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1細胞内のゲノム構造と転写活性制御を紐解くイメージ・シーケンス統合解析

研究課題

研究課題/領域番号 18H01801
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分27040:バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連
研究機関早稲田大学

研究代表者

細川 正人  早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, その他(招聘研究員) (60722981)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2020年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2019年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2018年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワードシングルセル解析 / ゲノム / トランスクリプトーム / マイクロ流体デバイス / 1細胞解析 / 1細胞解析 / エピゲノム
研究成果の概要

1細胞単位で遺伝子の発現を解析する技術が普及し、データ蓄積が飛躍的に進んでいる。このなかで、次世代の解析法として必要とされるのは、細胞の多様性を生む原因と結果を知るための多階層の情報を統合的に解析する技術である。本研究では、(1)1細胞単位でゲノム中の遺伝子変異を解析する技術や、(2)組織観察像から任意の微小領域を選択し、微小組織を採集して抽出した微量な核酸から遺伝子発現やゲノム配列を解析し、組織中の領域情報と統合的に分析する技術を開発した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した技術を用いることで、微小な組織内に存在する細胞における遺伝子の発現や遺伝子の変異などを解析できるようになった。これにより、生体組織の特定の領域に存在する細胞の役割を理解するための情報を取得できるようになった。凍結した組織標本だけでなく、ホルマリン固定した組織標本にも対応した試料調製プロトコルを開発したため、今後は幅広い試料への適用が期待できる。また1細胞単位でのゲノム解析技術も検証しており、組織から1細胞単位まで求める解像度に応じた解析を実施する要素技術を確立した。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (27件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 4件、 招待講演 12件) 図書 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Cortical transcriptome analysis after spinal cord injury reveals the regenerative mechanism of central nervous system in CRMP2 knock-in mice2021

    • 著者名/発表者名
      Ohshima Toshio、Sugeno Ayaka、Piao Wenhui、Yamazaki Miki、Takahashi Kiyofumi、Arikawa Koji、Matsunaga Hiroko、Hosokawa Masahito、Tominaga Daisuke、Goshima Yoshio、Takeyama Haruko
    • 雑誌名

      Neural Regeneration Research

      巻: 16 号: 7 ページ: 1258-1258

    • DOI

      10.4103/1673-5374.301035

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Recovery of high-quality assembled genomes via metagenome binning guided with single-cell amplified genomes2021

    • 著者名/発表者名
      Arikawa Koji, Ide Keigo, Kogawa Masato, Saeki Tatusya, Yoda Takuya, Endoh Taruho, Matsuhashi Ayumi, Takeyama Haruko, Hosokawa Masahito
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: 425816

    • DOI

      10.1101/2021.01.11.425816

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-cell genomics of uncultured bacteria reveals dietary fiber responders in the mouse gut microbiota2020

    • 著者名/発表者名
      Chijiiwa Rieka、Hosokawa Masahito、Kogawa Masato、Nishikawa Yohei、Ide Keigo、Sakanashi Chikako、Takahashi Kai、Takeyama Haruko
    • 雑誌名

      Microbiome

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1186/s40168-019-0779-2

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effective microtissue RNA extraction coupled with Smart-seq2 for reproducible and robust spatial transcriptome analysis2020

    • 著者名/発表者名
      Yamazaki Miki、Hosokawa Masahito、Arikawa Koji、Takahashi Kiyofumi、Sakanashi Chikako、Yoda Takuya、Matsunaga Hiroko、Takeyama Haruko
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-020-63495-6

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Massively parallel single-cell genome sequencing enables high-resolution analysis of soil and marine microbiome2020

    • 著者名/発表者名
      Nishikawa Yohei、Kogawa Masato、Hosokawa Masahito、Mineta Katsuhiko、Takahashi Kai、Sakanashi Chikako、Behzad Hayedeh、Gojobori Takashi、Takeyama Haruko
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.03.05.962001

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] シングルセルゲノミクスで未培養細菌ゲノムを網羅解析2021

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      蛋白研セミナー:オミクス解析における実験と数理の協働
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シングルセルゲノム解析が変革する海洋微生物研究2020

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      生物工学Webシンポジウム2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 1細胞ゲノミクスによるデータ駆動型の生物工学研究2020

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      生物工学フォーラム「情報解析が切り拓く創薬・生物工学研究の新展開」
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 効率的な微量生体分子抽出法を用いた微小組織のゲノム解析及び遺伝子発現解析2020

    • 著者名/発表者名
      山﨑美輝、松永浩子、細川正人、有川浩司、坂梨千佳子、鈴木直子、竹山春子
    • 学会等名
      第14回バイオ関連シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノムのその先へ-シングルセルゲノム網羅解析-2020

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      第93回日本細菌学会総会(招待講演)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模シングルセルゲノム解析技術を駆使した環境微生物の多様性の理解2019

    • 著者名/発表者名
      細川 正人、西川 洋平、小川 雅人、千々岩 樹佳、井手 圭吾、有川 浩司、竹山 春子
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] マイクロバイオーム研究への大規模1細胞ゲノムシーケンスの活用2019

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      京都バイオ計測センター・京都大学ナノハブ拠点連携シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シングルセルゲノムレベルでのマイクロバイオーム解析2019

    • 著者名/発表者名
      細川 正人、西川 洋平、小川 雅人、千々岩 樹佳、井手 圭吾、有川 浩司、竹山 春子
    • 学会等名
      シングルセルゲノミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 組織内の細胞多様性を明らかにする超並列ゲノム解析技術の創成2019

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      JACI/JST交流セミナー さきがけ「ライフイノベーション」分野 若手研究者との集い
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物ゲノム1細胞解析技術の開発と社会実装への挑戦2019

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      NFM15周年記念シンポジウム「大学発の『知』社会実装」(
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-cell genome sequencing with droplet microfluidics2018

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hosokawa
    • 学会等名
      Joint meeting of the 10th International Forum on Post-Genomic Technology (IFPT’10) and the 11th International Workshop on Approaches to Single-Cell Analysis (IWSC’11)”
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Obtaining high-quality draft genomes from uncultured microbes by single-cell genome sequencing with droplet microfluidics2018

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hosokawa
    • 学会等名
      Frontiers in Rhizosphere Research
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Obtaining high-quality draft genomes from uncultured microbes by single-cell genome sequencing2018

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hosokawa
    • 学会等名
      The International symposium organized by Platform for Advanced Genome Science -FRONTIERS OF GENOME SCIENCE-
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of uncultured microbes by single-cell genome sequencing with microfluidics2018

    • 著者名/発表者名
      Masahito Hosokawa
    • 学会等名
      12th International workshop on approaches to single cell analysis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] シングルセルゲノミクスによる新しい微生物機能探索アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      細川正人
    • 学会等名
      第31回バイオメディカル分析化学シンポジウム(BMAS2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微小液滴を用いた1細胞単位での遺伝子変異解析法の開発2018

    • 著者名/発表者名
      高橋 海、細川 正人、西川 洋平、小川 雅人、竹山 春子
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 微小組織からの効率的なRNA抽出と遺伝子発現解析2018

    • 著者名/発表者名
      山﨑美輝、細川正人、松永浩子、有川浩司、高橋清文、坂梨千佳子、竹山春子
    • 学会等名
      第12回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [図書] 医学のあゆみ 1細胞解析-技術と応用 「1細胞ゲノム解析で多様な細菌叢を捉える」2021

    • 著者名/発表者名
      菅野 純夫 (編集) 細川正人、小川雅人
    • 総ページ数
      128
    • 出版者
      医歯薬出版
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] シングルセル解析でなにがわかるか2020

    • 著者名/発表者名
      竹山 春子、細川 正人
    • 総ページ数
      200
    • 出版者
      化学同人
    • ISBN
      9784759817348
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 実験医学増刊 Vol.37 No.20 シングルセルゲノミクス2019

    • 著者名/発表者名
      細川正人、小川雅人、竹山春子 (分担執筆) (渡辺 亮、鈴木 穣 編)
    • 総ページ数
      219
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [図書] バイオイノベーションに向けて―バイオテクノロジーの新技術からの新しい視点(バイオテクノロジーシリーズ)植田 充美(監修) マイクロ流体デバイスによる微量生体分子計測の展開の項2019

    • 著者名/発表者名
      細川正人、西川洋平
    • 総ページ数
      258
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 早稲田大学 プレスリリース

    • URL

      https://www.waseda.jp/top/news/68124

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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