低次元化に基づく免疫受容体配列ダイバーシティ解析手法の改良と応用展開

• Project Area: Integrated analysis and regulation of cellular diversity
• Project/Area Number: 18H05096
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 小林 徹也 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90513359)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2020-03-31
• Project Status: Discontinued (Fiscal Year 2019)
• Budget Amount: ¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 2019: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000); Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
• Keywords: レパトア / NGS / T細胞受容体 / 多様性 / 低次元化

Outline of Annual Research Achievements

手法のスケールアップを目指し、双曲空間への埋め込みの新しい方法などの検討を行なった。また、前年度にクオリティチェックを完了した経時的に取得されたT細胞受容体シーケンスのデータを用いて、経時的な低次元化の方法の検討を行なった。具体的にはDECOLDによる同時埋め込みによる低次元化を行うとともに、レニーダイバージェンスによる特徴化や、PCAを用いた情報の縮約に関しても解析を進めた。
並行して、受容体多様性が変動する過程を力学系の観点から解析する方法を検討し、実験的に観測されている受容体のパワー則の生成メカニズムを整理した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Reliable target ligand detection by noise-induced receptor cluster formation (2020)
  • Author(s): Kajita Masashi K.、Aihara Kazuyuki、Kobayashi Tetsuya J.
  • Journal Title: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science Volume: 30 Issue: 1 Pages: 011104-011104
  • DOI: 10.1063/1.5140714
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Quantitative analysis reveals reciprocal regulations underlying recovery dynamics of thymocytes and thymic environment in mice (2019)
  • Author(s): Kaneko Kazumasa B.、Tateishi Ryosuke、Miyao Takahisa、Takakura Yuki、Akiyama Nobuko、Yokota Ryo、Akiyama Taishin、Kobayashi Tetsuya J.
  • Journal Title: Communications Biology Volume: 2 Issue: 1 Pages: 444-444
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0688-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Long-term hindlimb unloading causes a preferential reduction of medullary thymic epithelial cells expressing autoimmune regulator (Aire) (2018)
  • Author(s): Horie Kenta、Kudo Takashi、Yoshinaga Riko、Akiyama Nobuko、Sasanuma Hiroki、Kobayashi Tetsuya J.、Shimbo Miki、Jeon Hyojung、Miyao Takahisa、Miyauchi Maki、Shirakawa Masaki、Shiba Dai、Yoshida Nobuaki、Muratani Masafumi、Takahashi Satoru、Akiyama Taishin
  • Journal Title: Biochemical and Biophysical Research Communications Volume: 501 Issue: 3 Pages: 745-750
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.05.060
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Presentation] 獲得免疫系の強化学習モデルとその数理構造 (2020)
  • Author(s): 堀口 修平
  • Organizer: 第４回理論免疫学ワークショップ
• [Presentation] 免疫学習の数理 (2019)
  • Author(s): 小林 徹也
  • Organizer: 第３回理論免疫学ワークショップ
• [Presentation] 細胞内シグナリングネットワークにおける応答時間を一定に保つメカニズム (2019)
  • Author(s): 金子 和正
  • Organizer: 第３回理論免疫学ワークショップ
• [Presentation] 免疫恒常性維持機構への数理的アプローチ (2019)
  • Author(s): 小林 徹也，金子 和正，秋山 泰身
  • Organizer: 細胞ダイバース第四回公開シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] T細胞の分化時間を一定に保つ適応メカニズム (2019)
  • Author(s): 金子和正, 小林徹也
  • Organizer: 2019年度 日本数理生物学会年会
  • Invited
• [Presentation] 免疫細胞多様性の強化学習モデルの解析 (2019)
  • Author(s): 堀口 修平, 小林 徹也
  • Organizer: 2019年度 日本数理生物学会年会
• [Presentation] 免疫T細胞の抗原識別における確率ノイズの構造 (2019)
  • Author(s): 梶田 真司, 合原 一幸, 小林 徹也
  • Organizer: 2019年度 日本数理生物学会年会
• [Presentation] 細胞ダイバーシティーへの数理的アプローチ (2019)
  • Author(s): 小林 徹也
  • Organizer: 第92回日本生化学会大会
  • Invited
• [Presentation] 抗原識別における確率的ノイズの役割(A role of stochastic noise in ligand discrimination) (2019)
  • Author(s): 梶田 真司, 合原 一幸, 小林 徹也
  • Organizer: 第57回日本生物物理学会年会
• [Presentation] 獲得免疫系の強化学習モデルの数理 (2019)
  • Author(s): 堀口 修平
  • Organizer: 定量生物学の会 北海道キャラバン 2019
• [Presentation] 胸腺上皮細胞との相互作用を介した恒常的なT細胞生成の数理モデリング (2018)
  • Author(s): 金子 和正
  • Organizer: 第15回 生物数学の理論とその応用 -次世代の数理科学への展開-
• [Presentation] Quantitative analysis of reciprocal regulations between thymocytes and thymic environment during recovery (2018)
  • Author(s): Kazumasa Kaneko
  • Organizer: Virus Dynamics Workshop in Japan
  • Int'l Joint Research / Invited
• [Funded Workshop] Interface between Immunology & Quantitative Biology (2019)