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2022 年度 実績報告書

シンギュラリティ細胞の同定と解析のためのインフォマティクス技術の開発

計画研究

研究領域シンギュラリティ生物学
研究課題/領域番号 18H05412
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

大浪 修一  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 (50348843)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2023-03-31
キーワードバイオイメージ・インフォマティクス / データプラットフォーム / 深層学習 / ビッグデータ / データ統合
研究実績の概要

1.シンギュラリティ細胞を同定するインフォマティクス技術の開発
【1-1】 オブジェクト認識依存型のシンギュラリティ細胞同定法の開発:昨年度に引き続き、細胞核および細胞膜の認識アルゴリズム、および認識されたオブジェクトのデータを用いた細胞の時空間ダイナミクスの解析アルゴリズムを開発した。開発したアルゴリズムを線虫胚、ニワトリ胚、免疫系細胞培養系に適用し、生命科学的解析を行った。線虫胚については、解析結果およびデータを公開した。【1-2】 オブジェクト認識非依存型のシンギュラリティ細胞同定法の開発:昨年度に引き続き、ライブイメージングデータから細胞特徴の時空間ダイナミクスが特異な細胞を同定するアルゴリズムを開発した。マウス受精卵の個々の染色体を高精度に識別するアルゴリズムの開発に成功した。
2.シンギュラリティ生物学のためのデータプラットフォームの開発
【2-1】 データ保管プラットフォームの開発:領域全体からのフィードバックを受け、システムを改良した。開発したプラットフォームを領域終了後も維持し、発展させる仕組みを構築した。【2-2】 データ活用プラットフォームの開発。クラウド環境に適応したバイオイメージングデータの次世代型のフォーマットの開発をOME等と協力して実施した。世界規模の開発グループと連携し、SSBDから公開されている日本の特徴的なイメージングデータを次世代型フォーマットで公開した。SSBD:repositoryおよびSSBD:databaseとの連携を強化し、当領域の成果として発表されたデータの利活用を促進した。
3. シンギュラリティ現象を解析するインフォマティクス技術の開発
堀川班の粘菌の自己組織化のデータ、岡崎研のT細胞と抗原提示細胞との相互作用データ、公募班のニワトリ胚の細胞動態のデータを対象に、シンギュラリティ現象の解明を目指したデータ解析を行った。

現在までの達成度 (段落)

令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (60件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 10件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (44件) (うち国際学会 13件、 招待講演 10件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] University of Dundee/EMBL-EBI(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University of Dundee/EMBL-EBI
  • [国際共同研究] EMBL/Global BioImaging(ドイツ)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      EMBL/Global BioImaging
  • [雑誌論文] Systematic analysis of cell morphodynamics in C. elegans early embryogenesis2023

    • 著者名/発表者名
      Azuma Yusuke、Okada Hatsumi、Onami Shuichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Bioinformatics

      巻: 3 ページ: -

    • DOI

      10.3389/fbinf.2023.1082531

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Homeostasis Imbalance Process Ontology: a Study on COVID-19 Infectious Processes2023

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Yuki、Kushida Tatsuya、Onami Shuichi、 Masuya Hiroshi
    • 雑誌名

      BMC bioinformatics

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] An atlas and database of neuropeptide gene expression in the adult zebrafish forebrain2023

    • 著者名/発表者名
      Hiraki-Kajiyama Towako、Miyasaka Nobuhiko、Ando Reiko、Wakisaka Noriko、Itoga Hiroya、Onami Shuichi、Yoshihara Yoshihiro
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2023.03.29.534505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ontology for Cellular Senescence Mechanisms2023

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Yuki、Fukuyama Tsubasa、Onami Shuichi、Masuya Hiroshi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2023.03.09.531883

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PHi-C2: interpreting Hi-C data as the dynamic 3D genome state2022

    • 著者名/発表者名
      Shinkai Soya、Itoga Hiroya、Kyoda Koji、Onami Shuichi
    • 雑誌名

      Bioinformatics

      巻: 38 ページ: 4984~4986

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btac613

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Phenotype Anomaly Detection for Biological Dynamics Data Using a Deep Generative Model2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Eisuke、Ueda Takaya、Takano Ryo、Tohsato Yukako、Kyoda Koji、Onami Shuichi、Nishikawa Ikuko
    • 雑誌名

      Proceedings of the 31st International Conference on Artificial Neural Networks (ICANN 2022)

      巻: - ページ: 432~444

    • DOI

      10.1007/978-3-031-15931-2_36

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-nucleosome imaging reveals steady-state motion of interphase chromatin in living human cells2022

    • 著者名/発表者名
      Iida Shiori、Shinkai Soya、Itoh Yuji、Tamura Sachiko、Kanemaki Masato T.、Onami Shuichi、Maeshima Kazuhiro
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 8 ページ: -

    • DOI

      10.1126/sciadv.abn5626

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The PAF1 complex cell autonomously promotes oogenesis in Caenorhabditis elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Kubota Yukihiro、Ota Natsumi、Takatsuka Hisashi、Unno Takuma、Onami Shuichi、Sugimoto Asako、Ito Masahiro
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 27 ページ: 409~420

    • DOI

      10.1111/gtc.12938

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The centromere/kinetochore is assembled through CENP-C oligomerization2022

    • 著者名/発表者名
      Hara Masatoshi、Ariyoshi Mariko、Sano Tomoki、Nozawa Ryu-suke、Shinkai Soya、Onami Shuichi、Jansen Isabelle、Hirota Toru、Fukagawa Tatsuo
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2022.08.17.504347

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Single-molecule tracking of Nanog and Oct4 in mouse embryonic stem cells2022

    • 著者名/発表者名
      Okamoto Kazuko、Fujita Hideaki、Okada Yasushi、Shinkai Soya、Onami Shuichi、Abe Kuniya、Fujimoto Kenta、Watanabe Tomonobu M
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2022.08.08.503148

    • 査読あり
  • [学会発表] SSBD:database / SSBD:repository - global sharing of bioimaging data2023

    • 著者名/発表者名
      糸賀裕弥, 王放放, 山縣友紀, 京田耕司, 遠里由佳子, 大浪修一
    • 学会等名
      日本生理学会第100回記念大会
  • [学会発表] 理研オープンライフサイエンスプラットフォームの紹介および活動報告2023

    • 著者名/発表者名
      大浪修一
    • 学会等名
      理研シンポジウム: 理研オープンライフサイエンスプラットフォーム 研究課題成果報告会
  • [学会発表] SSBD:repository/database:バイオイメージングデータのグローバルなデータ共有2023

    • 著者名/発表者名
      京田耕司, 糸賀裕弥, 王放放, 山縣友紀, 遠里由佳子, 大浪修一
    • 学会等名
      第64回日本植物生理学会年会
  • [学会発表] SSBD:database, SSBD:repository, Data platform and Data portal for Singularity Biology - シンギュラリティ生物学のためのSSBD、データプラットフォーム、データポータルの取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      糸賀裕弥, 王放放, 山縣友紀, 京田耕司, Miranda Miguel Miranda., 山本春菜, 遠里由佳子, 大浪修一
    • 学会等名
      新学術領域「シンギュラリティ生物学」成果報告シンポジウム
  • [学会発表] バイオイメージングデータの次世代フォーマット開発と解析ワー クフロー基盤の開発構想2023

    • 著者名/発表者名
      京田耕司, 糸賀裕弥, 大浪修一
    • 学会等名
      新学術領域「シンギュラリティ生物学」成果報告シンポジウム
  • [学会発表] 画像処理による細胞動態の定量解析2023

    • 著者名/発表者名
      東裕介, 大浪修一
    • 学会等名
      新学術領域研究「シンギュラリティ生物学」 成果報告シンポジウム・領域会議
  • [学会発表] シンギュラリティ生物学のためのデータサイエンスプラットフォーム:現状と今後の展望2023

    • 著者名/発表者名
      大浪修一
    • 学会等名
      新学術領域「シンギュラリティ生物学」成果報告シンポジウム
  • [学会発表] SSBD:database and SSBD:repository - Global sharing of bioimaging data -2023

    • 著者名/発表者名
      Itoga Hiroya, Wang Fangfang, Yamagata Yuki, Kyoda Koji, Tohsato Yukako, Onami Shuichi
    • 学会等名
      RIKEN BDR Symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Ontology Development for Knowledge Organization of Cellular Senescence Processes.2023

    • 著者名/発表者名
      Yamagata Yuki, Masuya Hiroshi, Onami Shuichi
    • 学会等名
      RIKEN BDR Symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] Image data-driven modeling of developmental systems and open bioimaging DX2023

    • 著者名/発表者名
      Onami Shuichi
    • 学会等名
      IPR x RIKEN (BDR) Symposium 2023 Dive into Data of Life
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] SSBD:database / SSBD:repository バイオイメージングデータのグローバルなデータ共有2023

    • 著者名/発表者名
      糸賀裕弥, 王放放, 山縣友紀, 京田耕司, 遠里由佳子, 大浪修一
    • 学会等名
      第14回光塾
  • [学会発表] Functions of the eggshell in C.elegans development: Effects on starvation resistance and body-surface structure2023

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Akiko, Onami Shuichi
    • 学会等名
      RIKEN BDR Symposium 2023
    • 国際学会
  • [学会発表] データ駆動型および仮説検証型アプローチによる細胞形態変化の定量解析2022

    • 著者名/発表者名
      東裕介, 大浪修一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] Single nucleosome imaging reveals “steady-state” motion of interphase chromatin in living human cells2022

    • 著者名/発表者名
      Iida Shiori, Shinkai Soya, Itoh Yuji, Tamura Sachiko, Kanemaki Masato, Onami Shuichi, Maeshima Kazuhiro
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 線虫の行動個体差を生み出すメカニズムの解明2022

    • 著者名/発表者名
      尾上詩織, 京田耕司, 大浪修一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] SSBD:database/repository: バイオイメージングデータのグローバルなデータ共有2022

    • 著者名/発表者名
      京田耕司, 糸賀裕弥, 王放放, 山縣友紀, 遠里由佳子, 大浪修一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] CENP-Cの自己多量体化はセントロメアクロマチンおよびキネトコアの形成に必須である2022

    • 著者名/発表者名
      原昌稔, 有吉眞理子, 佐野智基, 野澤竜介, 新海創也, 大浪修一, Isabelle Jansen, 広田亨, 深川竜郎
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] バイオイメージングデータの解析、管理、公開に関する情報科学技術の現状と将来展望2022

    • 著者名/発表者名
      大浪修一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] SSBDデータベースによるグローバルなバイオイメージングデータの共有2022

    • 著者名/発表者名
      大浪修一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] オントロジーに基づく細胞老化プロセスの知識記述モデリング2022

    • 著者名/発表者名
      山縣友紀, 大浪修一, 桝屋啓志
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 流体力学的相互作用が駆動する3次元ゲノム組織化2022

    • 著者名/発表者名
      新海創也, 大浪修一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] Polymer physics for Hi-C data reveals rheological features of chromatin2022

    • 著者名/発表者名
      Shinkai Soya, Onami Shuichi
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代SPIM:マウス胚まるごとのライブイメージングと全細胞トラッキングに向けて2022

    • 著者名/発表者名
      塩井剛, 渡邉朋信, 金城純一, 東裕介, 大浪修一
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞のセグメンテーションデータ作成と公開2022

    • 著者名/発表者名
      東裕介, 大浪修一
    • 学会等名
      第25回情報論的学習理論ワークショップ
  • [学会発表] データベースSSBD、データ共有プラットフォームOMEROが開くオープンサイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      大浪修一
    • 学会等名
      日本学術会議 公開シンポジウム「異なるモダリティを統合するバイオ計測の最前線と展望」
    • 招待講演
  • [学会発表] SSBD:database/repository バイオイメージングデータのグローバルなデータ共有2022

    • 著者名/発表者名
      糸賀裕弥, 王放放, 山縣友紀, 京田耕司, 遠里由佳子, 大浪修一
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2022
  • [学会発表] BD-zarr: 生命現象の時空間動態データを記述するための次世代フォーマットの開発2022

    • 著者名/発表者名
      京田耕司, ホーケネス, 糸賀裕弥, 大浪修一
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2022
  • [学会発表] バイオイメージングデータのグローバルなデータ共有システムの構築2022

    • 著者名/発表者名
      大浪修一
    • 学会等名
      トーゴーの日シンポジウム2022
    • 招待講演
  • [学会発表] ヒト生細胞の局所クロマチン動態は細胞周期を通して一定である2022

    • 著者名/発表者名
      Iida Shiori, Shinkai Soya, Itoh Yuji, Tamura Sachiko, Kanemaki Masato, Onami Shuichi, Maeshima Kazuhiro
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] 長期間ライブイメージングを可能にする光損傷を軽減する撮影条件の最適化2022

    • 著者名/発表者名
      塩井剛, 渡邉朋信, 金城純一, 東裕介, 大浪修一
    • 学会等名
      第60回日本生物物理学会年会
  • [学会発表] Polymer physics for Hi-C data reveals dynamic viscoelastic features of chromatin controlled by SMC proteins2022

    • 著者名/発表者名
      Shinkai Soya
    • 学会等名
      Genome organisation by SMC complexes
    • 国際学会
  • [学会発表] Knowledge Systematization for Cellular Senescence Processes by Homeostasis Imbalance Process Ontology2022

    • 著者名/発表者名
      山縣友紀, 大浪修一, 桝屋啓志
    • 学会等名
      ICBO 2022: International Conference on Biomedical Ontology
    • 国際学会
  • [学会発表] General overview of Image Data Management WG2022

    • 著者名/発表者名
      Onami Shuichi
    • 学会等名
      Exchange of Experience VII
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Phenotype anomaly detection for biological dynamics data using a deep generative model2022

    • 著者名/発表者名
      Ito Eisuke, Ueda Takaya, Takano RYo, Yukako Tohsato, Kyoda Koji, Onami Shuichi, Nishikawa Ikuko
    • 学会等名
      The 31st International Conference on Artificial Neural Networks
    • 国際学会
  • [学会発表] SSBD:database/repository バイオイメージングデータのグローバルなデータ共有2022

    • 著者名/発表者名
      糸賀裕弥, 王放放, 山縣友紀, 京田耕司, 遠里由佳子, 大浪修一
    • 学会等名
      第31回日本バイオイメージング学会学術集会
  • [学会発表] 先端バイオイメージングデータのデータ駆動解析とオープンサイエンス2022

    • 著者名/発表者名
      大浪修一
    • 学会等名
      第31回日本バイオイメージング学会学術集会
    • 招待講演
  • [学会発表] Individual behavioral differences in C. elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Onoue Shiori, Kyoda Koji, Onami Shuichi
    • 学会等名
      C. elegans Topic Meeting: neuronal development, synaptic function and behavior
    • 国際学会
  • [学会発表] The Role of the Eggshell in Starvation Resistance during L1 arrest in Caenorhabditis elegans2022

    • 著者名/発表者名
      Hatakeyama Akiko, Onami Shuichi
    • 学会等名
      2022 International C. elegans Topic Meeting on Metabolism, Aging, Pathogenesis, Stress, and Small RNAs
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative analysis of cellular dynamics of C. inopinata and C. elegans zygotes2022

    • 著者名/発表者名
      Oomura Shun, Onami Shuichi, Kyoda Koji, Haruta Nami, Sugimoto Asako
    • 学会等名
      Evolutionary Biology of Caenorhabditis and Other Nematodes
    • 国際学会
  • [学会発表] BD5: an open data format for representing quantitative biological dynamics data2022

    • 著者名/発表者名
      Kyoda Koji, Ho Kenneth H.L. ., Itoga Hiroya, Tohsato Yukako, Onami Shuichi
    • 学会等名
      2022 European HDF5 Users Group (HUG)
    • 国際学会
  • [学会発表] Next Generation SPIM towards live imaging and all-cells tracking of a whole mouse embryo2022

    • 著者名/発表者名
      塩井剛, 渡邉朋信, 金城純一, 東裕介, 大浪修一
    • 学会等名
      日本発生生物学会第55回大会
  • [学会発表] An image processing and deep learning-based pipeline for quantitative analysis of cellular (morpho)dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      東裕介, 大浪修一
    • 学会等名
      日本発生生物学会第55回大会
  • [学会発表] BD-zarr: a zarr-based format for representing quantitative data of biosystems dynamics2022

    • 著者名/発表者名
      Kyoda Koji, Ho Kenneth H.L.., Itoga Hiroya, Onami Shuichi
    • 学会等名
      I2K 2022 From Images to Knowledge
    • 国際学会
  • [学会発表] 線虫初期胚において胚性致死遺伝子が示す時空間的発現パターンの分類2022

    • 著者名/発表者名
      岡田初美、古島理恵、京田耕司、大浪修一
    • 学会等名
      線虫研究の未来をつくる会2022
  • [図書] 実験医学別冊 最強のステップUPシリーズ 空間オミクス解析スタートアップ実践ガイド2022

    • 著者名/発表者名
      京田耕司、大浪修一
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      羊土社
    • ISBN
      9784758122610
  • [備考] 細胞が成長する過程におけるDNAの「ゆらぎ」をとらえた!

    • URL

      https://www.nig.ac.jp/nig/ja/2022/06/research-highlights_ja/pr20220604.html

  • [備考] Homeostasis imbalance process ontology (HoIP)

    • URL

      https://bioportal.bioontology.org/ontologies/HOIP

  • [備考] Chronic cellular senescence course- HoIPをNEDxに公開

    • URL

      https://doi.org/10.18119/N9KS4H

URL: 

公開日: 2023-12-25  

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