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2019 年度 実施状況報告書

睡眠時間制御遺伝子Kcnk9の睡眠恒常性における役割の理解

研究課題

研究課題/領域番号 19K16487
研究機関東京大学

研究代表者

史 蕭逸  東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (40803656)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード睡眠
研究実績の概要

動物の睡眠時間は一日の中で一定に保たれているものの、その制御機構は未だに明らかでない。このような恒常的な現象は、一日の睡眠時間を規定する機構と、そこから離れた際に元に戻すように働くフィードバック機構とを組み合わせることで実現できる。本研究は睡眠恒常性の理解を目指し、数学的手法と実験的手法を組み合わせるものである。解析・動物実験の準備共に順調である。本年度は、データ解析に必要なプログラミングコードの作成、精緻化、高速化を行った。当初開発した解析プログラムでは解析速度が遅く、大規模な解析を行うことが難しかった。コードの高速化を試みた結果、約2.5倍の速度で解析が可能となり、また並列化処理に対応したコードに書き換えたことから時間当たり昨年の10倍の処理速度を達成した。動物実験に関しては、主に変異体マウス作製のための遺伝子コンストラクションに注力した。分子実験の準備は終えており、次年度でマウスの作製を行う予定である。また、既にあるマウスの測定データに、開発アルゴリズムを適用し、その解析結果を国内・海外の学会で発表した。本年度の具体的な実績としては、英語論文2本およびシンポジウムの招待講演が2件、国際学会の発表が2件あり、研究成果が十分に評価された結果だと考えらえる。積極的に国際学会へ参加した結果、国際的なコラボレーションの可能性が出てきており、来年度はより一層の解析手法の普及とコラボレーションの進展が期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

解析・動物実験の準備共に順調である。本年度は、データ解析に必要なプログラミングコードの作成、精緻化、高速化を行った。当初開発したコードでは解析速度が遅く、大規模な解析を行うことは難しかった。コードの高速化を試みた結果、約2.5倍の速度で解析が可能となり、また並列化処理に対応したコードに書き換えたことから時間当たり昨年の10倍の処理速度を達成した。動物実験に関しては、主に変異体マウス作製のためのコンストラクションに注力した。また、既にあるデータに対する解析結果を国内・海外の学会で発表した。そのうち2件の招待講演を含み、解析手法の普及とコラボレーションの進展が期待される。

今後の研究の推進方策

解析手法の開発が一段落したため、次年度は動物実験に力を入れる予定である。遺伝子改変マウスや後天的な摂動を加えたマウスの睡眠測定を行い、その解析を行うことで睡眠覚醒の恒常性の理解を目指す。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2020 2019

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 1件、 査読あり 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件、 招待講演 4件)

  • [雑誌論文] SMILES Transformer: Pre-trained Molecular Fingerprint for Low Data Drug Discovery2019

    • 著者名/発表者名
      Shion Honda, Shoi Shi, Hiroki R. Ueda
    • 雑誌名

      arXiv

      巻: 1911.04738 ページ: 1-9

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genes and Ion Channels in the Circadian and Homeostatic Regulation of Sleep2019

    • 著者名/発表者名
      Shoi Shi, Arthur Millius, Hiroki R. Ueda
    • 雑誌名

      Handbook of Sleep Research

      巻: 30 ページ: 181-193

    • DOI

      doi.org/10.1016/B978-0-12-813743-7.00012-8

    • 査読あり
  • [学会発表] Application of tissue-clearing method in sleep research2020

    • 著者名/発表者名
      SHOI SHI
    • 学会等名
      The 3rd morphogenesis workshop
    • 招待講演
  • [学会発表] Identification of sleep genes by mathematical model and mouse genetics2020

    • 著者名/発表者名
      SHOI SHI
    • 学会等名
      Synchronization phenomena on complex networks
    • 招待講演
  • [学会発表] Newly-identified sleep genes: The role of calcium dependent hyperpolarization pathway in sleep regulation2019

    • 著者名/発表者名
      SHOI SHI
    • 学会等名
      World Sleep 2019
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding the role of Ca2+-dependent hyperpolarization pathway in sleep homeostasis2019

    • 著者名/発表者名
      SHOI SHI
    • 学会等名
      NEURO2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Ca2+-dependent/-independent hyperpolarization pathway plays a role in sleep regulation -the first application of cubic in sleep research-2019

    • 著者名/発表者名
      SHOI SHSI
    • 学会等名
      Neuroscience 2019
    • 国際学会

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公開日: 2022-12-28  

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