１分子スクリーニング装置から得られるビッグデータのスパース化
Publicly Offered Research
| Project Area | Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling |
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| Project/Area Number |
16H01559
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
安井 真人 国立研究開発法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 特別研究員 (60732948)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2017)
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| Budget Amount *help |
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 超解像 / 顕微鏡 / 自動化 / スパースモデリング / 1分子イメージング / １分子イメージング / １分子計測 / 自動イメージング / ディープラーニング / 数理モデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度の研究により、超解像イメージングPALMの高速化と自動化に成功した。超解像イメージングの高速化においては、昨年度開発したスパースモデリングによるデコンボリューションのアルゴリズムの見直しと並列化することにより、１画像あたり数十秒かかっていた処理を数百ミリ秒まで高速化することに成功した。速度はCPUの数に比例するので、必要ならばCPUを増やすことでさらなる高速化を実現できる。この手法により、分子密度が密な画像であっても高速に解析ができるようになった。また、超解像イメージングの撮影をリアルタイム制御することでの高速化も行なった。通常は変換光を一定にして、超解像イメージングを行う。しかし、変換光の光強度を一定にしておくと、時間と共に観察される分子密度が低下し、データ取得効率が低下する。そこで、変換光の光強度を制御し、常に観察される分子密度が一定になるようにした。これにより、これまで数十分かかっていた作業を数十秒へ高速化することができた。上記の技術と昨年度までに開発してきた自動イメージング技術とを組み合わせて、自動で超解像イメージングPALMを行い解析することに成功した。応用として、CHO細胞に発現しているEGFR-mkikGRの細胞膜での密度を自動計測した。その結果、EGFを加えるとEGFRのクラスター化が促進され、そのEC50が約6nM付近であることがわかった。この結果は、別の計測での結果と一致しているので、我々の手法が正しく機能していることがわかる。さらに、発現量とクラスター化との関係を見ていくと、EGFがない状態でもEGFRはクラスターを形成しており、クラスターの度合いはEGFRの発現量に対し増加関数であることがわかった。本技術は今後、細胞内分子の配置を容易に解析できるツールになると期待される。
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| Research Progress Status |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
