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出芽酵母の遺伝子間相互関係と一細胞フェノームによる推計的表現型オントロジーの構築

研究課題

研究課題/領域番号 11J06399
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 システムゲノム科学
研究機関東京大学

研究代表者

大貫 慎輔  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2011 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2013年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2012年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2011年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
キーワード画像解析 / 大規模解析 / 細胞形態 / 表現型解析 / カルシウム / 細胞壁 / バニリン / ヘテロ不全性 / 化学遺伝学 / CalMorph / 生物多様性
研究概要

画像解析プログラムの開発 : 昨年度までに開発した汎用CalMorphの性能評価を行うために緑藻
Haematococcus pluvialisの生育を、汎用CalMorphを使用してストレス状況における細胞の生育モニタリングを行った。これにより汎用CalMorphが細胞の成長に伴って変化する細胞の特徴を捉えることができただけでなく、生育の過程で現れる遊走子などの異なる状態の細胞を判別することができ、さらにストレスに応答して蓄積する色素量を予測することができた。この結果により汎用CalMorphが生命現象を捉える性能を有していることが実証され、この成果はPlant & Cell Physiologyに掲載された。
主成分分析による多次元形態パラメータの再編成 : 昨年度までに考案した二段階の主成分分析により出芽酵母の発酵時における独立した形態変化を更に独立した形態的特徴に分解できることがわかった。この方法を応用してバニリンや細胞壁合成阻害剤、カルシウムを処理した際の形態的特徴を詳細に解析し、それぞれの刺激による細胞の応答と機能の関係を明らかにすることができた。
出芽酵母遺伝子破壊株の表現型解析 : 昨年度までに酵母細胞の形態情報がガンマ分布とベータ分布、ベータ二項分布、正規分布の4つの確率分布で表現できることを突き止めたので、これらの確率分布を使用して、必須遺伝子ヘテロ破壊変異体の野生型に対する形態異常度を見積もった。これにより二倍体酵母は必須遺伝子のうち約半分はヘテロ不全性を示し、対立遺伝子の片方を失うと異常な形態を示すことがわかった。さらに、独立な形態的特徴を使用して遺伝子変異株間の相関ネットワークを推定し、遺伝子間の機能的関連性と照らし合わせたところ、非常に多くの遺伝子機能と形態的特徴がヘテロ不全性により相関することがわかった。この結果から得られた機能と形態的特徴の関係から遺伝子の機能的カテゴリを形態オントロジーとして整理することが可能である.

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(3件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 1件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Distinct roles of cell wall biogenesis in yeast morphogenesis as revealed by multivariate analysis of high-dimensional morphometric data.2014

    • 著者名/発表者名
      Okada H, Ohnuki S, Roncero C, Konopka JB, Ohya Y.
    • 雑誌名

      Molecular biology of the cell

      巻: 25(2) 号: 2 ページ: 222-33

    • DOI

      10.1091/mbc.e13-07-0396

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of Cell, Actin and Nuclear DNA Morphology with High-Throughput Microscope and CalMorph2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Okada, Shinsuke Ohnuki, Yoshikazu Ohya
    • 雑誌名

      Cold Spring Harbor Protocols

      巻: (印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Profilin is required for Ca^<2+> homeostasis and Ca^<2+>-modulated bud formation in yeast.2013

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M1, Ohnuki S, Yashiroda Y, Ohya Y.
    • 雑誌名

      Molecular genetics and genomics

      巻: 288(7-8) 号: 7-8 ページ: 317-28

    • DOI

      10.1007/s00438-013-0752-x

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-cell phenomics reveals intra-species variation of phenotypic noise in yeast.2013

    • 著者名/発表者名
      Yvert G, Ohnuki S, Nogami S, Imanaga Y, Fehrmann S, Schacherer J. Ohya Y.
    • 雑誌名

      BMC systems biology

      巻: 7 号: 1 ページ: 54-54

    • DOI

      10.1186/1752-0509-7-54

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamic changes in brewing yeast cells in culture revealed by statistical analyses of yeast morphological data.2013

    • 著者名/発表者名
      Ohnuki S, Enomoto K, Yoshimoto H, Ohya Y.
    • 雑誌名

      Journal of bioscience and bioengineering

      巻: 117(3) 号: 3 ページ: 278-84

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2013.08.005

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Image-based monitoring system for green algal Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae) cells during culture.2013

    • 著者名/発表者名
      Ohnuki S, Nogami S, Ota S, Watanabe K, Kawano S, Ohya Y.
    • 雑誌名

      Plant & cell physiology

      巻: 54(11) 号: 11 ページ: 1917-29

    • DOI

      10.1093/pcp/pct126

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vanillin Inhibits translation and Induces Messenger Ribonucleoprotein (mRNP) Granule Formation in Saccharomyces cerevisiae : Application and validation of High-Content, Image-Based Profiling2013

    • 著者名/発表者名
      Aya Iwaki, Shinsuke Ohnuki, Yohei Suga, Shingo Izawa, Yoshikazu Ohya
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: (印刷中)(掲載確定)

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analysis of the biological activity of a novel 24-membered macrolide JBIR-19 in Saccharomyces cerevisiae by the morpbological imaging program CalMorph2012

    • 著者名/発表者名
      Ohnuki S, Kobayashi T, Ogawa H, Kozone I, Ueda JY, Takagi M, Shin-Ya K, Hirata D, Nogami S, Ohya Y
    • 雑誌名

      FEMS Yeast Research

      巻: 3 号: 3 ページ: 293-304

    • DOI

      10.1111/j.1567-1364.2011.00770.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Haematococcus pluvialis (Chlorophyceae)の培養モニタリングシステム2013

    • 著者名/発表者名
      大貫慎輔、野上識、大田修平, 渡邉光一、河野重行、大矢禎一
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      神戸国際展示場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ビール酵母における細胞形態のダイナミクス ~2段階主成分分析のススメ2013

    • 著者名/発表者名
      大貫慎輔、榎本賢一、善本裕之、大矢禎一
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム
    • 発表場所
      東北大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2013-09-09
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の高次元形態情報に基づく定量的表現型解析2013

    • 著者名/発表者名
      大貫慎輔、野上識、大矢禎一
    • 学会等名
      日本細胞生物学会
    • 発表場所
      ウインクあいち(愛知県名古屋市)
    • 年月日
      2013-06-20
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微細藻類の多機能画像解析ソフトウェア2012

    • 著者名/発表者名
      大貫 慎輔
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      福岡県(福岡国際会議場・マリンメッセ福岡)
    • 年月日
      2012-12-13
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] バニリンは酵母の翻訳を阻害しmRNP granuleの形成を誘導する2012

    • 著者名/発表者名
      岩城 理
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      福岡県(福岡国際会議場・マリンメッセ福岡)
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母の形態形成における細胞壁の各構成成分の役割2012

    • 著者名/発表者名
      岡田 啓希
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      福岡県(福岡国際会議場・マリンメッセ福岡)
    • 年月日
      2012-12-12
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 自然界で蓄積された遺伝的変異は出芽酵母の形態的表現型の高い多様性を生み出す2012

    • 著者名/発表者名
      楊 明
    • 学会等名
      分子生物学会
    • 発表場所
      福岡県(福岡国際会議場・マリンメッセ福岡)
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 新規生理活性物質JBIR-19は細胞形態の伸長とアクチンの脱局在を引き起こす2012

    • 著者名/発表者名
      野上 識
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム
    • 発表場所
      京都(京都大学宇治キャンパス おうばくプラザ きはだホール)
    • 年月日
      2012-09-05
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Chemical genetic approaches for the elucidation of cell wall biogenesis in Saccharomyces cerevisiae2012

    • 著者名/発表者名
      大貫 慎輔
    • 学会等名
      International Conference on Systems biology
    • 発表場所
      カナダ(トロント)
    • 年月日
      2012-08-20
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multi-target drugs induce complex morphological changes in the budding yeast saccharomyces cerevisiae2012

    • 著者名/発表者名
      大貫 慎輔
    • 学会等名
      Yeast Genetics and Molecular Biology Meeting
    • 発表場所
      アメリカ(プリンストン)
    • 年月日
      2012-08-03
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Multi-target drugs induce complex morphological changes in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae2011

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Ohnuki
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜会議センター
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Multi-target drugs induce complex morphological changes in the budding yeast Saccharomyces cerevisiaeMulti-target drugs induce complex morphological changes in the budding yeast Saccharomyces cerevisiae2011

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Ohnuki
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜展示ホール
    • 年月日
      2011-12-13
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 出芽酵母野生株の形態表現型解析2011

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Ohnuki
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム
    • 発表場所
      九州大学医学部百年講堂
    • 年月日
      2011-09-07
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [産業財産権] 細胞観察装置、細胞観察方法及びそのプログラム2014

    • 発明者名
      大矢禎一、河野重行、野上識、大貫慎輔、大田修平、渡邉光一
    • 権利者名
      独立行政法人科学技術振興機構
    • 出願年月日
      2014-03-04
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] 細胞観察装置、細胞観察方法およびそのプログラム2012

    • 発明者名
      大矢 禎一、河野 重行、野上 識、大貫 慎輔、大田 修平、渡邉 光一
    • 権利者名
      独立行政法人科学技術振興機構
    • 産業財産権番号
      2012-259880
    • 出願年月日
      2012-11-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2011-12-12   更新日: 2024-03-26  

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