| 研究課題/領域番号 |
19K22121
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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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 |
新宅 博文 国立研究開発法人理化学研究所, 開拓研究本部, 理研白眉研究チームリーダー (80448050)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
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| キーワード | 1細胞 / RNA / 次世代シーケンス解析 / マイクロ流体 / 分子バーコード / ナノポアシーケンサー / 転写後制御 / トランスクリプト / 電気泳動 / マイクロ流体工学 / RNA-sequencing / 細胞内小器官 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
1細胞RNA-seqは，1細胞のRNA発現を網羅的に計量する解析手法であり，細胞の詳細状態を調べるのに非常に有効である．しかし，1細胞から得られるRNA発現情報は細胞を溶解した時刻におけるスナップショットを表しているにすぎず，1細胞のダイナミクス情報を全く含んでいない．この状況を背景として，我々は核-細胞質のRNA発現から細胞のダイナミクス引き出すアイデアを得た．すなわち，核内におけるRNA発現変動が細胞質へ輸送・伝搬していく過程で生じる時間差からダイナミクス情報を抽出しようとするものである．
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| 研究成果の概要 |
SINC-seq法を発展させて，ナノポアシーケンサーと組み合わせたNanoSINC-seq法を開発した．そしてトランスクリプト量のゆらぎが核と細胞質でどの程度変化しているか1細胞解像度で定量的に評価した (Sci Adv 2021)．
SINC-seq法の細胞質成分の抽出におけるRNA分子の流動現象について考察し，RNA分子の長さに依存しない均一な抽出を実現する上で有利であることを示した．(Anal Chem 2020)
SINC-seq法の適用範囲を拡大するため，マイクロ流路の設計を工夫し，植物細胞塊の一部の細胞から選択的に細胞質分子を抽出する方法を開発した．(Analyst 2021)
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
真核生物では核においてRNAが転写され，細胞質においてタンパク質が翻訳される．転写から翻訳までのRNA発現量制御の詳細について世界で初めて1細胞解像度かつアイソフォーム解像度で明らかになった．
SINC-seq法では電気泳動を用いた細胞質RNAの抽出を行うが，RNA分子の長さが抽出の所要時間に与える影響など不明な点が多くあった．本研究により電気泳動時のRNA分子の流動が詳細に明らかになり，網羅的遺伝子発現解析に適した抽出方法であることが示された．
これまでSINC-seq法の適用範囲は哺乳類の細胞に限定されていたが，本研究により細胞壁を有する植物細胞への応用できる方法に拡張された．
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