ライブセルオミクス解析法の開発による胚発生開始機構の解明

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生命科学の発展により生命現象の裏にある遺伝子制御経路の全体像が得られようとしているが、その画一的な像では捉えられていないのが生命現象のバラつきである。具体的には培養細胞が見せる薬剤耐性があげられ、遺伝的に同質であり、同じ遺伝子制御経路が働くはずの細胞が個々に異なる薬剤耐性を示す。そして、現実の生命現象はこのようなバラつきに溢れており、そのバラつきが意味するところは、遺伝子制御経路は一つの偶像的存在ではなく、多様性に溢れる有機的存在、つまり多態性を持つ、ということである。しかし、生物学の還元的なアプローチはもちろんのこと、オミクスによる網羅的な解析であっても細胞集団内での平均化により、細胞ごとの差異を打ち消してしまう。さらに、シングルセルRNA-seq では、RNA の抽出のため細胞の破壊が前提であり、次元圧縮やクラスタリング、擬時刻といった解析によって、個別の細胞から得られた単一時点のデータが寄せ集められ、平均化されており、細胞ごとの個性を捉えるにはさらなる発展が求められている。そこで、申請者は低侵襲に細胞内RNA を抽出することで同一の細胞から時系列トランスクリプトームデータを取得し、時系列因果予測により細胞ごとに遺伝子制御経路を推定し、遺伝子制御経路の多態性を明らかにする研究に着手した。すでに同一細胞からの低侵襲なRNA 抽出とRNA-seq データの取得に成功しており、この研究が、還元的アプローチにより集積した知見を確率過程として捉え直し、実際的な生命現象の理解に結びつける草分け的に研究となることを期待している。