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先輩研究者のご紹介(福地 智一さん) [2020年03月30日(Mon)]
 こんにちは。科学振興チームの豊田です。
 本日は、2018年度に「マウス肝臓発生における網羅的遺伝子発現の数理ネットワークモデル構築」という研究課題で笹川科学研究助成を受けられた、静岡大学創造科学技術大学院自然科学系教育部バイオサイエンス専攻所属の、福地 智一さんから助成時の研究について、コメントを頂きました。

<福地さんより>
 昨今では次世代シーケンサーを初めとした高度な測定技術の普及により、生体内のすべての遺伝子の発現情報を低コストかつ短期間で測定することが容易になりました。またコンピューターの性能が大きく向上したことで、特別な計算機を用いなくても大規模なデータを解析することが可能になりつつあります。これにより大規模な生体データを情報科学的な手法を用いて解析する、バイオインフォマティクスの分野は急速に発展し現在も大きな注目を集めています。

 私は主に哺乳類の肝臓の発生や再生について研究しています。肝臓の発生についてはこれまでにも様々な研究が行われてきましたが、そのメカニズムのすべてが分かっているわけではありません。最近では網羅的データを用いた解析も行われ、様々な遺伝子やタンパク質の相互作用が明らかとなりましたが、これらの多くは膨大な生体シグナルのうち、少数の因子を断片的に見ているものがほとんどです。肝臓の研究に限らず、大規模データの有効な解析手法の開発とその体系化は今後の生物学における非常に重要な課題であるといえます。

 そこで私は笹川科学研究助成金によるプロジェクトの中では、肝臓発生時の遺伝子発現パターンを数理モデル化し遺伝子間相互作用を推定することで、そのネットワークモデルの作成を行いました。(図1)

図1 正常マウス肝臓の発生における発現変動遺伝子群の相互作用解析.jpg
図1 正常マウス肝臓の発生における発現変動遺伝子群の相互作用解析

 さらに、ヒト多嚢胞性肝疾患に類似した組織異常を示す、肝臓特異的Hhex欠失マウス(図2)における網羅的遺伝子発現と比較することで、肝臓発生における分化制御と病変の発生メカニズムの解明を試みました(図3)。今回の結果は網羅的発現データを用いた研究を行う際に、未知の遺伝子相互作用を予測する解析手法として、重要な成果であると考えています。

図2 胎生期のWTおよびcKOにおける組織変異.jpg
図2 胎生期のWTおよびcKOにおける組織変異
矢印=嚢胞、PV=門脈、スケールバーは100μm

図3 Hhexマウスのおける嚢胞発生の遺伝子ネットワーク予測.jpg
図3 Hhexマウスのおける嚢胞発生の遺伝子ネットワーク予測

 網羅的発現解析の低コスト化が進んでいるとはいえ、ビッグデータの解析には多くの予算が必要となります。助成金を頂いたことによって、非常に有効なデータを多数得ることができました。予算の運用以外にも申請書や研究報告書の作成を通じてひとつの研究プロジェクトを自分自身が主体になって遂行するという貴重な経験ができました。

 非常に挑戦的な研究であったにもかかわらず、多額の研究助成という形でチャンスを与えてくださった日本科学協会様にこの場を借りて改めて御礼申し上げます。これからも科学の発展に寄与するため精進していきたいと思いますので、今後も見守っていただければ幸いです。
<以上>

 笹川科学研究助成では、若手研究者が主体となって自身の研究プロジェクトを遂行するということを応援しており、次世代シーケンサーとビックデータの解析を組み合わせた、挑戦的な研究をすることができたとのこと、うれしく思います。今後も、科学の発展のために、頑張っていただきたいと思います。

 日本科学協会では過去助成者の方より、近況や研究成果についてのご報告をお待ちしております。最後までお読みいただき、ありがとうございました。
Posted by 公益財団法人 日本科学協会 at 12:01 | この記事のURL | コメント(0) | トラックバック(0)
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