一細胞転写計測を用いた遺伝子制御ネットワークの動的特性の解明

使用单细胞转录测量阐明基因调控网络的动态特征

• 批准号: 22H03683
• 负责人: 川田 健太郎
• 金额: $ 4.08万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 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 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H03683/
• 关键词: 遺伝子制御ネットワーク; 代謝標識; 転写制御; RNA分解制御; RNAダイナミクス; single-cell RNA-seq; 転写速度推定; 情報理論; 細胞分化

本研究課題では標識RNAのsingle-cell RNA-seq (scRNA-seq) 解析とデータベースによる遺伝子制御ネットワーク構築を組み合わせることで、細胞分化における遺伝子制御ネットワークの時間的発展を再構築することを目的とする。これにあたり、(1) 核酸アナログ標識を施した細胞のscRNA-seq解析手法の構築、(2) scRNA-seqデータに基づく細胞毎のRNA合成/分解速度の推定、(3) データベースに基づく遺伝子制御ネットワークの構築、(4) 推定されたRNA合成/分解速度に基づく遺伝子間伝達情報量の算出、(5) 遺伝子制御ネットワークの時間的発展の推定および分化に必須な遺伝子間制御関係の同定、の各段階を実施する。2022年度は、ヒト白血病由来K562細胞の分化誘導条件および細胞内RNA標識条件を検討し、核酸アナログ標識を施した際のscRNA-seq解析を実施した。これにより計8サンプルから、計20,000細胞程度に対する遺伝子発現プロファイルを取得している [上記 (1) を完了]。令和5年度は上記 (2) scRNA-seqデータに基づく細胞毎のRNA合成/分解速度の推定に関して、解析パイプラインを構築中である。これは半年程度を見込んでおり、年度内の論文投稿を予定している。

该研究项目的目的是通过结合标记RNA的单细胞RNA-seq（scRNA-seq）分析和基于数据库的基因调控网络构建来重建细胞分化过程中基因调控网络的时间演化。为此，我们将（1）构建核酸类似物标记细胞的scRNA-seq分析方法，（2）根据scRNA-seq数据估计每个细胞的RNA合成/降解率，以及（3）基于基因调控(4) 根据估计的 RNA 合成/降解率计算基因之间传递的信息量，(5) 估计基因调控网络的时间演化并识别对于分化至关重要的基因间调控关系。 。 2022财年，我们研究了人白血病来源的K562细胞的分化诱导条件和细胞内RNA标记条件，并在应用核酸类似物标记时进行了scRNA-seq分析。结果，我们从总共 8 个样本中获得了大约 20,000 个细胞的基因表达谱[完成上述 (1)]。 2020 财年，我们正在构建一个分析管道，用于 (2) 基于 scRNA-seq 数据估计每个细胞的 RNA 合成/降解率。预计需要六个月左右的时间，论文预计在今年内提交。