| 研究課題/領域番号 |
16K16153
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| 研究種目 |
若手研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
生命・健康・医療情報学
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| 研究機関 | 国立研究開発法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
竹本 智子 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 研究員 (00450403)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 画像解析 / 細胞内ロジスティクス / 細胞膜 / インスリン受容体 / 可視化 / 膜流動性 / 領域分割 / 画像処理 / 画像認識 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、細胞膜上のインスリンシグナル受容体周辺の膜環境変化を画像解析により明らかにすることを目的に，大量のタイムラプス観察画像から受容体を自動検出し、その膜流動性を解析した。膜流動性に関わる計測値は極めて小さいため、画像間類似度計測法の一つであるZero-mean normalized cross correlation（ZNCC）を活用し、計測値の空間分布及び時間変化を可視化した。その結果、受容体周辺の膜流動性はインスリン刺激時に増加すること、受容体の局所的な膜環境は動的で不均一であることが分かった。これらはインスリン受容体が一般的な原形質膜とは異なる局所膜環境を持つことを示唆している。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究はこれまで観察が難しかった細胞膜上のインスリン受容体周辺について、初めてタイムラプス観察画像を取得し、その動態を画像解析したものである。これは、インスリン受容体を環境感受性の蛍光プローブで直接ラベルする観察系が、研究協力者らによって確立されたことによる。本研究によって大量のタイムラプス観察画像の自動解析法が確立できたことで、これまで不明であった受容体周辺の膜流動性についての定量解析が可能となった。結果として、インスリン刺激時の受容体周辺の膜流動性の変化や空間分布の不均一性が明らかになるなど、病態の発生原因の解明研究の促進に寄与することができたと考えている。
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