奈良先端科学技術大学院大学

立命館大学

東京大学

生命創成探究センター

大阪電気通信大学

発表概要

奈良先端科学技術大学院大学（学長：塩﨑 一裕）先端科学技術研究科 バイオサイエンス領域 中島 敬二 教授、郷 達明 助教、立命館大学（学長：仲谷 善雄）情報理工学部 情報理工学科 陳 延偉 教授、東京大学（総長：藤井 輝夫）先端科学技術研究センター 稲見 昌彦 教授、同大学院理学系研究科 生物科学専攻 米倉 崇晃 助教、自然科学研究機構・生命創成探究センター（センター長：根本 知己）定量生物学研究グループ 近藤 洋平 助教、大阪電気通信大学（学長：塩田 邦成）情報通信工学部 情報工学科 岩本 祐太郎 講師らの研究グループは、植物の根の成長を駆動する数百個の細胞の振る舞いを精密に計測し、得られた膨大な数値データを統合して人間が直感的に解釈できる形式で提示する技術を開発しました。この技術は、根の先端を自動的に追尾し時間の経過を含めた4次元の細胞動態を記録する顕微鏡システム、人工知能を用いて画像情報を数値データに変換するプログラム、複雑な数値データを人間の視覚や聴覚に適した形式で提示する人間拡張工学の融合により実現したものです。

この技術により、人間の処理能力を大きく超える膨大な画像データの取得と定量化を機械化し、得られたデータを熟練した研究者がその知識や経験に基づいて解釈する「人機協働」の研究アプローチを展開する道が拓かれます。これにより、生育環境の変動や遺伝子の違いに応じて根の成長が変化する仕組みを精密に調べることが可能になります。根の成長は作物を始めとした植物の成長力や環境への適応力に大きく寄与していることから、この研究成果は、基礎と応用の両面において大きなインパクトをもちます。

この研究成果はPlant and Cell Physiology誌（英国オックスフォード大学出版局 (Oxford University Press)が発行する植物科学の国際誌）にオープンアクセス論文として発表されました。

右：細胞の系譜（点線）と長さ（色）を時間軸に沿ってプロットした解析例
左：各細胞列内での同調的な分裂により同等なサイズの細胞からなる集団が出来る

詳しくは、奈良先端科学技術大学院大学 のホームページをご覧ください。

発表雑誌

雑誌名	Plant and Cell Physiology
論文タイトル	In-depth quantification of cell division and elongation dynamics at the tip of growing Arabidopsis roots using 4D-microscopy, AI-assisted image processing, and data sonification