Quantifying and clarifying gene regulatory structure from single-cell level data

从单细胞水平数据量化和阐明基因调控结构

• 批准号: 20K14361
• 负责人: 飯田 渓太
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K14361/
• 关键词: 確率過程; 遺伝子発現; シングルセル; 確率過程論; 超幾何関数; 真核生物; Gene expression; Probability theory; Integral transform; Hypergeometric function; Bayes theory

2022年度は、遺伝子発現の確率モデルの生物パラメータの推定問題に取り組み、原核生物および真核生物のシングルセル遺伝子発現データから、分子の崩壊係数以外のすべてのモデルパラメータ（転写のオンオフの遷移確率、最大転写効率、転写バーストサイズ）をロバストに同時推定する方法を開発した。これまでは、転写のオンオフの遷移確率のみが推定の対象であったが、この方法では最大転写効率などが公開データなどから事前にわかっている遺伝子にしか適用できなかった。そこで、ベイズ事前確率を導入し、さらにモデルパラメータに細胞間での多様性を考慮することで、事前知識の必要性を大幅に緩和することができた。その結果、従来以上の推定精度を実現することができ、確率モデルとパラメータ推定法の汎用性が向上した。今後は、単一細胞RNAシークエンスや空間トランスクリプトームなどの網羅的な遺伝子発現データからも生物パラメータを推定する問題に挑戦する。

In 2022, we developed a method for simultaneous estimation of the accuracy rate of gene expression, the accuracy rate of gene expression, the accuracy rate of gene expression in prokaryotic and eukaryotic organisms, and the accuracy rate of gene expression, the maximum efficiency rate, and the rate of gene expression other than molecular collapse coefficient. This method is used to determine the maximum migration efficiency of the target. The need for prior knowledge is greatly mitigated by the introduction of prior accuracy and the consideration of intercellular diversity. The accuracy of the estimation method is improved. In the future, the problem of single cell RNA synthesis and spatial distribution will be solved.

项目成果

記号学と数理情報科学にもとづく遺伝子発現データの多層解析

基于符号学和数学信息科学的基因表达数据多层次分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 今倉 暁;保國 惠一;高安 亮紀;三浦達哉;岡本葵;飯田渓太
• 通讯作者: 飯田渓太

遺伝子発現の１細胞データ解析

基因表达的单细胞数据分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Yi-Shu Du;Ken Hayami;Ning Zheng;Keiichi Morikuni;Jun-Feng Yin;岡本葵，Tadahiro Oh，Leonardo Tolomeo;Liu Yikan;飯田 渓太
• 通讯作者: 飯田 渓太

一般超幾何関数を用いた遺伝子発現モデルの解析

使用一般超几何函数分析基因表达模型

• 发表时间: 2020
• 作者: Shinpei Imori;Dietrich von Rosen;Ryoya Oda;Hiroyuki Sato;飯田渓太
• 通讯作者: 飯田渓太

生体の科学 2023年 4月号 特集 未病の科学

生物科学 2023 年 4 月专题：症状前疾病的科学

• 发表时间: 2023
• 作者: van Meurs Patrick;Tanaka Ken'ichiro;保國 惠一;若生将史;飯田 渓太
• 通讯作者: 飯田 渓太

遺伝子発現調節の確率モデリングとパラメータ推定

基因表达调控的随机建模和参数估计

• 发表时间: 2023
• 作者: K. Furukawa;Y. Giga;M. Hieber;A. Hussein;T. Kashiwabara and M. Wrona;Mamoru Okamoto;飯田 渓太
• 通讯作者: 飯田 渓太