１細胞遺伝子発現情報を用いた上皮形態形成における細胞動態の制御機構の解明

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これまでに一細胞RNA-seqによってキイロショウジョウバエ（以下、ショウジョウバエ）原腸胚における細胞単位での遺伝子発現情報を取得し、このデータに対するクラスタリング解析によって細胞を胚における領域に割り当てることに成功していた。これに加え、新たにショウジョウバエ胚のイメージングによって細胞動態を定量し、遺伝子発現定量データと細胞動態定量データの統合解析を行うことで、細胞形態および細胞骨格系や細胞接着系の挙動を決定する遺伝子発現のパターンを明らかにすることが本研究の目的である。本年度は遺伝子発現定量データのクラスタリング解析において手法の再検討と再解析を行い、これまでと比較してより詳細なクラスタリングに成功した。また、これまでに所属研究室において、bcd遺伝子機能阻害ショウジョウバエ胚における一細胞RNA-seqデータと野生型のデータとの統合クラスタリング解析によって胚前方の細胞が後方の細胞の性質にトランスクリプトームレベルで転換することが示唆されていた。本年度は、両者のデータ間でのさらに詳細な遺伝子発現変動解析を行った。その結果、野生型において胚前方細胞で発現する遺伝子のうち、bcd遺伝子機能阻害胚においても後方の性質に転換を起こした胚前方細胞において、その発現を維持していると考えられる遺伝子を1つのみ検出した。この結果は前述のトランスクリプトームレベルでの転換を強く支持する。これらの結果をこれまでに作成した遺伝子発現の空間再構成データと合わせ、ショウジョウバエ原腸胚の一細胞トランスクリプトームアトラスとして公開した。このアトラスは発生生物学の研究において有用なリソースとなり、発生生物学・ゲノム科学の発展を促進することが期待される。