同一染色体上に存在するＳＮＰおよびエピジェネティック修飾の推定法の開発と機能解析

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本年度は昨年度に引き続き、細胞分化過程に対する１細胞発現データを解析するための確率過程に基づく新規手法の構築を行った。ついで提案手法を実際の１細胞発現量データに適用し、各種解析を行った。ここではまず提案手法の特徴を先行研究との違いを含め言及し、ついで実際の発現データに適用した結果を説明する。１細胞発現データのみから細胞分化過程を再構築するアプローチとして、次元圧縮を行い圧縮空間上で経路を再構築する手法がこれまで複数考案されてきた。これら手法は次元圧縮を用いているため、ノイズに弱いなどの問題点がある。そこで本研究ではこれまでの手法とは異なるアプローチとして、Ornstein-Uhlenbeck過程という確率過程を用いた手法を構築した。本手法は単に分化進行度や細胞運命を推定するだけにとどまらず、確率モデルであるがゆえに柔軟に様々な解析へ応用することが可能であり、今後の１細胞発現解析において非常に有用なアプローチとなると期待される。ついで、実装した提案手法を実際の１細胞発現データに適用し各種解析を行った結果を説明する。まず、次元圧縮に基づく手法と本手法のpseudo-timeの推定精度を、実験時間との一貫性を基準に比較した結果、１細胞RNA-Seqにおいて特に本手法は他手法と比べ良い結果を示した。また発現データのみから細胞運命を正しく推定できるかを検証した結果、特に細胞系統が分岐する初期に位置する細胞に対し、先行研究より比較的精度高く推定することに成功した。また、異なる分化進行度の細胞が混在する発現データから遺伝子間相互作用を検出するための新規手法を構築した。本手法を実データに適用した結果、既存の手法では検出できなかった制御構造を検出することに成功した。