2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of automated numerical methods for analysis of morphogenesis and their application to chiral structure and motion
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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, 医歯学総合研究科, 客員研究員 (60270576)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 成長円錐 / 神経突起 / キラリティ / 左右非対称性 / リース変換 / 微分干渉顕微鏡 / 構造テンソル / オプティカルフロー |
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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。本年度は28年度に引き続いて研究を継続するとともに、研究成果をまとめて論文３報に発表した。形態形成の全自動解析法に関する主要な成果については、Nature Communications誌に発表した。発表した解析手法は、１）リース変換微分干渉顕微鏡法による３Dライブセルイメージング法、２）構造テンソルを用いた３D形態の自動解析法、３）オプティカルフローを用いた３D形態変化の自動解析法の３つである。これらの全自動・定量解析手法を神経細胞の成長円錐・神経突起の運動パターンの解析に応用することで、成長円錐のフィロポディアが左らせん運動すること、神経突起が２次元基質上で右旋回運動することを数値的に明らかにすることに成功した。また、本課題で開発した定量的解析手法を、神経細胞の分子発現パターンおよび形態の解析にも応用し、その成果を、Molecular Brain誌、iScience誌に論文として発表した。
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[Journal Article] Growth cone phosphoproteomics reveals that GAP-43 phosphorylated by JNK is a marker of axon growth and regeneration2018
Author(s)
Asami Kawasaki, Masayasu Okada, Atsushi Tamada, Shujiro Okuda, Motohiro Nozumi, Yasuyuki Ito, Daiki Kobayashi, Tokiwa Yamasaki, Ryo Yokoyama, Takeshi Shibata, Hiroshi Nishina, Yutaka Yoshida, Yukihiko Fujii, Kosei Takeuchi, and Michihiro Igarashi
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Journal Title
iScience
Volume: 4
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access
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