2018 Fiscal Year Research-status Report
1細胞遺伝子発現解析と数理モデリングによる、多能性幹細胞の細胞間ゆらぎの解析
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16KT0139
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
中村 直俊 大阪大学, 数理・データ科学教育研究センター, 特任准教授(常勤) (30554472)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 正裕 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (40634449)
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| Project Period (FY) |
2016-07-19 – 2020-03-31
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| Keywords | 1細胞 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、幹細胞の遺伝子発現のゆらぎを1細胞レベルで記述し理解することであり、内在的ノイズ・外在的ノイズのコンセプトに基づいた数理モデル化と実際の実験データを組み合わせるところにその新しさがある。文献にもとづく調査や既存の装置を複数種類試行した結果から、数理モデリングに必要な数の細胞を、実行可能な研究費用で得るためには、既存の装置の単純な改良では困難であり、より良い新規の装置を開発する必要が生じた。研究分担者の創意工夫により、現在ではその開発に成功しており、幹細胞を用いてパイロットデータを得ることができた。研究分担者はその結果を、シンガポールで開催された国際学会 Cell Symposia (Single Cells: Technology to Biology)でポスター発表した他、BD主催のイベントでも解析結果を口頭で発表する機会を得た。研究代表者は、1細胞遺伝子発現データの低次元表現に関する方法の理解を深めた。特に、研究代表者が開発したLAVENDER法に基づく解析と、近年のデファクトスタンダードになっている tSNE や UMAP との比較解析を推し進めた。さらに、上記パイロットデータの解析に着手し、数理モデルの開発を進めた。上記の進捗状況に基づいて、補助事業期間を1年間延長した。引き続き、新たな装置での測定のクオリティコントロール、データの解析および数理モデル化を進めていく。また、新たな装置についても、生物学的・医学的によりよい測定対象を探索し、論文化を進める予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画では、幹細胞の遺伝子発現を1細胞レベルで測定できる装置を完成させた後、実際の測定および数リモデリングを行う予定であった。数理モデリングに必要な数の細胞を得るために、既存の装置の単純な改良では困難であり、より良い新規の装置を開発する必要が生じた。現在は新たな装置でサンプルの測定に成功しているが、当初計画より遅くなった。
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| Strategy for Future Research Activity |
上記の進捗状況を受け、補助事業期間を1年間延長した。引き続き、新たな装置での測定のクオリティコントロール、データの解析および数理モデル化を進めていく。また、新たな装置についても、生物学的・医学的によりよい測定対象を探索し、論文化を進める。
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| Causes of Carryover |
数理モデリングに必要な数の細胞を、実行可能な研究費用で得るためには、既存の装置の単純な改良では困難であり、より良い新規の装置を開発する必要が生じた。これに伴い、補助事業期間を1年間延長した。現在では装置の開発に成功しており、引き続き、測定のクオリティコントロール、データの解析および数理モデル化を進めていく。また、装置についても、生物学的・医学的によりよい測定対象を探索し、論文化を進める予定である。
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