Establishment of a Basis for Assessing the Effects of Chemical Substances on Environmental Indicator Organisms Toward Society 5.0

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研究では旧態依然とした化学物質影響評価法を脱却し時代に即した評価法を確立するために、近年急速に進展している２つの技術、機械学習による画像処理と遺伝子編集技術を環境指標生物であるミジンコに利用した化学物質影響評価法の基盤を構築する。化学物質曝露によるマクロな形質変化を画像から取得し、化学物質影響の解明や評価につながる遺伝子レベルのアプローチに遺伝子編集技術を利用する。本研究課題の遂行により、環境指標生物への化学物質影響の解析が促進されるのみならず、ハイスループット化や省力化が期待でる。機械学習を導入した画像解析による化学物質影響評価法は他の試験生物への拡張も可能であり、今後の化学物質影響評価の方向性を決める上でも重要な指標となる。今年度は種々の条件下で画像を取得し、画像処理方法や画像認識の性能を評価を行った結果、ディープニューラルネットワークを用いた生物のトラッキングが可能なDeepLabCutを使用することで簡便かつ良好な結果を得られる可能性を見出した。ミジンコの画像上にトラッキングポイントを設定し、囲まれた部分の面積を算出することによりサイズの定量化を試みた。産まれて24時間以内 、1週間、2週間、3週間のミジンコの撮影を行い、大きさの差を検出できるか検証した。また並行して、異なる条件下で飼育したミジンコの画像を取得し、その評価を進めている。一方で、これらの評価方法を検証するために、遺伝子編集技術により遺伝子を改変したミジンコを作製し、評価するための準備を進めている。