研究課題
基盤研究(C)
生命活動は複数の遺伝子が互いに協調し相互作用することで可能となる。出芽酵母では、遺伝的相互作用が1800万株に及ぶ二重遺伝子破壊株の増殖表現型を網羅的に観察することで明らかにされた。本研究では、高次元形態表現型において遺伝的相互作用を明らかにすることが可能な技術の開発を行う。細胞形態の定量は、一株ずつ顕微鏡撮影する必要があったため、スループットが圧倒的に不足している。本研究で提案する新たな形態解析法は、最新のセルソーター技術と次世代シーケンサー技術を組み合わせることで一度に数千株の形態情報を取得可能である。本研究では、提案手法を実現するシステムの実用レベルの実装と、その実用可能性の実証を行う。
生命活動は遺伝子が互いに協調し相互作用することで機能している。出芽酵母では、1800万株に及ぶ二重遺伝子破壊株の増殖表現型を観察することで網羅的に遺伝的相互作用のネットワークが明らかにされた。本研究では、高次元形態情報を用いて遺伝的相互作用を徹底的に明らかにすることが可能な技術の開発を行う。本研究が提案する手法は、最新のセルソーター技術と次世代シーケンサー技術を組み合わせて、一度に数千株の形態情報を取得可能にする。本研究では、提案手法を実現するシステムのコンセプトを検証するためにFACSと次世代シーケンサーを組み合わせて実用レベルのシステムを実装し、提案法の実現可能性を実証した。
増殖表現型が生育機能を反映する一方で、高次元形態表現型は様々な細胞内プロセスを高解像度に反映する。生命活動の実態を遺伝子間の複雑な相互作用からより深く理解するためには、遺伝子間相互作用ネットワークを従来の増殖表現型だけでなく高次元形態表現型に拡張する必要がある。本研究では、そのための基盤的な技術開発の基礎を築いており、複雑な生物学的現象を理解するための足がかりとなる。遺伝子間相互は複雑で予想不可能な遺伝病や有害な薬理作用の源泉となっており、本研究が遺伝子間相互作用ネットワークのより深い理解に貢献することで、原因不明の難病や希少疾患を克服する機会につながることを期待できる。
すべて 2023 2022 2021 2020
すべて 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 11件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 13件) 学会発表 (2件)
J Biosci Bioeng.
巻: 135 号: 3 ページ: 210-216
10.1016/j.jbiosc.2022.12.008
Cytometry Part A
巻: 103 号: 1 ページ: 88-97
10.1002/cyto.a.24664
BMC Biol.
巻: 20 号: 1 ページ: 81-81
10.1186/s12915-022-01283-6
Lab Chip.
巻: 22 号: 5 ページ: 876-889
10.1039/d1lc01043c
npj Systems Biology and Applications
巻: 8 号: 1 ページ: 3-3
10.1038/s41540-022-00212-1
Microbiology Spectrum
巻: 10 号: 1
10.1128/spectrum.00873-21
Biosci Biotechnol Biochem.
巻: 86 号: 1 ページ: 125-134
10.1093/bbb/zbab188
巻: 21 号: 19 ページ: 3793-3803
10.1039/d1lc00469g
J Fungi (Basel).
巻: 7 号: 9 ページ: 769-769
10.3390/jof7090769
FASEB J.
巻: 10 号: 9 ページ: 1299-1299
10.1096/fj.202100278r
Cells
巻: 10 号: 6 ページ: 1299-1299
10.3390/cells10061299
Science Advances
巻: 29 号: 22 ページ: 1-11
10.1126/sciadv.aba6712
Nat Commun.
巻: 6 号: 1 ページ: 1162-1162
10.1038/s41467-020-14929-2
Lab on a Chip
巻: 1 号: 13 ページ: 1-11
10.1039/d0lc00080a
