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

利用单细胞基因表达信息阐明上皮形态发生中细胞动力学的控制机制

• 批准号: 20J23385
• 负责人: 坂口 峻太
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J23385/
• 关键词: 1細胞RNA-seq; 上皮形態形成; 空間的トランスクリプトーム; 1細胞トランスクリプトーム

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。

こ れ ま で に a cell RNA - seq に よ っ て キ イ ロ シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ (hereinafter, シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ) gastrula に お け る cells 単 a で の heritage 伝 child obtain 発 now intelligence を し, こ の デ ー タ に す seaborne る ク ラ ス タ リ ン グ parsing に よ っ て を embryo cells に お け に cut り る field when て る こ と に successful し て い た. こ れ に え, new た に シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ embryo の イ メ ー ジ ン グ に よ っ て cell dynamic quantitative し を, but 伝 発 now quantitative デ ー タ と cell dynamic quantitative デ ー タ の integrative analytic を line う こ と で, cell morphology お よ び cells bone is や then is の 挙 dynamic を decided す る posthumous son 伝 発 is の パ タ ー ン を Ming ら か に す る こ と が の this study Objective: である. This year は heritage 伝 son 発 now quantitative デ ー タ の ク ラ ス タ リ ン グ parsing に お い て gimmick の analytical を い, again beg と 検 again こ れ ま で と compare し て よ り detailed な ク ラ ス タ リ ン グ に successful し た. ま た, こ れ ま で に affiliated laboratory に お い て, BCD but 伝 function resistance against シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ embryo に お け る a cell RNA - seq デ ー タ と wild-type の デ ー タ と の integration ク ラ ス タ リ ン グ parsing に よ っ て embryo の ahead cells が rear の の nature に ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム レ ベ ル で planning in す る こ と が in stopping さ れ Youdaoplaceholder0 て た. Analysis of the changes in で さらに details of な and 伝 タ タ タ タ that occurred this year を line った. そ の results, wild type に お い て germ cell で ahead 発 now す る posthumous son 伝 の う ち, BCD but 伝 function of resistance to harm embryos に お い て も rear の nature に planning in を こ し た germ cell に ahead お い て, そ の 発 を now maintain し て い る と exam え ら れ る heritage 伝 son を 1 つ の み 検 out し た. こ の results は aforesaid の ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム レ ベ ル で の planning in strong を く support す る. こ れ ら の results を こ れ ま で に made し た posthumous son 伝 発 is の space reconstitution デ ー タ と close わ せ, シ ョ ウ ジ ョ ウ バ エ gastrula の a cell ト ラ ン ス ク リ プ ト ー ム ア ト ラ ス と し て public し た. こ の ア ト ラ ス は 発 の raw biology research に お い て useful な リ ソ ー ス と な り, born 発 biology ゲ ノ ム science の 発 exhibition を promote す る こ と が expect さ れ る.

项目成果

Deep single-cell transcriptome atlas of Drosophila gastrula

果蝇原肠胚深层单细胞转录组图谱

• 发表时间: 2021
• 作者: Shunta Sakaguchi;Yasushi Okochi;Honda Naoki;Takefumi Kondo
• 通讯作者: Takefumi Kondo

scRNA-seqデータから空間的遺伝子発現パターンを再構成する機械学習

机器学习从 scRNA-seq 数据重建空间基因表达模式

• 发表时间: 2020
• 期刊: 機械学習を生命科学に使う！実験医学増刊 Vol.38 No.20
• 作者: 竹原 景子;西田 尚央;浦本 豪一郎;池原 実;Wakayama S et al.第２著者に該当;浅野駿一,持田匠,土方亘;大河内康之，坂口峻太，本田直樹
• 通讯作者: 大河内康之，坂口峻太，本田直樹

空間情報を付加したショウジョウバエ原腸胚の1細胞トランスクリプトームアトラス

具有空间信息的果蝇原肠胚单细胞转录组图谱

• 发表时间: 2022
• 作者: Shunta Sakaguchi;Yasushi Okochi;Chiharu Tanegashima;Osamu Nishimura;Mitsutaka Kadota;Honda Naoki;Takefumi Kondo
• 通讯作者: Takefumi Kondo

ショウジョウバエ原腸胚1細胞トランスクリプトームアトラス

果蝇原肠胚单细胞转录组图谱