【研究分野】システムゲノム科学

【研究領域課題番号】16H06155 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

着床前胚 / 4Dイメージング / 力学モデル / 系譜解析 / トラッキング / 深層学習 / モデル化とシミュレーション / 定量生物学 / 発生 / 生殖補助医療 / 着床前杯 / 発生系譜 / 分岐過程 / 隠れ状態 / 核同定 / 再生補助医療 / 整数計画法 / GUI / 生体生命情報学 / 生物物理 / 数理工学

【研究成果の概要】

本研究では、哺乳類着床前胚の発生系譜を定量的に解析する手法の構築を目指し、画像解析技術・統計解析技術・シミュレーション技術の構築を行った。
画像解析では、胚内の細胞を同定する手法を改良し、最終的にはそこから得られたデータを用いた深層画像解析法の提案を行った。系譜統計解析では、細胞の分裂待ち時間などから細胞の潜在情報を推定する手法を提案した。そして、胚内の細胞における力学的相互作用と発生プロセスの再現を目指し力学モデルの構築を行った。
これらを異なる培養条件で得られたマウス着床前胚の解析に応用することで、培養条件依存的な分裂パターンの脱同調や胚全体での構造変化と細胞周期の関係などが明らかになった。

【研究の社会的意義】

本研究では、マウス着床前胚を対象として、バイオイメージングデータを元に発生系譜を解析する新たな情報技術を構築しました。これらの技術は、胚の発生過程に生じる様々な異変をより定量的にかつ統計的に解析することを可能とします。これらの技術を応用することで発生プロセスの原理を解明することは、胚の発生がどのように決定しているのか、また胚の発生速度の変化や発生の停止に培養状態などはどう影響しているのか、を客観的に評価することを可能とし、胚の健康を改善する培養条件の改良などに応用できると期待されます。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31

【配分額】27,300千円 (直接経費: 21,000千円、間接経費: 6,300千円)