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。

该研究主题旨在通过结合使用数据库的标记RNA和基因调节网络的构建单细胞RNA-SEQ（SCRNA-SEQ）分析单细胞RNA-SEQ（SCRNA-SEQ）分析细胞分化中基因调节网络的时间发展。在这方面，我们执行以下步骤：（1）构建具有标记为核酸的类似物的细胞的SCRNA-SEQ分析方法，（2）基于SCRNA-SEQ数据估算每个单元的RNA合成/降解速率（（3）估计每个单元的RNA合成速率（3）基于估计的估计估计的估算量的估计估计的估计数量，（4）构成量的相互作用（4）相互作用的相互作用的相互作用的相互作用的相互作用的RNA估计rna-seq数据的速率（4）速率和（5）估计基因调节网络的时间发展，并确定分化必不可少的基因间调节关系。在2022财年中，检查了人类白血病衍生的K562细胞的分化诱导和细胞内RNA标记，并在应用核酸类似标记时进行SCRNA-SEQ分析。这允许总共8个样品获得总共约20,000个细胞的基因表达谱[完成了上述（1）]。在2023财年，目前正在构建分析管道，以根据上述（2）SCRNA-SEQ数据估算每个单元的RNA合成/降解速率。预计这将大约六个月，我们计划在财政年度内提交论文。