Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
細胞中における数が少なく、動力学的性質がゆらぐタンパク質や遺伝子が相互作用する生体分子ネットワークの挙動は、ノイズの影響を強く受ける。本研究では、固有ノイズや外来ノイズが生み出す生体分子ネットワークの確率的挙動が、遺伝子発現の時間的変化や細胞集団全体の遺伝子発現分布に与える影響を解析した。ノイズが基本ネットワークの生物機能（ダイナミクス）に与える影響をFokker-Planckの方程式を用いた理論解析とGillespieの確率シミュレーションを用いて解析した。決定論的モデルからは見えてこないノイズに関する生物特有の設計原理を解明した。２遺伝子間の相互抑制ネットワークと相互活性化ネットワークの決定論的挙動と確率的挙動を解析した。決定論的モデルでは双安定性を示さない相互抑制ネットワークに、ノイズを付与すると、双峰性の遺伝子発現分布が現れた。決定論的モデルは、双安定性を与える正のフィードバックループ構造をもつ相互抑制ネットワークによって、メモリー機能を容易に作ることができた。しかし、確率的モデルでは、メモリー機能を実現するために負のフィードバックループを追加してロバストネスを向上させる仕組みが必要であった。以上をふまえて、ノイズが引き起こす確率的挙動を考慮した実用的細胞合成技術を提案した。
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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BMC Syst. Biol.
Volume: 8 Issue: S5 Pages: 112-112
10.1186/1752-0509-8-s5-s1
120005698506
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