2020 Fiscal Year Annual Research Report
１細胞内のゲノム構造と転写活性制御を紐解くイメージ・シーケンス統合解析
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18H01801
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
細川 正人 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, その他(招聘研究員) (60722981)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | シングルセル解析 / ゲノム / トランスクリプトーム / マイクロ流体デバイス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１細胞トランスクリプトーム解析により、転写産物プロファイルを機能発現という「結果」として捉え、個々の細胞の特徴を説明できるようになった。しかし、エピジェネティックな転写制御メカニズムを１細胞レベルで計測するのは研究開始当初は困難とされており、細胞の多様性を生む「原因」の統合的な理解には至っていなかった。そこで本研究では、細胞という１つの空間内で起きる現象の「原因」と「結果」を同時に計測することを目指し、同一細胞から、転写活性化領域の同定と転写物の定量を実行する手法を開発することを目的とした。
当初計画では、1細胞単位の計測を前提にゲノム配列を網羅的にシーケンスすることから着手したが、生体組織の空間的な遺伝子発現解析が近年重要視されつつあることから、生体組織レベルでの解析を重点的に展開し、研究を進めた。微小組織領域からの遺伝子発現解析については、RNAの分解および組織からの抽出効率が鍵となることが判明した。このため組織観察ののち選択的に採取した微小な組織片から、RNA分解を抑制して再現性高く遺伝子発現解析を行うプロトコルを開発し、論文報告した。本方法では、オリゴdTビーズを用いて１細胞や微小組織からpoly(A)RNAを回収する方法を採用しており、1細胞/微小組織片単位でRNA精製とゲノムDNAを分離し、個別シーケンスすることへ発展させた。その後プロセスを改良し、凍結組織やFFPE組織から画像をもとに任意の微小組織片を回収し、同一サンプルからDNAとRNAを個別に解析する手法を開発し、RNA-seqとゲノム変異解析を同時に行うことを可能とした。また、マイクロ流体技術を応用した1細胞制御技術の応用発展から、ゲノム解析の網羅的な実施が可能となり、バクテリアを対象とした場合、原理上では１サンプルから数千個の高精度なドラフトゲノムシーケンスを実行できるプロトコルを開発した。
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| Research Progress Status |
令和2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 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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