リボスイッチmRNAのモデル化による細胞性粘菌の形態形成に関する研究
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17700298
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Bioinformatics/Life informatics
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石若 裕子 北海道大学, 大学院情報科学研究科, 特任助教授 (40280309)
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| Project Period (FY) |
2005 – 2006
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2006)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2006: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2005: ¥2,000,000 (Direct Cost: ¥2,000,000)
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| Keywords | 細胞性粘菌 / リボスイッチmRNA / 形態形成 / cAMPレセプター / 適応システム |
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| Research Abstract |
本研究の目的は,リボスイッチmRNAの働きの数理モデルを構築し,実際の細胞性粘菌の形態形成がいかに行われているのかをシミュレーションすることである.前年度は,RNA鎖を表現する配列から二次構造を一意に決定するために,RNAの2次構造形成に関する仕組みをルールとしたBoidを用いたモデルを提案した.RNA鎖を表す配列は,4種類のヌクレオチド,アデニン(A),グアシン(G),シトシン(C),ウラシル(U)を基本単位とする重複順列によって表現する.提案モデルでは,ヌクレオチドの性質や各ヌクレオチドに作用する結合力をルールとして採用したBoidの手法を用いて,二次構造の決定を行う.以下に採用したルールを示す.
1.RNA鎖中の隣り合うヌクレオチドは一定の距離を保つ,
2.ヌクレオチドの結合の角度に対する制限,
3.ヌクレオチドの熱振動,
4.水素結合による相補的なヌクレオチドの結合,
5.疎水性による分子の凝集性.
上記提案モデルを用いてRNAヌクレオチド鎖をモデル化し,2次元における形態形成シミュレーションを行った.塩基配列は実物のRNA配列のうち,二次構造が判明している部分の塩基配列(20塩基)を用いた.結果として、動的に形状変化する自己組織化の現象を得た。しかし、リボスイッチmRNAの鍵穴は、静的形態形成を行う必要がある。本提案モデルにおいて、静止状態を保つために、パラメータ調整を必要とする課題が残った.そこで、本年度は、自律的に静的形態形成を行う仕組みとして、遺伝的アルゴリズムを用いて解決をはかった.各ヌクレオチドは、疎水力、ランダム運動ベクトル、RNA鎖がなす角を遺伝子として持つ.本手法により,任意の形状に対して自己組織化が可能となる.シミュレーション実験により、5角形の形状を得ることに成功した.今後の課題として、発現性コントロールの数理モデルの構築があげられる.
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Report
(2 results)
Research Products
(1 results)
