Information coding based in cell-to-cell variability

基于细胞间变异的信息编码

• 批准号: 21H04759
• 负责人: 黒田 真也
• 金额: $ 27.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04759/
• 关键词: ゾネーション; １細胞; 情報量; トランスオミクス; 1細胞; 細胞不均一性

研究代表者らの1細胞レベルで情報理論の解析により、細胞間の不均一性は逆に情報として利用され組織の正確な応答制御を可能としていることが明らかとなった(1細胞レベルの情報コード)。一方、組織内では同じ細胞であっても局在に応じて異なった応答を示す(ゾネーション)。例えば、肝臓では、門脈から中心静脈へ至る順に空間的に3つの機能的ゾーンに区分けされ、門脈周囲ではグルコース合成が、中心静脈周囲では解糖系が主要な細胞応答である。このような組織内局在による応答の違いは空間的細胞間不均一性とみなすことができるが、その不均一性や空間的配置が情報伝達の正確性にどのように寄与するのかは不明である。本研究では、これまで別々に解析されてきた１細胞レベルの情報コードと、ゾネーションを組み合わせることにより、ゾネーションによる細胞間不均一性を利用した情報処理の最適性を明らかにする。本年度は、トランスオミクスネットワークの入出力データセットとして、飢餓時の時系列データを取得した。このデータにより入力と出力のデータが取得できた。野生型マウスと肥満モデルマウス（ob/obマウス）について、自由摂食状態から飢餓処理を行い、0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24時間後の肝臓をサンプリングした。サンプリングした肝臓から、メタボローム、リピドーム、プロテオーム、リン酸化プロテオーム、トランスクリプトームの計測を行った。その結果、飢餓時マウスのメタボロームは多彩な変動を示した。このような変化は他の階層でも計測されており、現在各階層のデータを説明する特徴量を抽出し、それらを用いてデータの説明を試みている。また、タンパク質間相互作用も組み込んだトランスオミクスネットワークの構築手法の開発に成功した。

Research representatives ら の 1 cell レ ベ ル で intelligence theory analytical に の よ り, intercellular の heterogeneity は inverse に intelligence と し て using さ れ organization の right な 応 a suppression を may と し て い る こ と が Ming ら か と な っ た (1 cell レ ベ ル の intelligence コ ー ド). With one party, in the organization で は じ cells で あ っ て も bureau in に 応 じ て different な っ た 応 answer を shown す (ゾ ネ ー シ ョ ン). Example え ば routine, liver で は, portal か ら central venous へ to る shun に space に 3 つ の functionary ゾ ー ン に distinguish け さ れ, portal weeks 囲 で は グ ル コ ー ス synthetic が, central venous weeks 囲 で は solution of sugar are primarily が な cells 応 answer で あ る. こ の よ う な organization bureau in に よ る 応 answer の violations い は uneven space between the cells of a sexual と み な す こ と が で き る が, そ の inequality a sexual や space configuration が intelligence 伝 correctness of の に ど の よ う に send す る の か は unknown で あ る. This study で は, こ れ ま で don't 々 に parsing さ れ て き た 1 cell レ ベ ル の intelligence コ ー ド と, ゾ ネ ー シ ョ ン を group み close わ せ る こ と に よ り, ゾ ネ ー シ ョ ン に よ る intercellular heterogeneity を using し た intelligence 処 Richard の optimum sex を Ming ら か に す る. This year は, ト ラ ン ス オ ミ ク ス ネ ッ ト ワ ー ク の into output デ ー タ セ ッ ト と し て, hunger when の series デ ー タ を obtain し た. The input force is と the output force is デ the タが the タが to obtain で the た. Wild type マ ウ ス と fat against モ デ ル マ ウ ス (ob/ob マ ウ ス) に つ い て, freedom, feed state か ら hunger 処 を い, 0, 2, 4, 6, 8, 12, 16, 24 time after の is crucial liver を サ ン プ リ ン グ し た. A routine サ ン プ リ ン グ し た liver か ら, メ タ ボ ロ ー ム, リ ピ ド ー ム, プ ロ テ オ ー ム, リ ン acidification プ ロ テ オ ー ム, ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム の measuring line を っ た. Youdaoplaceholder0 そ result, when hungry, そ ウス <s:1> メタボロ ム ム ム を multicolor な change を indicates た た. こ の よ う な variations change he は の で も measuring さ れ て お り, all classes now の デ ー タ を illustrate す る を drew し 徴 quantity, そ れ ら を with い て デ ー タ の illustrate を try み て い る. Youdaoplaceholder0, タ パ パ パ interstitial interstitial interaction of the <s:1> group み込んだトラ み込んだトラ ス ス <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> <s:1> construction method <e:1> development に success た た.

项目成果

The roles of inter- and intra-cellular variations in cellular information transfer

细胞间和细胞内变异在细胞信息传递中的作用

• 发表时间: 2022
• 作者: Uematsu Saori;Ohno Satoshi;Tanaka Kaori Y.;Hatano Atsushi;Kokaji Toshiya;Ito Yuki;Kubota Hiroyuki;Hironaka Ken-ichi;Suzuki Yutaka;Matsumoto Masaki;Nakayama Keiichi I.;Hirayama Akiyoshi;Soga Tomoyoshi;Kuroda Shinya;山口 博史;Shinya Kuroda;Hiroshi Yamaguchi;Shinya Kuroda
• 通讯作者: Shinya Kuroda

トランスオミクスによる肝臓での糖応答システムの解析

使用转组学分析肝脏葡萄糖反应系统

• 发表时间: 2021
• 作者: Takuto Nishida;Isao Naguro and Hidenori Ichijo;Jingfei Yang;黒田 真也
• 通讯作者: 黒田 真也

インスリン作用のトランスオミクスネットワーク

胰岛素作用的转染色体网络

• 发表时间: 2021
• 作者: Takayanagi Saki;Watanabe Kengo;Maruyama Takeshi;Ogawa Motoyuki;Morishita Kazuhiro;Soga Mayumi;Hatta Tomohisa;Natsume Tohru;Hirano Tomoya;Kagechika Hiroyuki;Hattori Kazuki;Naguro Isao;Ichijo Hidenori;黒田 真也
• 通讯作者: 黒田 真也

骨格筋のシステムバイオロジー：代謝トランスオミクスと情報誌論解析

骨骼肌系统生物学：代谢转组学和传记分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 市居 修;細谷 実里奈;Md. Abdul Masum;堀野 太郎;中村 鉄平;難波 貴志;大谷 祐紀;Yaser Hosny Ali Elewa;昆 泰寛;横山正明;黒田 真也
• 通讯作者: 黒田 真也

Optogenetic decoding of Akt2-regulated metabolic signaling pathways in skeletal muscle cells using transomics analysis

• DOI: 10.1126/scisignal.abn0782
• 发表时间: 2023-02-21
• 期刊: SCIENCE SIGNALING
• 影响因子: 7.3
• 作者: Kawamura，Genki;Kokaji，Toshiya;Ozawa，Takeaki
• 通讯作者: Ozawa，Takeaki