2014 Fiscal Year Annual Research Report
独自新規法を用いた遺伝子発現に基づくデジタル脳図譜作成とその解析
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25560428
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
於保 祐子 独立行政法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 客員研究員 (60381571)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 秀夫 独立行政法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, チームリーダー (00261206)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 共発現解析 / 遺伝子発現 / 脳地図 / バイオインフォマティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
独自に開発した遺伝子発現３次元地図作成法（トランスクリプトーム・トモグラフィー：ＴＴ法）を高精度化し、可塑性の高い発達期マウス脳で経時的な発現情報を詳細に測定・データベース化し、脳が恒常性を維持しながら形態を変え・機能を獲得する仕組みを、遺伝子共発現解析などのインフォマティクス手法と脳形態・組織情報を融合して解析するアトラス インフォマティクスという新手法で捉え、神経科学の基盤となる、ウェブ上で双方向に利用可能な遺伝子発現脳図譜の構築をめざして研究を行った。
ＴＴ法を使って、C57BL/6J マウスの発達期脳での網羅的遺伝子発現情報を１３年度２時点、１４年度に新たに１時点、合計 生後３日、７日、３週で取得し、既に３次元地図化した８週と合わせ4 点での発現情報データを得た。其々の脳について、MRI画像（T1, T2強調）も取得した。
ＴＴ法で作成した３次元遺伝子発現データとMRI画像やこれを基にして作成した脳解剖領域地図を同一空間上に位置合わせする方法を確立し、相互に比較できるＷＥＢシステムの構築した。更に、ＴＴ法で得られる発現情報を用いた共発現解析を行い結果をネットワーク図として表示し、これを遺伝子発現地図情報と統合して解析できる手法を開発した。これらの手法について、Scientific Report に論文を発表した。
国際ニューロインフォマティクス統合機構(INCF)で共同研究を行い、８週マウスについては国際標準脳空間WHSでの解析が可能となった。更に発達期では、本研究での画像を標準空間として用いるシステムを作成した。これによって、発達段階を通じて遺伝子発現パターンをMRI画像の解剖学的位置に照らして解析できるようになった。更に、遺伝子共発現ネットワーク構造の発達過程での遺伝子発現の安定性と、脳機能部位形成過程での変容を示す解析結果を得たので、成果論文を作成している。
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[Journal Article] Anatomical landmarks for registration of experimental image data to volumetric rodent brain atlasing templates2015
Author(s)
Sergejeva, M, Papp, E. A., Bakker, R., Gaudnek, M. A., Okamura-Oho, Y., Boline, J., Bjaalie, J. G., Hess, A.
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Journal Title
J. Neurosci. Methods
Volume: 240
Pages: 161-169
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Whole-Brain Imaging with Single-Cell Resolution Using Chemical Cocktails and Computational Analysis2014
Author(s)
E. A. Susaki, K. Tainaka, D. Perrin, F. Kishino, T. Tawara, T. M. Watanabe, C. Yokoyama, H. Onoe, M. Eguchi, S. Yamaguchi, T. Abe, H. Kiyonari, Y. Shimizu, A. Miyawaki, H. Yokota, and H. R. Ueda
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Journal Title
Cell
Volume: 157
Pages: 726-739
DOI
Peer Reviewed
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[Presentation] Transcriptome tomography: mapping genes onto 3D brain structures2014
Author(s)
Yuko Okamura-Oho, Kazuro Shimokawa, Sakiko Nakamura, Yuki Tsujimura, Masaomi Nishimura, Satoko Takemoto, Masahiko Morita, Takashi Ijiri, Takehiro Tawara, Hideo Yokota
Organizer
Annual meeting of Society of Neuroscience 2014
Place of Presentation
Washington DC, USA
Year and Date
2014-11-15 – 2014-11-19
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