2010 Fiscal Year Annual Research Report
細胞内物流システム解明のためのイメージデータを基としたデジタル解析システムの開発
| Project Area | Intracellular logistics: interdisciplinary approaches to pathophysiology of membrane traffic |
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20113007
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
牧野内 昭武 独立行政法人理化学研究所, VCADシステム研究プログラム, プログラムディレクター (80087460)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
竹本 智子 独立行政法人理化学研究所, 生物基盤構築チーム, 研究員 (00450403)
吉澤 信 独立行政法人理化学研究所, 生物基盤構築チーム, 研究員 (10455371)
西村 将臣 独立行政法人理化学研究所, 生物基盤構築チーム, リサーチアソシエイト (50392064)
横田 秀夫 独立行政法人理化学研究所, 生物基盤構築チーム, チームリーダー (00261206)
曽我 公平 東京理科大学, 基礎工学部, 准教授 (50272399)
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| Keywords | 画像処理 / パターン認識 / 生体生命情報学 / アルゴリズム / 計測工学 |
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| Research Abstract |
細胞内の各物質輸送経路の統括的解明のため、細胞内画像に対する新しいデジタル解析システムの確立を目指し、細胞内輸送観察システムの構築、画像処理計算法とそのソフトウェアの研究・開発を実施した。
1.細胞内物流システムの解析に特化した画像処理アルゴリズムの研究・開発
細胞内画像に対する専門家の領域抽出を、コンピュータで再現するためのエキスパートシステムの開発を進めた。膨大な計算量をカバーするための大規模クラスターを用いた計算システム、GUIによる計算デザイン用ソフトウエアを開発した。
また、時間変化を伴う画像の輝度情報に対し、3次元のSaliencyとSIFTを開発し、細胞内画像に特異的な輝度変化の特徴を見いだした。さらに、観察画像をベクトル情報として表現することで、画像の高解像度化技術を開発した。
2.細胞生物学者に優しい画像処理計算ソフトウェアの研究・開発
開発アルゴリズムや理論系公募班の研究成果を直ちに生物系研究者が活用できるよう、画像処理統合プラットフォームの設計開発を進めた。データ入出力の仕様を設計・公開すると共に、画像処理の各種フィルタをプラグインとして自在に連結可能なプロトタイプシステムを開発した。次年度以降、基礎的な画像処理プラグインの開発とソフトウエアの公開を実施する。
3.細胞内物流システムの長時間観察システムの開発・運用
近赤外光により可視光を発するアップコンバージョン粒子の観察システム構築を進めた。近赤外光により可視光を発する20-30nmのアップコンバージョン発光ナノ粒子の単分散体を得ること、粒子上に分散安定性の付与と非特異相互作用の抑制を目的としたPEGを修飾することに成功した。さらに、細胞内の微弱な可視域の蛍光を観察するために、980nmの3Wと観察光として高強度な固体レーザーを導入する装置を開発した。次年度は、これらを細胞中に導入し、細胞のアップコンバージョン発光三次元イメージングの基礎を確立予定である。
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Research Products
(70 results)
