Single-cell analysis of varied processes in stripe pattern formation

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K06676
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 44020:Developmental biology-related
• Research Institution: Osaka Medical and Pharmaceutical University
• Principal Investigator: Akiyama-Oda Yasuko (秋山康子) 大阪医科薬科大学, 医学部, 非常勤講師 (80426650)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小田 広樹 株式会社生命誌研究館, その他部局等, 主任研究員 (50396222)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: パターン形成 / 体節形成 / ゲノム / クモ / シングルセル / トランスクリプトーム

Outline of Final Research Achievements

In this study, we applied single-cell and single-nucleus RNA-seq techniques to study of pattern formation in the spider embryo. We demonstrated that the data obtained with dissociated cells and nuclei successfully reconstructed the anterior-posterior pattern in the UMAP plot without the assistance of any image data. Furthermore, we established a method to obtain genome-wide and quantitative gene expression data from the reconstructed axial pattern. This study will serve as the basis of the future molecular network analysis.

Free Research Field

発生生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

前後軸に沿ったパターンを、画像情報を取り入れることなく、数値的に再構築できたことに意義がある。本研究ではこの再構築されたパターンを利用して、軸に沿った遺伝子発現をゲノムワイドに数値として取得する方法も確立した。この方法に経時サンプリングやRNAiを組み合わせることで時間変化や遺伝子相互作用の情報も取得できると考えられ、数理解析への適用も期待できる。パターン形成の領域や動物による違いの解明へと発展できる。