The development of real-time transcriptome measurement

实时转录组测量的发展

• 批准号: 22H02592
• 负责人: 城口 克之
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02592/
• 关键词: 細胞解析; 遺伝子発現解析; 細胞操作; 機械学習; 1細胞解析; AI; イメージング; １細胞解析; 細胞解析; 遺伝子発現解析; 細胞操作; 機械学習; 1細胞解析; AI; イメージング; １細胞解析

発生や疾患など、時間変化する生命現象の理解において、各細胞の状態変化を経時計測することは重要である。近年、個々の細胞の状態をバイアスなく同定する方法として、１細胞網羅的遺伝子発現解析が世界で広く実施されている。一方で、この手法は細胞から全RNAを抽出する必要があり、経時計測は難しい。本研究では、状態が遷移する細胞を対象に、リアルタイム・非破壊的にその時の状態を同定する手法を開発している。これらにより、科学的に重要であり同時に社会的インパクトも高いEMT（細胞の状態遷移の一つ）の分子メカニズムを理解し、本技術の有効性を実証することを目的としている。本年度は、研究の解析に適した細胞種を検討するめ、複数の細胞種で状態を遷移させ、遷移する細胞の割合や遷移にかかる時間を調べた。選択した細胞種において、状態を計測するために基盤から細胞を剥がす技術を開発した。様々な条件を試したところ、安定して細胞を剥がすことができるようになった。開発した技術を用いて、状態を遷移している途中の細胞を数十個程度分取することができた。その後、分取した細胞の状態を決定するために、独自に開発した手法を用いて網羅的遺伝子発現解析を実施した。これにより、対象としている細胞種において、細胞の画像取得と網羅的遺伝子発現解析を同じ細胞に対して実施できることを示した。また、たくさんのデータを得た時に必要となる、機械学習に適したサーバーを構築した。このように、開発に向かって研究を推進している。

在理解随时间变化的生活现象（例如发育和疾病）时，随着时间的推移衡量每个细胞状态的变化很重要。近年来，一个细胞的全面基因表达分析已被广泛进行，作为识别没有偏见的单个细胞状态的一种方法。另一方面，该技术需要从细胞中提取总RNA，这使得随着时间的推移很难测量。在这项研究中，我们正在开发一种实时识别状态的方法，并且在过渡状态的细胞中无损坏。这些旨在了解EMT的分子机制（细胞状态过渡）在科学上很重要且具有很高的社会影响，并证明了这项技术的有效性。今年，为了检查适合研究分析的细胞类型，我们改变了多种细胞类型的状态，并检查了过渡的细胞比例和过渡所需的时间。开发了一种从底物分离细胞以测量所选细胞类型中的状态的技术。测试各种条件后，细胞可以稳定脱离。使用开发的技术，我们能够在过渡状态的过程中分裂数十个细胞。之后，使用专有发育开发的方法来确定分离细胞的状态进行全面的基因表达分析。这表明可以在目标细胞类型的同一细胞上进行细胞图像获取和全面的基因表达分析。我们还构建了一台适用于机器学习的服务器，在获取大量数据时，这是必要的。通过这种方式，研究正在促进发展。