高次運動機能障害の分子病理理解に資するマウス・デジタル脳遺伝子発現解析

• 研究課題/領域番号: 26280110
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生命・健康・医療情報学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所
• 研究代表者: 於保 祐子 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 客員研究員 (60381571)
• 研究分担者: 横田 秀夫 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, チームリーダー (00261206) ; 太田 聡史 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソースセンター, 専任研究員 (30391890)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円); 2014年度: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円)
• キーワード: 遺伝子発現 / 随意運動 / モーションキャプチャー / ハンチントン病 / 逆運動学解析 / データベース / ３D 発現地図

研究成果の概要

脳には、その複雑な構造を維持し機能を発揮するために、全遺伝子の85%以上が発現している。研究代表者らは、３次元空間での遺伝子発現分布を、脳全体を俯瞰する形で網羅的に測定するTT法を開発した。更に小型動物の微細な動きを観測する高精度MC法(ｈMC)を開発し、軽微な歩行異常と正常との違いを生体力学モデルのパラメータの違いとして表すことに成功した。これらの手法を用いて、遺伝的な運動異常を示すヒト疾患のモデルマウスの解析を行い、病初期におけるパラメータの変化と一群の遺伝子の存在位置の変化を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Three-Dimensional Observation of Microstructure of Bone Tissue Using High-Precision Machining (2017)
  • 著者名/発表者名: Furushiro Naomichi、Yokota Hideo、Nakamura Sakiko、Fujisaki Kazuhiro、Yamagata Yutaka、Kokubo Mitsunori、Himeno Ryutaro、Makinouchi Akitake、Higuchi Toshiro、
  • 雑誌名: International Journal of Automation Technology 巻: 11 号: 6 ページ: 883-894
  • DOI: 10.20965/ijat.2017.p0883
  • NAID: 130007505912
  • ISSN: 1881-7629, 1883-8022
  • 年月日: 2017-11-05
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Immobility responses are induced by photoactivation of single glomerular species responsive to fox odour TMT (2017)
  • 著者名/発表者名: H. Saito, H. Nishizumi, S. Suzuki, H. Matsumoto, N. Ieki, T. Abe, H. Kiyonari, M. Morita, H. Yokota, N. Hirayama, T. Yamazaki, T. Kikusui, K. Mori, H. Sakano
  • 雑誌名: Nature Communications 巻: 8 号: 1 ページ: 16011-16011
  • DOI: 10.1038/ncomms16011
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Anatomical landmarks for registration of experimental image data to volumetric rodent brain atlasing templates (2015)
  • 著者名/発表者名: Sergejeva, M, Papp, E. A., Bakker, R., Gaudnek, M. A., Okamura-Oho, Y., Boline, J., Bjaalie, J. G., Hess, A.
  • 雑誌名: J. Neurosci. Methods 巻: 240 ページ: 161-169
  • DOI: 10.1016/j.jneumeth.2014.11.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical simulation of airflow and microparticle deposition in a synchrotron micro-CT-based pulmonary acinus model (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Sera, K. Uesugi, N. Yagi, and H. Yokota
  • 雑誌名: Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering 巻: 18 号: 13 ページ: 1427-1435
  • DOI: 10.1080/10255842.2014.915030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Broad Integration of Expression Maps and Co-Expression Networks Compassing Novel Gene Functions in the Brain (2014)
  • 著者名/発表者名: Okamura-Oho Y, Shimokawa K, Nishimura M, Takemoto S, Sato A, Furuichi T, Yokota H.
  • 雑誌名: Scientific Report 巻: 4 号: 1 ページ: 6969-6969
  • DOI: 10.1038/srep06969
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Solvable model for chemical oscillations (2014)
  • 著者名/発表者名: E. Chikayama, Y. Sunaga, S. Noda, H. Yokota
  • 雑誌名: Journal of Mathematical Chemistry 巻: 52 号: 2 ページ: 399-406
  • DOI: 10.1007/s10910-013-0275-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Whole-brain imaging with single-cell resolution using chemical cocktails and computational analysis. (2014)
  • 著者名/発表者名: Etsuo A. Susaki, Kazuki Tainaka, Dimitri Perrin, Fumiaki Kishino, Takehiro Tawara, Tomonobu M. Watanabe, Chihiro Yokoyama, Hirotaka Onoe, Megumi Eguchi, Shun Yamaguchi, Takaya Abe, Hiroshi Kiyonari, Yoshihiro Shimizu, Atsushi Miyawaki, Hideo Yokota, Hiroki R. Ueda
  • 雑誌名: Cell 巻: 157 号: 3 ページ: 726-739
  • DOI: 10.1016/j.cell.2014.03.042
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of open urinary tract in laparoscopic partial nephrectomy by virtual resection plane visualization (2014)
  • 著者名/発表者名: D. Ueno, K. Makiyama, H. Yamanaka, T. Ijiri, H. Yokota, and Y. Kubota
  • 雑誌名: BMC Urology 巻: 14 号: 1 ページ: 47-47
  • DOI: 10.1186/1471-2490-14-47
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Communication Platform for Image Analysis and Sharing in Biology (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Morita, T. Tawara, M. Nishimura, S. Yoshizawa, B. Chou, I. Kuroki, T. Ijiri, Y. Tsujimura, R. Himeno, and H. Yokota
  • 雑誌名: International Journal of Networking and Computing 巻: 4 号: 2 ページ: 369-391
  • DOI: 10.15803/ijnc.4.2_369
  • NAID: 130004709094
  • ISSN: 2185-2839, 2185-2847
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Flower Modeling via X-ray Computed Tomography (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Ijiri, S. Yoshizawa, H. Yokota, and T. Igarashi
  • 雑誌名: ACM Transactions on Graphics 巻: 33 号: 4 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1145/2601097.2601124
  • 査読あり
• [雑誌論文] Efficient parallel LOD-FDTD method for Debye-dispersive media (2014)
  • 著者名/発表者名: Tadashi Hemmi, Fumie Costen, Salvador Garcia, Ryutaro Himeno, Hideo Yokota, Mehshan Mustafa
  • 雑誌名: IEEE Transactions on Antennas and Propagation 巻: 62 号: 3 ページ: 1330-1338
  • DOI: 10.1109/tap.2013.2294860
  • 査読あり
• [雑誌論文] オーダーメ─ド再生医療に向けたコンピュータサイエンス (2014)
  • 著者名/発表者名: 横田秀夫
  • 雑誌名: 四国医学雑誌 巻: 70 ページ: 208-218
• [学会発表] Differential and tissue-specific gene expression in the mouse brain (2017)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho
  • 学会等名: AINI (Advances in Neuroinformatics) 2017
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ViBrism database for gene expression maps and co-expression networks analysis on the 3D brain (2017)
  • 著者名/発表者名: Kazuro Shimokawa, Masahiko Morita, Masaomi Nishimura, Hideo Yokota, Shuhei Wemler, Yoshihiro Okumura, Yoko Yamaguchi, Yuko Okamura-Oho
  • 学会等名: Annual meeting of Society of Neuroscience 2017
  • 国際学会
• [学会発表] 3次元Ex Vivo 空間での遺伝子発現分布の測定～TT法で全脳を網羅解析～ (2016)
  • 著者名/発表者名: 於保祐子
  • 学会等名: nano tech 2016（国際ナノテクノロジー総合展・技術会議）理研ブース
  • 発表場所: 東京ビッグサイト 東ホール
  • 年月日: 2016-01-27
  • 招待講演
• [学会発表] Integrated analysis of anatomical and topological maps of gene expression in the mouse brain (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho
  • 学会等名: 3rd Japan-EU WS on Neurorobotics
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ex-vivo transcriptomic analysis on the web: a new platform of ViBrism DB for gene expression mapping and analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho, Masahiko Morita, Kazuro Shimokawa, Masaomi Nishimura, Takahiro Tawara, Hideo Yokota
  • 学会等名: NI(Neuroinformatics)2016
• [学会発表] ViBrism DB Platform (2016)
  • 著者名/発表者名: 2.Yuko Okamura-Oho, Masahiko Morita, Masaomi Nishimura, Takahiro Tawara, Shuhei Wemler, Kazuro Shimokawa, Hideo Yokota
  • 学会等名: AINI2016 and INCF Nodes Workshop
• [学会発表] Integration of anatomical and topological maps for functional analysis of the brain (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho
  • 学会等名: AINI (Advances in Neuroinformatics) 2015
  • 発表場所: 東京大学先端科学技術研究センター エネオスホール、東京 駒場
  • 年月日: 2015-11-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The homology mapping: interspecies functional morphing (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Oota, Yosuke Ikegami, Koh Ayusawa, Nobunori Kakusho, Atsushi Yoshiki,, Hideo Yokota, Yuko Okamura-Oho, Yoshihiko Nakamura
  • 学会等名: AINI (Advances in Neuroinformatics) 2015
  • 発表場所: 東京大学先端科学技術研究センター エネオスホール、東京 駒場
  • 年月日: 2015-11-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] An automatic registration method for ISH images into the 3D standard brain atlas (2015)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Miyamoto, Yuko Okamura-Oho, Teiichi Furuichi, Ryohei Kanzaki, Hidetoshi Ikeno
  • 学会等名: AINI (Advances in Neuroinformatics) 2015
  • 発表場所: 東京大学先端科学技術研究センター エネオスホール、東京 駒場
  • 年月日: 2015-11-26
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Ex-vivo transcriptomic analysis on the web: a new platform of ViBrism DB for gene expression mapping and analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho, Masahiko Morita, Kazuro Shimokawa, Masaomi Nishimura, Takahiro Tawara, Hideo Yokota
  • 学会等名: Neuroinformatics 2015
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2015-08-20 – 2015-08-22
• [学会発表] Ex-vivo transcriptomic analysis on the web: a new platform of ViBrism DB for gene expression mapping and analysis (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho, Masahiko Morita, Kazuro Shimokawa, Masaomi Nishimura, Takahiro Tawara, Hideo Yokota
  • 学会等名: NI(Neuroinformatics)2015
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2015-08-20
  • 国際学会
• [学会発表] Network analysis of 3D gene expression pattern, using microtomy based transcriptomic data sets in ViBrism DB (2015)
  • 著者名/発表者名: Kazuro Shimokawa, Masahiko Morita, Masaomi Nishimura, Hideo Yokota, Yuko Okamura-Oho
  • 学会等名: NI(Neuroinformatics)2015
  • 発表場所: Cairns, Australia
  • 年月日: 2015-08-20
  • 国際学会
• [学会発表] Neuromuscular Modeling by Bridging Mouse and Human (2015)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Oota
  • 学会等名: Japan-EU Workshop on Neurorobotics
  • 発表場所: Ichijyo Hall, Yayoi Auditorium, The University of Tokyo,Tokyo
  • 年月日: 2015-04-18
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 3次元内部構造顕微鏡による3次元計測の生物・材料分野への挑戦と展開 (2015)
  • 著者名/発表者名: 於保祐子
  • 学会等名: RIKENシンポジウム
  • 発表場所: 理化学研究所 仁科センター 大会議室、和光市、埼玉県
  • 年月日: 2015-02-06
  • 招待講演
• [学会発表] Transcriptome tomography: mapping genes onto 3D brain structures (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho, Kazuro Shimokawa, Sakiko Nakamura, Yuki Tsujimura, Masaomi Nishimura, Satoko Takemoto, Masahiko Morita, Takashi Ijiri, Takehiro Tawara, Hideo Yokota
  • 学会等名: Annual meeting of Society of Neuroscience 2014
  • 発表場所: Washington DC, USA
  • 年月日: 2014-11-15 – 2014-11-19
• [学会発表] Integrated Analysis of Expression Maps and Co-Expression Networks Using a Dataset of ViBrism DB (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho, Kazuro Shimokawa, Masaomi Nishimura, Satoko Takemoto, Masahiko Morita, Hideo Yokota
  • 学会等名: AINI2014
  • 発表場所: Wako, Japan
  • 年月日: 2014-09-25 – 2014-09-26
• [学会発表] Novel genes located in the co-expression networks detected with Transcriptome Tomography (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuko Okamura-Oho, Kazuro Shimokawa, Masaomi Nishimura, Satoko Takemoto, Akira Sato, Teiichi Furuichi, Hideo Yokota
  • 学会等名: Neuroinformatics 2014
  • 発表場所: Leiden, Nederland
  • 年月日: 2014-08-25 – 2014-08-27
• [学会発表] ﾄﾗﾝｽｸﾘﾌﾟﾄｰﾑ･ﾄﾓｸﾞﾗﾌｨｰを用いた遺伝子発現に基づく全脳地図作成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 於保祐子
  • 学会等名: 科学技術振興機構主催 理化学研究所新技術説明会
  • 発表場所: JST 東京本部別館ホール、市ヶ谷、東京
  • 年月日: 2014-06-12 – 2014-06-13
  • 招待講演
• [図書] バイオ画像解析手取り足取りガイド,第3章,５） (2014)
  • 著者名/発表者名: 森田正彦,西村将臣,横田秀夫
  • 出版者: 羊土社
• [図書] ビッグデータ時代のゲノミクス情報処理 (2014)
  • 著者名/発表者名: 北上始, 斉藤成也, 太田聡史
  • 総ページ数: 226
  • 出版者: コロナ社
• [備考] ViBrism DB
  • URL: https://vibrism.neuroinf.jp/
• [備考] ViBrism DB
  • URL: http://vibrism.neuroinf.jp/