低次元化に基づく免疫受容体配列ダイバーシティ解析手法の改良と応用展開

• 研究領域: 細胞社会ダイバーシティーの統合的解明と制御
• 研究課題/領域番号: 18H05096
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 小林 徹也 東京大学, 生産技術研究所, 准教授 (90513359)
• 研究期間 (年度): 2018-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 中途終了 (2019年度)
• 配分額: 7,800千円 (直接経費: 6,000千円、間接経費: 1,800千円); 2019年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2018年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
• キーワード: レパトア / NGS / T細胞受容体 / 多様性 / 低次元化

研究実績の概要

手法のスケールアップを目指し、双曲空間への埋め込みの新しい方法などの検討を行なった。また、前年度にクオリティチェックを完了した経時的に取得されたT細胞受容体シーケンスのデータを用いて、経時的な低次元化の方法の検討を行なった。具体的にはDECOLDによる同時埋め込みによる低次元化を行うとともに、レニーダイバージェンスによる特徴化や、PCAを用いた情報の縮約に関しても解析を進めた。
並行して、受容体多様性が変動する過程を力学系の観点から解析する方法を検討し、実験的に観測されている受容体のパワー則の生成メカニズムを整理した。

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Reliable target ligand detection by noise-induced receptor cluster formation (2020)
  • 著者名/発表者名: Kajita Masashi K.、Aihara Kazuyuki、Kobayashi Tetsuya J.
  • 雑誌名: Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science 巻: 30 号: 1 ページ: 011104-011104
  • DOI: 10.1063/1.5140714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Quantitative analysis reveals reciprocal regulations underlying recovery dynamics of thymocytes and thymic environment in mice (2019)
  • 著者名/発表者名: Kaneko Kazumasa B.、Tateishi Ryosuke、Miyao Takahisa、Takakura Yuki、Akiyama Nobuko、Yokota Ryo、Akiyama Taishin、Kobayashi Tetsuya J.
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 2 号: 1 ページ: 444-444
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0688-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Long-term hindlimb unloading causes a preferential reduction of medullary thymic epithelial cells expressing autoimmune regulator (Aire) (2018)
  • 著者名/発表者名: Horie Kenta、Kudo Takashi、Yoshinaga Riko、Akiyama Nobuko、Sasanuma Hiroki、Kobayashi Tetsuya J.、Shimbo Miki、Jeon Hyojung、Miyao Takahisa、Miyauchi Maki、Shirakawa Masaki、Shiba Dai、Yoshida Nobuaki、Muratani Masafumi、Takahashi Satoru、Akiyama Taishin
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 501 号: 3 ページ: 745-750
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2018.05.060
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 獲得免疫系の強化学習モデルとその数理構造 (2020)
  • 著者名/発表者名: 堀口 修平
  • 学会等名: 第４回理論免疫学ワークショップ
• [学会発表] 免疫学習の数理 (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林 徹也
  • 学会等名: 第３回理論免疫学ワークショップ
• [学会発表] 細胞内シグナリングネットワークにおける応答時間を一定に保つメカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子 和正
  • 学会等名: 第３回理論免疫学ワークショップ
• [学会発表] 免疫恒常性維持機構への数理的アプローチ (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林 徹也，金子 和正，秋山 泰身
  • 学会等名: 細胞ダイバース第四回公開シンポジウム
  • 招待講演
• [学会発表] T細胞の分化時間を一定に保つ適応メカニズム (2019)
  • 著者名/発表者名: 金子和正, 小林徹也
  • 学会等名: 2019年度 日本数理生物学会年会
  • 招待講演
• [学会発表] 免疫細胞多様性の強化学習モデルの解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 堀口 修平, 小林 徹也
  • 学会等名: 2019年度 日本数理生物学会年会
• [学会発表] 免疫T細胞の抗原識別における確率ノイズの構造 (2019)
  • 著者名/発表者名: 梶田 真司, 合原 一幸, 小林 徹也
  • 学会等名: 2019年度 日本数理生物学会年会
• [学会発表] 細胞ダイバーシティーへの数理的アプローチ (2019)
  • 著者名/発表者名: 小林 徹也
  • 学会等名: 第92回日本生化学会大会
  • 招待講演
• [学会発表] 抗原識別における確率的ノイズの役割(A role of stochastic noise in ligand discrimination) (2019)
  • 著者名/発表者名: 梶田 真司, 合原 一幸, 小林 徹也
  • 学会等名: 第57回日本生物物理学会年会
• [学会発表] 獲得免疫系の強化学習モデルの数理 (2019)
  • 著者名/発表者名: 堀口 修平
  • 学会等名: 定量生物学の会 北海道キャラバン 2019
• [学会発表] 胸腺上皮細胞との相互作用を介した恒常的なT細胞生成の数理モデリング (2018)
  • 著者名/発表者名: 金子 和正
  • 学会等名: 第15回 生物数学の理論とその応用 -次世代の数理科学への展開-
• [学会発表] Quantitative analysis of reciprocal regulations between thymocytes and thymic environment during recovery (2018)
  • 著者名/発表者名: Kazumasa Kaneko
  • 学会等名: Virus Dynamics Workshop in Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会・シンポジウム開催] Interface between Immunology & Quantitative Biology (2019)