多細胞生物の発生は時間的空間的に動的な過程です。受精卵と呼ばれる一つの細胞は細胞分裂を繰り返して様々な機能を持つ細胞を作り、それらが特定の位置に配置されることにより、複雑な構造を持つ器官や個体が作られます。このような時間的空間的に動的な過程のメカニズムを理解するためには、現象の定量化と数理モデル化、計算機シミュレーションを組み合わせた定量的計算科学的アプローチが有効です。当研究チームは、分子細胞生物学、生物物理学、ゲノム科学、計算科学、数理科学等の研究手法を統合的に用い、線虫 C. elegans胚やマウス胚、立体培養系等をモデル系として発生システムの数理モデルを構築し、多細胞生物の発生のメカニズムの解明を目指します。
研究テーマ
- 大量の定量動態情報を利用した発生のシステム解析
- 発生の数理モデルの構築
- 発生動態の定量化技術の開発
主要論文
Hirata T, Tohsato Y, Itoga H, et al.
NeuroGT: A brain atlas of neurogenic tagging CreER drivers for birthdate-based classification and manipulation of mouse neurons.
Cell Reports Methods
1, 100012 (2021)
doi: 10.1016/j.crmeth.2021.100012
Swedlow JR, Kankaanpää P, Sarkans U, et al.
A global view of standards for open image data formats and repositories.
Nature Methods
18, 1440-1446 (2021)
doi: 10.1038/s41592-021-01113-7
Shinkai S, Nakagawa M, Sugawara T, et al.
PHi-C: deciphering Hi-C data into polymer dynamics.
NAR Genomics and Bioinformatics
2, lqaa020 (2020)
doi: 10.1093/nargab/lqaa020
Shinkai S, Sugawara T, Miura H, et al.
Microrheology for Hi-C data reveals the spectrum of the dynamic 3D genome organization.
Biophysical Journal
118(9), 2220-2228 (2020)
doi: 10.1016/j.bpj.2020.02.020
Azuma Y, Onami S.
Biologically constrained optimization based cell membrane segmentation in C. elegans embryos.
BMC Bioinformatics
18, 307 (2017)
doi: 10.1186/s12859-017-1717-6
Tohsato Y, Ho KHL, Kyoda K, Onami S.
SSBD: a database of quantitative data of spatiotemporal dynamics of biological phenomena.
Bioinformatics
32(22), 3471-3479 (2016)
doi: 10.1093/bioinformatics/btw417
Takayama J, Onami S.
The sperm TRP-3 channel mediates the onset of a Ca2+ wave in the fertilized C. elegans oocyte.
Cell Reports
15(3), 625-637 (2016)
doi: 10.1016/j.celrep.2016.03.040
Kyoda K, Tohsato Y, Ho KHL, Onami S.
Biological Dynamics Markup Language (BDML): an open format for representing quantitative biological dynamics data.
Bioinformatics
31(7), 1044-1052 (2015)
doi: 10.1093/bioinformatics/btu767
Azuma Y, Onami S.
Evaluation of the effectiveness of simple nuclei-segmentation methods on Caenorhabditis elegans embryogenesis images.
BMC Bioinformatics
14, 295 (2013)
doi: 10.1186/1471-2105-14-295
Kyoda K, Adachi E, Masuda E, et al.
WDDD: Worm developmental dynamics database.
Nucleic Acids Research
41, D732-D737 (2013)
doi: 10.1093/nar/gks1107
Kimura A, Onami S.
Computer simulations and image processing reveal length-dependent pulling force as the primary mechanism for C. elegans male pronuclear migration.
Developmental Cell
8, 765-775 (2005)
doi: 10.1016/j.devcel.2005.03.007
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