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胸腺T細胞における正負の選択を決定する情報伝達回路の情報理論を用いた同定

研究課題

研究課題/領域番号 18H02431
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43060:システムゲノム科学関連
研究機関九州大学

研究代表者

宇田 新介  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (20599609)

研究分担者 幡野 敦  新潟大学, 医歯学系, 助教 (30755533)
比嘉 綱己  九州大学, 生体防御医学研究所, 学術研究員 (60826238)
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
17,160千円 (直接経費: 13,200千円、間接経費: 3,960千円)
2020年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2019年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2018年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
キーワード情報理論 / システム生物学 / 胸腺T細胞 / シグナル伝達 / 生命科学 / 情報 / 正負の選択
研究成果の概要

胸腺T細胞において,1細胞レベルでシグナル伝達分子を測定および定量し,情報量を用いた解析に必要なデータセットを取得した.情報量による解析では大きなサンプルサイズが要求されるため,1時刻あたり6000細胞を測定している.情報量による解析を行った結果,S6のリン酸化における情報伝達のダイナミクスが他のシグナル分子と比べて特徴的であることが示唆された.各シグナル分子の情報伝達に使われる通信路の違いを定量的に可視化する手法を開発して適用したところ,S6の通信路の性質が他のシグナル分子に比べて異なることがわかった.

研究成果の学術的意義や社会的意義

胸腺T細胞の正負の選択におけるシグナル伝達の情報理論的解析はなく,生物学的にも情報伝達の全貌は未解明のままである.本研究により,情報量という定量的尺度を導入した解析によって,新たな知見が得られる可能性は高い.特に,通信路の観点からのシグナル伝達系の解析はほとんどなく,通信路の違いの可視化は本研究の実験系だけでなく,一般の系にも適用可能で広く応用できる可能性がある.

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

    (7件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Transomics analysis reveals allosteric and gene regulation axes for altered hepatic glucose-responsive metabolism in obesity2020

    • 著者名/発表者名
      Kokaji Toshiya、Hatano Atsushi、Ito Yuki、et al.
    • 雑誌名

      Science Signaling

      巻: 13 号: 660 ページ: 1236-1236

    • DOI

      10.1126/scisignal.aaz1236

    • 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] Single-Cell Information Analysis Reveals That Skeletal Muscles Incorporate Cell-to-Cell Variability as Information Not Noise2020

    • 著者名/発表者名
      Wada Takumi、Hironaka Ken-ichi、Wataya Mitsutaka、Fujii Masashi、Eto Miki、Uda Shinsuke、Hoshino Daisuke、Kunida Katsuyuki、Inoue Haruki、Kubota Hiroyuki、Takizawa Tsuguto、Karasawa Yasuaki、Nakatomi Hirofumi、Saito Nobuhito、Hamaguchi Hiroki、Furuichi Yasuro、Manabe Yasuko、Fujii Nobuharu L.、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 32 号: 9 ページ: 108051-108051

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2020.108051

    • 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] Application of information theory in systems biology2020

    • 著者名/発表者名
      Shinsuke Uda
    • 雑誌名

      Biophysical Review

      巻: - 号: 2 ページ: 377-384

    • DOI

      10.1007/s12551-020-00665-w

    • 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] Trans-omics impact of thymoproteasome in cortical thymic epithelial cells.2019

    • 著者名/発表者名
      Ohigashi I, Tanaka Y, Kondo K, Fujimori S, Kondo H, Palin A, Hoffmann V, Kozai M, Matsushita Y, Uda S, Motosugi R, Hamazaki J, Kubota H, Murata S, Tanaka K, Katagiri T, Kosako H, Takahama Y
    • 雑誌名

      Cell Reports

      巻: 29 号: 9 ページ: 2901-2916

    • DOI

      10.1016/j.celrep.2019.10.079

    • NAID

      120006894616

    • 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 / 国際共著
  • [雑誌論文] Reconstruction of global regulatory network from signaling to cellular functions using phosphoproteomic data2018

    • 著者名/発表者名
      Kawata Kentaro、Yugi Katsuyuki、Hatano Atsushi、Kokaji Toshiya、Tomizawa Yoko、Fujii Masashi、Uda Shinsuke、Kubota Hiroyuki、Matsumoto Masaki、Nakayama Keiichi I.、Kuroda Shinya
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 24 号: 1 ページ: 82-93

    • DOI

      10.1111/gtc.12655

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Comparison of hepatic responses to glucose perturbation between normal and obese mice using edge ontology2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ito, Shinsuke Uda, Toshiya Kokaji, Akiyoshi Hirayama, Tomoyoshi Soga, Yutaka Suzuki, Shinya Kuroda and Hiroyuki Kubota
    • 学会等名
      Fusion of Mathematics and Biology
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparison of hepatic metabolome and transcriptome responses to oral glucose tolerance test between normal and obese mice by information theoretic approach2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Ito, Shinsuke Uda, Toshiya Kokaji, Akiyoshi Hirayama, Tomoyoshi Soga, Yutaka Suzuki, Shinya Kuroda and Hiroyuki Kubota
    • 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

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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