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本研究課題では植物の持つ高い再生能力の仕組みを明らかにするために、分化した細胞から幹（ステム）細胞を生じるリプログラミング過程において一細胞ごとの遺伝子発現解析を行うことを目的としている。そのために平成27年度は、切断した葉が容易に幹細胞にリプログラミングし、陸上植物と80％以上の発生過程に関わる遺伝子が保存されているヒメツリガネゴケを用いて、1.葉細胞からの一細胞遺伝子発現プロファイルの取得、2.一細胞遺伝子発現解析のためのNGSデータ前処理解析パイプラインの構築、3.一細胞遺伝子発現プロファイルの評価と解析法の検討という3つの課題について研究を行った。
1については切断葉における一細胞からの細胞抽出液を用いたNGS解析が可能か検討を行った。切断直後（0h）と24時間後（24h）のヒメツリガネゴケの葉において、切り口に面したそれぞれ葉細胞から細胞液をマイクロキャピラリーによって抽出し、これまでに確立した方法でcDNA合成を行った。その後、次世代シーケンサーによる解析を行った。
2については１で得られたシーケンスデータを、1)サンプルごとのインデックスの振り分け、2)cDNA配列の整形、3)cDNA配列のリファレンスゲノムへのマッピング、4)cDNAに対応するランダムバーコード配列のアセンブル、5)アセンブル後のランダムバーコード配列の計数を順次行う必要があり、これらの前処理を行う情報解析パイプラインを構築した。
3については1、2で得られた一細胞遺伝子発現データを用いて、多変量解析を行った。発現解析に利用可能な１サンプルあたり約20万タグの塩基配列が得られ、一細胞あたり約4000遺伝子が検出された。また、独立成分分析を行ったところ、0hと24hのサンプルでは明確に２つのグループに分けることができた。さらに発現変動している遺伝子として、0h、24hでそれぞれ501遺伝子、394遺伝子が有意に高発現している遺伝子として検出された。
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