2015 Fiscal Year Research-status Report
形態形成の全自動数値解析法の開発と神経細胞のキラル構造形成とらせん運動への適用
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15K14522
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
玉田 篤史 新潟大学, 研究推進機構, 准教授 (60270576)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 成長円錐 / 非対称性 / リース変換 / 構造テンソル / 光学フロー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
形態形成機構を研究する際には、細胞の形態変化を解析する作業が必要不可欠であるが、細胞の形態と運動を正確に自動的に定量する手法は未だ存在せず、不正確で面倒なマニュアル作業を強いられているのが現状である。本研究では、細胞の３次元タイムラプスイメージング画像から細胞の立体構造および直線・回転運動を全て漏らさずに全自動で数値化して定量的に解析する方法を開発することを目的としている。また、この手法を神経細胞に適用し、神経突起のキラルな伸長パターンと成長円錐のらせん回転運動を完全に計測・解析することを目指している。本年度の研究では、申請者がこれまで研究に用いてきた回転する神経細胞、特に神経突起先端の成長円錐の系をモデル系として、神経回路の構造（変化）の解析の手法を確立する。突起構造や曲率などの形状と直進・回転等の運動に関するパラメーターを正しく計算できるかどうか検証しながら手法を確立することを目指した。まず、微分干渉顕微鏡で撮影した微分干渉像からリース変換法を用いて陰影を取り除いて蛍光像のような輝度画像を得る手法を確立した。その手法を用いて、成長円錐の３次元タイムラプスイメージングを行った。これにより、低光毒性で高解像度の微分干渉顕微鏡観察法により、脆弱で動きの激しい成長円錐の構造変化様式を詳細に捉えることに成功した。さらに、成長円錐の構造を構造（輝度勾配）テンソルを用いて表現する方法、成長円錐の運動パターンを光学フローにより推定する方法を開発しつつある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究計画に掲げた目標はほぼ達成しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度以降は、成長円錐の回転運動系において、構造と運動の解析手法の確立を行うとともに、ここで確立した手法が他の系にも適用できるかどうか検討する。
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