山形方人 Masahito Yamagata, PhD

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鳥の目の地図

eLifeに発表したニワトリ網膜の細胞アトラスの論文がeLifeで出版されました。

A cell atlas of the chick retina based on single-cell transcriptomics | eLife

また一般向けの解説記事であるeLifeダイジェストでも取り上げられました。

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eLifeダイジェストの記事。

以下、DeepLによる「eLifeダイジェスト」の自動翻訳

鳥の目の地図
ニワトリ網膜の単一細胞を解析して作成されたアトラスは、鳥類の視覚系に新たな知見を与える可能性がある。
 
生物や遺伝子の進化関係は、古くからゲノム解析をはじめとする様々な方法で研究されてきました。最近では、生物の中で異なる役割を果たす異なるタイプの細胞間の進化関係が研究の対象となっています。シングルセルRNAシークエンシングは、単一細胞内でどのような遺伝子がオンになっているかを調べることができる技術です。この技術により、組織を構成する細胞の種類をカタログ化し、各細胞でどのような遺伝子がオンになっているかに基づいて組織のアトラスを作製することが可能になります。このアトラスは、種間で比較することができます。
 
網膜は、脊椎動物と呼ばれる背骨を持つ動物が見るために使用する光感受性の高い組織です。神経系を構成する細胞であるニューロンの5つのクラスは、3つの層に配置されています:網膜の基本的な体制は、脊椎動物で非常によく似ています。ニワトリは高度に視覚的な動物であり、網膜の発達を研究するために頻繁に使用されてきました。網膜の構造や役割は多くの脊椎動物で研究されてきましたが、分子レベルでの詳細な説明はほとんど哺乳類に限られていました。
 
このギャップを埋めるために、Yamagata、Yan、Sanesはニワトリ網膜の初めての細胞アトラスを作製しました。さらに、彼らはeCHIKINと呼ばれるCRISPR技術をベースにした遺伝子編集技術を開発し、それぞれのタイプが選択的にスイッチを入れた遺伝子に基づいて異なる細胞タイプを標識し、その形状や位置を分子的な同定と一致させる方法として利用した。これらの方法を用いて、網膜の5つのクラスのニューロンのそれぞれを、合計136個の異なるタイプに細分化することが可能になりました。
 
このアトラスは、異なる種の非常に異なる視覚ニーズに応えるために網膜がどのように進化してきたかの進化分析のための基盤を提供しています。ニワトリの細胞タイプは、マウスや霊長類の網膜の類似研究で以前に同定されたタイプと比較することができました。ニワトリ、マウス、霊長類の網膜細胞間の関係を比較すると、代表される細胞クラス全体に強い類似性があることが明らかになりました。一方で、この結果は、各細胞クラスの中の特定のタイプや、各細胞タイプの中でスイッチがオンになっている遺伝子に大きな違いがあることも示している。
 
これらの結果は、鳥類の視覚系の解剖学的、生理学的、進化的、発生的な研究の基盤となる可能性があります。これまでニワトリの網膜の神経発生については、細胞の種類や発生に重要な遺伝子の発現を網羅的に知ることなく、研究が進められてきました。将来的には、Yamagata、Yan、Sanesが開発したシステムを用いて、視覚をより深く知り、種のレパートリーに合わせて神経細胞の種類がどのように進化しているかを調べることができるかもしれません。
最近、脳科学辞典に執筆したシングルセルRNAシークエンシングscRNA-seqについての技術解説。

生物や遺伝子の進化関係は、古くからゲノム解析をはじめとする様々な方法で研究されてきました。最近では、生物の中で異なる役割を果たす異なるタイプの細胞間の進化関係が研究の対象となっています。シングルセルRNAシークエンシングは、単一細胞内でどのような遺伝子がオンになっているかを調べることができる技術です。この技術により、組織を構成する細胞の種類をカタログ化し、各細胞でどのような遺伝子がオンになっているかに基づいて組織のアトラスを生成することが可能になります。このアトラスは、種間で比較することができます。