Development of Informatics technologies for identification and analysis of singularity cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project Area: Singularity biology
• Project/Area Number: 18H05412
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Complex systems
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: Onami Shuichi 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (50348843)
• Project Period (FY): 2018-06-29 – 2023-03-31
• Keywords: バイオイメージインフォマティクス / データプラットフォーム / 深層学習 / ビッグデータ / データ統合

Outline of Final Research Achievements

We have achieved the following research results: a systematic analysis of cell morphodynamics in C. elegans early embryogenesis, quantification of changes in cytoplasmic texture associated with aging in C. elegans oocytes, global recommendations for bioimaging data format standards and data sharing systems, development of BD5, an open HDF5-based data format to represent quantitative biological dynamics data, development of NeuroGT, a brain atlas of neurogenic tagging CreER mouse drivers, development of PHi-C, a method for deciphering Hi-C data into polymer dynamics, implementation of BDML format output plug-in for Nikon Corporation's image analysis software, and development of a data platform for singularity biology.

Free Research Field

システムバイオロジ―

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

バイオイメージ・インフォマティクス技術により、組織や個体等の様々な生命現象について様々な細胞特徴量についての全細胞ダイナミクス解析が可能になった。これにより、それぞれの生命現象において、従来の方法では不可能であったシンギュラリティ現象の解析が可能になった。更に、全細胞ダイナミクス解析により、細胞分化や組織のホメオスタシスに関与する、シンギュラリティ現象とは異なる、新たなメカニズムの発見も可能になった。加えて、バイオイメージデータのグローバルな共有に向けての世界連携組織の構築に成功し、生命科学分野の持続的な発展に向けての大きな一歩を日本が主導権を持つ形で踏み出すことに成功した。