最後に、研究成果を積極的に学術論文や国際会議などで発表し、他の研究者との交流を深めることも重要です。他の研究者との議論や協力を通じて、研究の進展や新たな発見を促進し、研究の価値を高めることができます。
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