2020 Fiscal Year Research-status Report

多機能因子として哺乳類胚発生を制御するGARP complexの役割

Research Project

Project/Area Number	20K06453
Research Institution	Institute of Physical and Chemical Research
Principal Investigator	杉本道彦国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 開発研究員 (10373317)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	田夛祐喜国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 特別研究員 (10746382)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Keywords	マウス / 初期発生 / 細胞内小胞輸送 / 胚性致死 / 多能性幹細胞 / scRNA-seq
Outline of Annual Research Achievements	本研究は、細胞内小胞輸送を制御するタンパク質複合体GARP complexを構成する各因子の哺乳類発生過程における役割の違いを、single-cell RNA sequencing（scRNA-seq）により解明することを目的とする。本研究の成果により、これまでに知られていなかった細胞内小胞輸送経路による哺乳類胚発生制御メカニズム解明につながる成果が得られると期待される。 2020年度は解析のための基盤技術の整備と解析を進めるための変異マウスの整備を中心に進める計画であったが、研究期間開始直後に新型コロナウイルス感染症対策のため在宅勤務措置と実験動物維持施設の利用制限措置が取られたため、変異マウスの整備と実験の実施に大きな制限がかかったが、scRNA-seqの効率化・低コスト化に大きく貢献する「Cell labeling technique for multiplex scRNA-seq」を新規に開発した。細胞表面を非特異的に標識する本技術は、これまでに市販されているmultiplex化手法と比べても、汎用性が高くコストも大幅に低減できることから、本研究の推進のみならず、広く多方面での適用が想定される。また、multiplex scRNA-seqのデータ解析パイプラインの立ち上げに成功した。これにより、multiplex scRNA-seqのより高度な解析を高精度にかつ効率的にすすめることが可能となった。合わせて、変異マウス由来多能性幹細胞細胞の樹立・整備も進めた。変異マウスの整備は当初計画よりも遅れているものの2020年度後半より再開し、次年度からの研究推進に間に合わせることができた。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 解析のための基盤技術の新規開発と整備、ならびに新型コロナウイルス禍の状況下において前半は実験実施に関しての大幅な制限がかかっていたものの、scRNA-seq解析のための基盤技術の開発と整備、ならびに変異マウス・変異マウス由来多能性幹細胞の整備は完了することができた。
Strategy for Future Research Activity	2021年度はscRNA-seq解析のための変異マウス胚由来scRNA-seqデータ取得を中心に、変異マウス由来多能性幹細胞からのデータ取得も並行して進めていく計画である。また、固定サンプルからのscRNA-seq解析技術の開発も並行して進め、本研究推進のためのさらなる効率化・高品質化を図る。2022年度は前年度に得られたシーケンスデータの解析と、データのvalidationのための確認実験を進め、成果報告を取りまとめる。
Causes of Carryover	新型コロナウイルス感染症対策のため、2020年度前半は長期的に在宅勤務措置がとられ、長期的に実験を実施することができなかった。また、同理由により、研究実施のために飼育していたマウスの頭数制限の必要があったため、系統維持に必要な最低限の個体の飼育のみを行っていたため、必要なマウスを確保するのに時間がかかった。これらの理由により、2020年度は物品費の支出が当初計画よりも大幅に少なくなった。また、学会にも参加できなかったため、旅費を使用しなかった。余剰の物品費は全額2021年度の物品費に当てる。また、2021年度の学会への参加可否は現状不透明であるが、旅費に関しては、2021年度の当初予算にすでに旅費が計上されており、余剰額に相当する旅費を追加で使用する予定はないため、申請額から減額された分の物品費として流用することで研究計画を更に進展させる。