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メタボロームを代謝ネットワークへ統合する数理モデルの開発

Publicly Offered Research

Project AreaIntegrative Systems Understanding of Cancer for Advanced Diagnosis, Therapy and Prevention
Project/Area Number 23134506
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionKyushu Institute of Technology

Principal Investigator

倉田 博之  九州工業大学, 情報工学研究院, 教授 (90251371)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥7,800,000 (Direct Cost: ¥6,000,000、Indirect Cost: ¥1,800,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords代謝システム / 遺伝子発現 / シミュレーション / 制御 / 流束
Outline of Annual Research Achievements

1 ヒト代謝ネットワークマップ構築:代謝システム変化は、代謝酵素発現分布、代謝酵素活性分布、代謝物濃度の変化等よって引き起こされるので、それらの関係を解析するために、代謝経路、酵素遺伝子発現調節を含むヒトの大規模ネットワークマップを構築した。ヒトの細胞の代謝ネットワークマップは、解糖系、ペントースリン酸系、ミトコンドリア中のTCA回路、脂肪酸合成分解経路、アミノ酸合成経路、ヌクレオチド合成経路を含む。酵素遺伝子発現調節ネットワークは、代謝酵素発現調節系だけでなく、細胞分裂やアポトーシス関連のネットワークも含む。
2  組織やがんのタイプごとの代謝ネットワーク変化のデータベース化:組織ごと、がんタイプごとのトランスクリプトーム、プロテオーム、メタボロームのデータを収集、整理して、データベース化し、公開する。がん病態に特異的に変化する代謝パスウエイを推定するための基盤を与えた。
3 メタボローム統合の数理モデル開発:代謝流束解析で用いられるエレメンタリモード解析法に、トランスクリプトームあるいはプロテオームを統合して、細胞の代謝流束分布の変化を予測するアルゴリズムEnzyme Control Flux (ECF)、Genetic Modification of Flux (GMF) modified Control Effective Flux (mCEF)を提案した。
4 がん特異的代謝変化の同定:開発したアルゴリズムを用いて、がん特異的代謝変化(代謝流束分布や遺伝子発現分布)を予測した。特異的変化部分がターゲットする医薬品開発の可能性について実験研究者と検討した。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (3 results) Book (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Application of Approximate Pattern Matching in Two Dimensional Spaces to Grid Layout for Biochemical Network Maps2012

    • Author(s)
      Kentaro Inoue, Shinichi Shimozono, Hideaki Yoshida, Hiroyuki Kurata
    • Journal Title

      PLoS ONE

      Volume: 7

    • NAID

      120005698507

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biological design principles of complex feedback modules in the E. coli ammonia assimilation system2012

    • Author(s)
      Koichi Masaki, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • Journal Title

      Artificial Life

      Volume: 18 Pages: 53-90

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Biological design principles of complex feedback modules in the E.coli ammonia assimilation system2012

    • Author(s)
      Koichi Masaki, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata
    • Journal Title

      Artificial Life

      Volume: 18 Pages: 19-603

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An integrative and practical evolutionary optimization for a complex, dynamic model of biological networks2011

    • Author(s)
      Kazuhiro Maeda, Yuya Fukano, Shunsuke Yamamichi, Daichi Nitta, Hiroyuki Kurata
    • Journal Title

      Bioproc Biosys Eng

      Volume: 34 Issue: 4 Pages: 433-446

    • DOI

      10.1007/s00449-010-0486-7

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data.2012

    • Author(s)
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • Organizer
      Proceedings of the14th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2012)
    • Place of Presentation
      Deagu, Korea
    • Year and Date
      2012-09-18
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] Computational framework for integration of metabolic flux analysis with its associated omics data.2012

    • Author(s)
      Hiroyuki Kurata, Soma Tabata, Quanyu Zhao
    • Organizer
      Proceedings of the 8th Asia-Pacific Conference on Algal Biotechnology and 1st International Conference on Coastal Biotechnology
    • Place of Presentation
      Adelaide, Australia
    • Year and Date
      2012-07-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] オミックスデータを代謝システムへ統合するためのパスウエイ解析モデル2011

    • Author(s)
      倉田博之
    • Organizer
      2011年度統計関連学会連合大会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス
    • Year and Date
      2011-09-06
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Book] Biomedical Engineering and Cognitive Neuroscience for Healthcare: Interdisciplinary Applications2012

    • Author(s)
      Hiroyuki Kurata
    • Total Pages
      200
    • Publisher
      IGI Global
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Remarks] CADLIVE

    • URL

      http://www.cadlive.jp/

    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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