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2022 年度 研究成果報告書

シンギュラリティ細胞の内部状態を同定するための細胞操作&遺伝子発現解析法の開発

計画研究

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研究領域シンギュラリティ生物学
研究課題/領域番号 18H05411
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
審査区分 複合領域
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

城口 克之  国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00454059)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワード1細胞解析 / イメージング / 網羅的遺伝子発現解析 / AI / 機械学習
研究成果の概要

本研究では、“シンギュラリティ細胞”や“シンギュラリティ現象”が起きる際の細胞の内部状態(遺伝子発現)はどのようになっているのかという問いに向けて技術開発を行った。まず、顕微鏡観察と1細胞分取を自動で繰り返すロボット「ALPS(Automated Live imaging and cell Picking System)」を開発し、観察した細胞を分取してRNA-seqを実施することで、細胞の動画像と網羅的遺伝子発現のデータセットを同一の細胞から得た。これらのデータにAI解析(深層学習)を適用し、細胞の動画像から遺伝子発現状態を推定することに成功した。

自由記述の分野

生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した、細胞の顕微鏡画像から細胞の遺伝子発現状態を推定するアプローチは、より多くの細胞種や状態の推定・同定ができる可能性を示した。細胞を壊さずに細胞の状態を推定できるため、例えば、細胞治療に用いる細胞を移植前に評価することなどに役立つ可能性がある。基礎研究においても、細胞種の同定に用いられてきた分子マーカーが不要になる可能性があり、手順の簡易化やコストの削減になる。さらに、これまでに適切なマーカーを得ることができていない細胞種や状態の同定にも貢献すると考えられる。

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公開日: 2024-01-30  

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