2012 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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| Project/Area Number |
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, 先端技術基盤部門, 部門長 (80087460)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 秀夫 独立行政法人理化学研究所, 生物情報基盤構築チーム, チームヘッド (00261206)
吉澤 信 独立行政法人理化学研究所, 生物情報基盤構築チーム, 基幹研究所研究員 (10455371)
曽我 公平 東京理科大学, 基礎工学部, 教授 (50272399)
竹本 智子 独立行政法人理化学研究所, 生物情報基盤構築チーム, 特別研究員 (00450403) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2008-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 細胞内画像処理 / 画像処理統合プラットフォーム / エキスパートシステム / 領域抽出 / 輸送担体追跡 / 細胞観察システム / 近赤外光 / アップコンバージョン粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞内の様々な輸送経路の統合的理解を目的とし、観察データの客観的な判断を可能とするディジタル解析手法の研究開発について、下記の３項目を実施した。
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・開発として、領域抽出と特徴抽出に関する研究開発を実施した。昨年度までに開発したSaliencyによるSIFT特徴を山尾根特徴と融合し、輸送担体の追跡/認識に有用な新しい輸送担体追跡アルゴリズムを提案した。これらを生物系研究者が容易に使用できるよう、GUIを備えた画像処理統合プラットフォーム上で動作させるための開発を行った。
２．細胞生物学者に優しい画像処理計算ソフトウエアの研究・開発として、これまでに開発してきた画像処理統合プラットフォームの研究開発を引き続き実施した。昨年度に開発した画像処理手順の再現と編集が可能なマクロ機能の統合に加え、画像処理により抽出した細胞内の特定領域に対し、その3次元形状の曲率、主方向、体積、表面積、重心位置などの数値情報を算出してデータベースに蓄積するシステムを構築した。これにより、細胞内小器官や輸送担体の位置などの統計情報を容易に導出することが可能となった。
３．細胞内物流システムの長時間観察システムの開発・運用として、昨年度までに開発した低ダメージ・長時間・高速観察のためのアップコンバージョン共焦点観察システムを用いて、エンドサイトーシスにより細胞内にアップコンバージョン粒子を導入する系を確立した細胞の観察を実施した。細胞内に粒子を取り込んだ状態で、48時間にも及ぶ長時間の4次元情報を取得し、細胞内の粒子の動態を可視化、解析に成功した。
以上の取り組みにより、本申請において当初設定していた技術的用件を開発する事が出来た。開発したシステムを利用した輸送担体の解析は、本学術領域内の生物研究者と現在も共同研究を進めており、今後の成果が期待できる。
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| Research Progress Status |
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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