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2017 Fiscal Year Research-status Report

細胞認証システムの開発に向けた細胞内座標軸の設定

Research Project

Project/Area Number 17K19507
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

大場 雄介  北海道大学, 医学研究院, 教授 (30333503)

Project Period (FY) 2017-06-30 – 2019-03-31
Keywords細胞形態 / 細胞内小器官 / 細胞認証
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、種々の細胞種や細胞の置かれている状態において、各細胞内小器官の配置に関するパラメータを網羅的に取得し、このパラメータをもとに細胞を認証するための「テンプレート」とそれを記述するための「座標軸」を設定することを目的として実施中である。
まず、無標識で細胞形態を抽出するためのアルゴリズムを構築した。透過像の一種である微分干渉画像の輝度情報に加え、その微分画像から細胞の存在する場所を特定することに成功した。この技術により、今後蛍光を用いて細胞を観察する際には、従前に比べて1事象多く情報を得ることができるようになる。また、ある種の培養細胞の早期エンドソームと核を蛍光ラベルし、上記の細胞全体、エンドソーム、核の分布位置の重心を、画像解析ソフトを用いて算出した。その結果、これら3つ構造体の重心は非常に高い確率で直線状に配置されることが明らかになった。3つの重心座標に対する回帰直線に対する相関係数は、観察した細胞の約70%において0.7以上の値を示した。他の傾向として、細胞質とエンドソームの重心は核の重心と比べると近い位置にあり、核膜周囲から核内にかけて存在した。なお、回帰直線は細胞の長軸方向あるいは核の長軸方向とは一致しなかった。相関係数と細胞の大きさあるいは核の大きさとは無関係であった。
さらに、後期エンドソームについても同様の解析を行い、早期エンドソームとの区別を試みた。その結果、後期エンドソームの重心も同一直線上に位置すること、後期エンドソームの重心位置は早期エンドソームより核の重心により近い位置に存在することが示された。
以上の結果から、細胞内小器官の配置にはある一定の法則が存在すること、それを用いて小器官を画像データから区別することが可能であることが示され、細胞認証の「テンプレート」の候補となる情報を得た。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

概ね調書記載の計画通りの進捗であるため。

Strategy for Future Research Activity

当初計画に記載した通り、その他の細胞内小器官についても同様の解析を進めるとともに、解析する細胞種や細胞の状態を拡充して実験する。これらのデータを集約し細胞認証の基盤構築を目指す。

Causes of Carryover

平成29年度前期に予想以上に研究が進展したため、当初予定していた以上の種類のオルガネラマーカーの作製を行う必要に迫られた。そのため、前倒し申請により1.000.000円追加した。その後、検討を重ねたところ、いくつか作成する必要のないマーカータンパク質を同定することができたため、計画よりも効率的に実験が進み、60.000円ほど研究費を使用せずにすんだ。したがって、この繰越した研究費と翌年度分の研究費を併せて、機械学習に向けた解析をはじめる。その際、データが予想以上に蓄積されてきたため、コンピュータのスペックを上げる必要があり、前年度から繰り越された分を充てる予定である。

  • Research Products

    (12 results)

All 2018 2017

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 2 results) Presentation (6 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Epstein-Barr Virus Acquires Its Final Envelope on Intracellular Compartments With Golgi Markers2018

    • Author(s)
      Nanbo Asuka、Noda Takeshi、Ohba Yusuke
    • Journal Title

      Front Microbiol

      Volume: 9 Pages: 454

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.00454

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Dermoscopic evaluation for skin grafts after surgery; neo-vascularization correlates with survival of skin grafts: A prospective study2018

    • Author(s)
      Kitamura Shinya、Yanagi Teruki、Inamura-Takashima Yuka、Imafuku Keisuke、Hata Hiroo、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Shimizu Hiroshi
    • Journal Title

      J Dermatol Sci

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • DOI

      10.1016/j.jdermsci.2018.01.014

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ebola virus requires a host scramblase for externalization of phosphatidylserine on the surface of viral particles2018

    • Author(s)
      Nanbo Asuka、Maruyama Junki、Imai Masaki、Ujie Michiko、Fujioka Yoichiro、Nishide Shinya、Takada Ayato、Ohba Yusuke、Kawaoka Yoshihiro
    • Journal Title

      PLoS Pathog

      Volume: 14 Pages: e1006848~

    • DOI

      10.1371/journal.ppat.1006848

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Cell competition with normal epithelial cells promotes apical extrusion of transformed cells through metabolic changes2017

    • Author(s)
      Kon Shunsuke、(35名省略)、Ohba Yusuke、(1名省略)、Fujita Yasuyuki
    • Journal Title

      Nat Cell Biol

      Volume: 19 Pages: 530~541

    • DOI

      10.1038/ncb3509

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rab5-regulated endocytosis plays a crucial role in apical extrusion of transformed cells2017

    • Author(s)
      Saitoh Sayaka、Maruyama Takeshi、Yako Yuta、Kajita Mihoko、Fujioka Yoichiro、Ohba Yusuke、Kasai Nobuhiro、Sugama Natsu、Kon Shunsuke、Ishikawa Susumu、Hayashi Takashi、Yamazaki Tomohiro、Tada Masazumi、Fujita Yasuyuki
    • Journal Title

      Proc Natl Acad Sci USA

      Volume: 114 Pages: E2327~E2336

    • DOI

      10.1073/pnas.1602349114

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 細胞内シグナル伝達の可視化と光による操作2017

    • Author(s)
      大場雄介
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] PI3K 由来ペプチドによるエンドサイトーシスとインフルエンザウイルス感染の抑制2017

    • Author(s)
      藤岡容一朗、佐藤絢、堀内浩水、藤岡真理、パウデル サラド、西出真也、南保明日香、大場雄介
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] 高速原子間力顕微鏡を用いた細胞表面膜構造動態のライブセルイメージング2017

    • Author(s)
      吉田藍子、酒井信明、植草良嗣、粂田昌宏、吉村成弘、大場雄介
    • Organizer
      第40回日本分子生物学会年会
  • [Presentation] インフルエンザウイルス細胞侵入において鍵となる宿主タンパク質の同定2017

    • Author(s)
      藤岡容一朗、西出真也、尾瀬農之、加藤いづみ、福原秀雄、藤岡真理、堀内浩水、佐藤絢、Prabha Nepal、柏木彩花、Jing Wang、堀口美香、Sarad Paudel、南保明日香、宮崎忠昭、前仲勝実、大場雄介
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会
  • [Presentation] Ras-PI3K複合体によるエンドサイトーシスの制御因子の探索と機能解析2017

    • Author(s)
      堀内浩水、藤岡容一朗、佐藤絢、Prabha Nepal、Jing Wang、堀口美香、Sarad Paudel、西出真也、南保明日香、小布施力史、大場雄介
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会
  • [Presentation] PI3K 由来ペプチドによるインフルエンザウイルス感染の抑制2017

    • Author(s)
      佐藤絢、藤岡容一朗、堀内浩水、藤岡真理、パウデル サラド、西出真也、南保明日香、大場雄介
    • Organizer
      第69回日本細胞生物学会
  • [Book] Methods in Molecular Biology, SH2 domain2017

    • Author(s)
      Mari Fujioka、Yumi Asano、Shigeyuki Nakada、Yusuke Ohba
    • Total Pages
      555
    • Publisher
      Humana Press, New York, NY

URL: 

Published: 2018-12-17  

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