The development of real-time transcriptome measurement

实时转录组测量的发展

基本信息

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

项目摘要

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。

在理解发育和疾病等随时间变化的生物现象时，测量每个细胞状态随时间的变化非常重要。近年来，单细胞综合基因表达分析作为一种无偏差识别单个细胞状态的方法在世界范围内得到广泛应用。另一方面，这种方法需要从细胞中提取总RNA，因此很难随着时间的推移进行测量。在这项研究中，我们正在开发一种方法来实时、非破坏性地识别经历状态转换的细胞的当前状态。通过这些努力，我们的目标是了解具有重要科学意义和社会影响力的EMT（一种细胞状态转变）的分子机制，并证明该技术的有效性。今年，为了考虑适合研究分析的细胞类型，我们让多种细胞类型经历状态转变，并研究转变的细胞比例和转变所需的时间。对于选定的细胞类型，我们开发了一种将细胞从基底上剥离以测量其状态的技术。在测试了各种条件后，他们能够稳定地分离细胞。利用所开发的技术，我们能够分离出几十个处于状态转换过程中的细胞。然后，为了确定分选细胞的状态，我们使用我们开发的方法进行了全面的基因表达分析。这表明可以对同一细胞类型进行细胞图像采集和全面的基因表达分析。我们还搭建了一个适合机器学习的服务器，当我们获取大量数据时这是必要的。通过这种方式，我们正在推动研究走向发展。