情報欠落のない３次元再構成ソフトの生物トモグラフィへの応用

• 研究課題/領域番号: 24570076
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 形態・構造
• 研究機関: 工学院大学
• 研究代表者: 馬場 美鈴 工学院大学, 付置研究所, 研究員 (80435528)
• 連携研究者: 馬場 則男 工学院大学, 情報学部, 教授 (80164896)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 電子顕微鏡 / 電子線ＣＴ / 酵母 / 急速凍結置換法 / 画像処理 / 位置合わせ / ニューラルネットワーク / 電子線トモグラフィ / テクスチャ解析

研究成果の概要

電子顕微鏡による細胞内の3次元的な膜形態解析に、電子線CTが有益な手段として使用されている。2次元で離れて見える構造体でも、3次元観察により、構造体の繋を把握することができるためである。現時点では、手動方式の海外ソフトが多様されている。しかし、多くの研究者が直面する問題として、作業過程を人為的に行うため、膨大なエネルギーと時間を必要とした。
本研究では、それらの問題を回避するための必要となる要素技術の開発を行った。自動化と高速化されたソフト開発に成功し、精度の向上、時間の短縮などが整備された。

研究成果

• [雑誌論文] A Role for the Ancient SNARE Syntaxin 17 in Regulating Mitochondrial Division (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Arasaki, H. Shimizu, H. Mogari, N. Nishida, N. Hirota, A. Furuno, Y. Kudo, M. Baba, N. Baba, J. Cheng, T. Fujimoto, N.Ishihara, C. Ortiz-Sandoval, L. Barlow, A Raturi, N. Dohmae, Y. Wakana, H. Inoue, K.Tani, J. Dacks, T.Simmen, M. Tagaya
  • 雑誌名: Developmental Cell 巻: 32(9) 号: 3 ページ: 304-317
  • DOI: 10.1016/j.devcel.2014.12.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] Alternative automatic alignment method for specimen tilt-series images based on back-projected volume data cross-correlations (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tomonaga, M. Baba and N. Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63(4) 号: 4 ページ: 279-294
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu014
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A new field-of-view auto tracking method for online tomography reconstruction based on back-projected ray image cross-correlation (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Tomonaga, M. Baba, S. Yamazaki and N. Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: 63(5) 号: 5 ページ: 357-369
  • DOI: 10.1093/jmicro/dfu021
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Alternative automatic alignment method for specimen tilt-series images based on back-projected volume data cross-correlations. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachihiko Tomonaga, Misuzu Baba, and Norio Baba
  • 雑誌名: Microscopy 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] A role for Atg8-PE deconjugation in autophagosome biogenesis. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nair U, Yen WL, Mari M, Cao Y, Xie Z, Baba M, Reggiori F, Klionsky DJ
  • 雑誌名: Autophagy 巻: May 1;8(5) 号: 5 ページ: 780-793
  • DOI: 10.4161/auto.19385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Guideline for the use and interpretation of assays for monitoring autophagy (2012)
  • 著者名/発表者名: Klionsky DJ,et al
  • 雑誌名: Autophagy 巻: 8 号: 4 ページ: 445-544
  • DOI: 10.4161/auto.19496
  • 査読あり
• [学会発表] 逆投影線像3次元相互相関法による投影像シリーズの倍率補正 (2015)
  • 著者名/発表者名: 杉本健太、友永祥彦、馬場美鈴、馬場則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第39回関東支部講演会
  • 発表場所: 工学院大学
  • 年月日: 2015-02-28
• [学会発表] A new field-of-view autotracking method based on back-projected ray image cross-correlation for online tomography reconstruction (2014)
  • 著者名/発表者名: Sachihiko Tomonaga, Misuzu Baba and Norio Baba
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第58 回シンポジウム
  • 発表場所: 九州大学医学部百年講堂
  • 年月日: 2014-11-16
  • 招待講演
• [学会発表] 従来法に代わる3次元断層データ相関法に基づく投影像の位置合わせ法 (2014)
  • 著者名/発表者名: 友永祥彦，馬場 美鈴，馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-13
• [学会発表] 高精細位相シフトPCMによる倍率等の投影像シリーズ画像補正の自動化応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 杉本健太，友永祥彦，馬場美鈴，馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2014-05-12 – 2014-05-13
• [学会発表] 酵母細胞のphagophore膜形成に関与する新規膜構造体の検出 (2013)
  • 著者名/発表者名: 馬場 美鈴, 友永 祥彦, 鈴木 雅斗, 加藤 大貴, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] 従来法に代わる断層像相関法に基づく投影像の位置合わせ法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 友永 祥彦, 加藤 大貴, 馬場 美鈴, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] テクスチャ解析とスネーク法の改良による電子線CTセグメンテーション法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木 雅斗, 馬場 美鈴, 馬場 則男
  • 学会等名: 日本顕微鏡学会第69回学術講演会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク
• [学会発表] An Alternative Image Alignment Method Based on Reconstructed Cross-section Image Correlations (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomonaga S, Kato D, Baba M, and Baba N
  • 学会等名: Microscopy and Microanalysis 2013 Meeting,
  • 発表場所: Indianapolis, convention center
• [学会発表] 動的閾値処理による電子線CT セグメンテーション法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木雅斗,馬場 美鈴, 馬場 則男
  • 学会等名: 第68回日本顕微鏡学会学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] 従来法に代わる断層像画質評価に基づく投影像の位置合わせ法 (2012)
  • 著者名/発表者名: 友永祥彦，加藤大貴, 馬場 美鈴,馬場 則男
  • 学会等名: 第68回日本顕微鏡学会学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
• [学会発表] Morphological analysis of the intracellular structures in atg Mutants (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Baba, M. Suzuki, S. Tomonaga, M. Ogasawara, Y. Kamada and N. Baba
  • 学会等名: The 6th Int. Symposium on Autophasy
  • 発表場所: Bankoku Shinryokan
• [産業財産権] 荷電粒子線装置、三次元画像の再構成画像処理システム、方法 (2014)
  • 発明者名: 馬場則男，友永祥彦, 馬場美鈴, 橋本隆仁, 四辻貴文
  • 権利者名: (株)日立ハイテクノロジーズ
  • 産業財産権種類: 特許
  • 出願年月日: 2014-06-10