ＡＢ i Ｓシンポジウム
要旨集

DAY1 2024 ／ 2 ／ 19
14:05-16:05

ゲノム×イメージングから⾒る⽣命科学の未来
組織形成を理解するための単⼀細胞マルチオミクスの開発
⼤川 恭⾏・九州⼤学
⼈体を構成する細胞は 200 種類以上存在し、それぞれ異なる遺伝⼦発現様式によって固有の細胞機能を発揮し組織形成する。このような、多彩な細胞それぞれが固有の細胞機能を獲得するために、同⼀のゲノムから必要な遺伝情報を得る機序が存在すると考えられるが、その実態は未だ明らかとなっていない。このようゲノム機能を明らかにするためには、幹細胞等の⽣体内で不均⼀な状態で存在する細胞を単⼀細胞レベルで包括的に解析し、幹細胞から特定の細胞へと形質変化を理解する技術を開発する必要がある。そこで、我々は、⼤きく⼆つの技術の開発に取り組んできた。⼀つは、単⼀細胞エピゲノムプロファイリング法である
Chromatin Integration Labeling (ChIL) を開発し、⾼深度なエピゲノム解析を進めている。もう⼀つは、
空間マルチオミクスであり、⼀つの組織切⽚から 細胞間情報伝達を 理解する⼿法など多岐の技術開発に取り組んでいる。現状と今後の可能性について議論したい。

ハブの形成を介した転写バースト制御
深⾕ 雄志・東京⼤学
遺伝⼦発現制御において中⼼的な役割を担うのは、エンハンサーと呼ばれるゲノム中の転写調節領域である。
しかし⽣体内におけるエンハンサー作⽤機序の理解は、驚くほど進んでいない。我々は、エンハンサーによる転写活性化の素過程を⽣きたショウジョウバエ初期胚で直接可視化する独⾃の超解像ライブイメージング解析技術を駆使することで、エンハンサーがループではなく、転写を活性化する「反応場」を動的に形成することで転写バーストを制御していることを解明した。本発表では、こうした最新の研究成果について紹介する。

器官形態形成動態理解のためのライブイメージングと空間トランスクリプトーム解析
森下 喜弘・理化学研究所
器官発⽣過程における法則を知りたい。できればそれを数学的に表現できたら嬉しいし、その法則の種間・器官間での普遍性や特異性を議論できたら⾯⽩い、というような動機で理論と実験の境界あたりで発⽣⽣物学の研究をしている。物理過程として形態形成動態を理解するためには、組織の幾何形状や変形、細胞運動、応⼒場の間の定量的な関係性を知ることが必須であり、ライブイメージングはそのための基盤情報を提供する。また空間・シングルセルトランスクリプトーム解析技術は、そうした物理量と関連する遺伝⼦群、発⽣場の空間表現や領域化、各細胞の遺伝⼦発現履歴や運命決定過程の解明を可能としようとしている。本講演
では、これまでに我々が⾏ってきたイメージングデータに基づく定量・数理解析研究を紹介し、最近初めている空間トランスクリプトームデータ解析との接点について考えていることを議論したい。

DAY1 2024 ／ 2 ／ 19
16:25-17:25

特別講演
トランススケールスコープが拓く⽣命科学研究の新たな潮流
永井 健治・⼤阪⼤学
従来の科学的アプローチは、観察対象を構成する主要成分に着眼し、測定された値の中で他のデータとかけ離れている外れ値を解析対象から除外するのが⼀般的であった。それ故、外れ値的特徴量を有する希少成分に関する知⾒はほとんど蓄積されてこなかった。そこで、これまで看過されてきた希少成分（特に細胞）に着眼することを⽬的とし、多細胞システムのマクロ動態とシステムを構成する個々の細胞のミクロの動態を同時観察可能なトランススケールスコープを開発した。これにより 100 万個の多細胞の中で、0.1% 以下しか存在しないユニークな細胞やイベントの検出が可能となった。本シンポジウムでは、トランススケールスコープの装置概要と観察・解析例を紹介し、⽣命科学研究における新たな科学的思考基盤を概説する。

DAY2 2024 ／ 2 ／ 20
09:00-10:30

画像取得から画像解析を経て⽣命現象の新しい理解へ
上⽪細胞境界の湾曲ダイナミクスとその形成機構
杉原 圭・九州⼤学
圭 九州⼤学
上⽪細胞境界は⼀般に直線状であるが、腎尿細管の⼀部などでは湾曲した形態をとることが知られている。
我々は MDCK 細胞を in vitro モデルとして、数理モデリング・画像解析技術・細胞⽣物学的実験を組み合わせた融合的⼿法により、ミオシンのパンクタ構造により確率的に⽣み出される⼒と細胞境界に働く表⾯張⼒のバランスによって湾曲構造が動的に形成されている可能性を明らかにした。本講演ではこの研究内容を紹介しながら、⽣体内での動的な湾曲構造形成を捉えるべく本⽀援を受けて挑戦した ex vivo マウス腎尿細管タイムラプスイメージングの試みについてお話ししたい。

エピブラスト細胞の⻑距離移動によって胚の脳が形成される過程を、広視野・⻑時間のライブイメージングで明らかにする
近藤 寿⼈・⽣命誌研究館
寿⼈ ⽣命誌研究館
脳形成の初期過程を研究していた私たちは、ニワトリ初期胚（⻑径 3mm、短径 2mm）を⽤いた研究から、エピブラストの⻑距離の細胞移動に依存した動的な過程であることに気づき、それを解析した。まず、エピブラストの細胞を離散的に EGFP で標識（Supernova 法）、またノードや前部中内胚葉を mCherry トラン
スジェニックウズラ由来組織の移植によって標識した。そして、平板状のエピブラストから脳の基本構造が出来上がる 18 時間の過程での、個々の細胞の時々刻々の変化を追跡し、古典的なモデルを根本から覆す、脳形成の新しい機構を明らかにすることができた。細胞の追跡に当たって ABiS の加藤輝博⼠のご⽀援を得た。

マウス胎仔におけるアストロサイト前駆細胞の移動様式の解明
⽥畑 秀典・愛知県医療療育総合センター
秀典 愛知県医療療育総合センター
アストロサイトは成体脳の⽣理機能に重要であるだけでなく、脳発達過程においてはシナプス形成や⾎液脳関⾨の発⽣に必須の役割を果たす。しかしながらアストロサイトが脳内でどのように移動し配置するかはほとんど知られていなかった。我々はマウス胎仔脳のスライス培養において、アストロサイト前駆細胞が頻繁に移動⽅向を変化させながら移動する不軌道性移動と、⾎管に沿って移動する⾎管ガイド移動により脳表層側へと向かうことを⾒出した。しかしこれらが実際の脳発⽣過程で使われているかは不明であった。そこでABiS の⽀援の元、⼆光⼦レーザー顕微鏡を⽤いて、⽣きたマウス胎仔の脳でアストロサイト前駆細胞の移動を観察したので報告する。

DAY2 2024 ／ 2 ／ 20
10:40-12:10

光電⼦相関顕微鏡法が拓く微細構造研究の最先端
CLSEM 法 (Correlative light and scanning electronmicroscopy) の新展開
甲賀 ⼤輔・旭川医科⼤学
光・電⼦相関顕微鏡観察法 (CLEM 法 ) は、蛍光標識された分⼦の局在を電顕レベルの解像度で観察できる魅⼒的なイメージング技法である。近年私たちは、オスミウム浸軟法 [ ミトコンドリアや⼩胞体、ゴルジ装置などの膜性オルガネラを、再構築することなく直接 SEM( ⾛査電⼦顕微鏡 ) 観察できる⼿法 ] と徳安法 ( 凍結超薄切⽚法 ) を組み合わせた独創的な CLEM 法の開発に成功している。この⼿法を⽤いることで、多種類の細胞が混在する複雑な組織中から特定の細胞を同定した上で、機能分⼦の局在もオスミウム浸軟像と相関させることができる。ここでは、私たちが実践している様々な CLEM 法とその応⽤を紹介する。

光－電⼦相関顕微鏡法で観るオートファジー
⿑藤 知恵⼦・東京⼤学
オートファゴソームは、細胞内のさまざまな場所で複雑な膜変形を伴いながら形成されます。隔離膜が基質を取り込み、オートファゴソームとなり、オートリソソームとして成熟していく、これらの局⾯を逃さず捉え、微細構造情報とともに三次元的に把握するために、JST ERATO ⽔島プロジェクトでは、アレイトモグラフィーを⽤いた広域三次元光－電⼦相関顕微鏡法を確⽴してきた。この⽅法は、25-50nm の連続切⽚から得られるデータで、培養細胞全体をカバーでき、SEM を使⽤する他の⼿法と⽐較して、マシンタイムや解析時間が短く、倍率を変えて再撮影が可能なことが特徴である。オートファジーや細胞内分解経路に限らず、他の細胞内現象の解析にも広く応⽤可能である。本発表では、接着性培養細胞を使⽤したオートファゴソームの解析など、これまでの応⽤例を紹介し、⽅法の課題、解決の⽅向性、将来の展望についても議論したい。

SBF-SEM を⽤いた光電⼦相関顕微鏡法︓シナプス発⽣の微細形態解析への適⽤
林 周⼀・川崎医科⼤学
これまでに多様な光電⼦相関顕微鏡法が開発されており、神経組織の解析では、免疫染⾊やペルオキダーゼ発現ベクターによる標的構造のラベル、近⾚外レーザー照射による標的周囲の刻印などが⽤いられてきた。
しかし、弱い固定や膜透過処理による組織形態の劣化、特殊なマウスやウイルス、装置が必要というような課題もあった。そこで我々は、脳スライス内で蛍光標識されたシナプス終末の SBF-SEM 観察を⾏う際に、周囲の⾎管や細胞体という内在性のマーカーを⽬印にして、免疫染⾊を⾏わずに相関をとる⼿法を⽤いた。
本講演では、この⼿法の流れと適⽤例として、視床と海⾺のシナプス終末構造の解析結果について紹介する。