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2012 Fiscal Year Annual Research Report

Continued development of a comprehensive computational platform for Systems Biology

Planned Research

Project AreaEstablishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications
Project/Area Number 22136003
Research InstitutionOkinawa Institute of Science and Technology Graduate University

Principal Investigator

北野 宏明  沖縄科学技術大学院大学, オープンバイオロジーユニット, 教授 (80500256)

Project Period (FY) 2010-04-01 – 2015-03-31
Keywordsシステムズバイオロジー / 生理学的モデル / 多階層モデル / システム創薬 / 心臓モデル / 代謝循環モデル
Outline of Annual Research Achievements

プロジェクト全体にわたるソフトウエアプラットフォームの研究開発が、当グループのミッションである。この目標を実現するために、多階層モデリングを可能とするソフトウエアプラットフォームであるPhysioDesignerの開発、CellDesignerの拡張として多様な化合物がネットワーク上で想定しているターゲット以外の分子と相互作用し、ネットワーク全体にどのような影響をあたるかを推定するソフトウエア、PhysioDesignerならびにCellDesignerのモデルをクラウド上で、高速シミュレーションするソフトウエアFLINT、さらには開発したモデルをプロジェクトで共有しより精度を上げるプロセスをサポートするソフトウエアPayaoならびにiPathways+などを開発した。これらの一群のソフトウエアは、当プロジェクトで提唱する国際連携プロジェクトであるThe Garuda Allianceで提供されるGaruda API/Garuda Coreに準拠し、スムーズに連動する例を見ないソフトウエア群に仕上がっている。The Garuda Allianceは、すでに、南カリフォルニア大学、EMBL、エジンバラ大学、マンチェスター大学、モナッシュ大学(豪)、ルクセンブルグシステムバイメディシンセンターなど、国際的に十数機関の共同プロジェクトとして発展を始めている。さらに米国Food and Drug Administration (FDA)もこのプラットフォームならびにそこで可能となる多階層モデル化技術に興味を持ち、実際に一部の研究をこのソフトウエア群を用いて開始している。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

1: Research has progressed more than it was originally planned.

Reason

PhysioDesignerとCellDesignerの連携がより密なものになり、細胞内分子相互作用から生体レベルまでを統合してモデル化するソフトウエア基盤がより高度になっている。さらに、FLINTやPayao, iPathways+などの周辺ソフトウエアも出来上がり、一つの研究支援パイプラインとして類を見ないレベルに達している。今後、より機能の拡充、使いやすさの向上、さらなる連動性の向上などを進めていく。この進展を見て、国外からいくつもの連携の提案が寄せられている。Garuda allianceも、国内外に大きな流れとなりつつある。

Strategy for Future Research Activity

より具体的な事例を積み重ねて、産業界における実用に供することができる水準のシステムへと強化を続ける。同時に、これらのソフトウエア基盤やGaruda allianceなどを含めた技術基盤と方法論を国際標準として推進する。
特に、連携を表明している国外の研究機関などへの連携を密にし、国際的なグループを形成する事に全力を投入する。

  • Research Products

    (28 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (14 results) (of which Invited: 13 results) Book (3 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (3 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Andrade-Navarro. Adding Protein Context to the Human Protein-Protein Interaction Network to Reveal Meaningful Interactions2013

    • Author(s)
      Schaefer MH, Lopes TJ, Mah N, Shoemaker JE, Matsuoka Y, Fontaine JF, Louis-Jeune C, Eisfeld AJ, Neumann G, Perez-Iratxeta C, Kawaoka Y, Kitano H, Andrade-Navarro MA. (Andrade-Navarro MA)
    • Journal Title

      PLOS Computational Biology

      Volume: 9 Pages: 1

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1002860

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Identification of dosage-sensitive genes in Saccharomyces cerevisiae using the genetic tug-of-war method2013

    • Author(s)
      Makanae K, Kintaka R, Makino T, Kitano H, Moriya H. (Moriya H)
    • Journal Title

      Genome Research

      Volume: 23 Pages: 300-311

    • DOI

      10.1101/gr.146662.112

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A framework for mapping, visualisation and automatic model creation of signal-transduction networks2012

    • Author(s)
      Carl-Fredrik Tiger, Falko Krause, Gunnar Cedersund, Robert Palmer, Edda Klipp, Stefan Hohmann, Hiroaki Kitano and Marcus Krantz (Marcus Krantz)
    • Journal Title

      Molecular Systems Biology

      Volume: 8 Pages: 578

    • DOI

      10.1038/msb.2012.12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Software support for SBGN maps: SBGN-ML and LibSBGN2012

    • Author(s)
      M.P.van Iersel et al. (M.P.van Iersel)
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: 28 (15) Pages: 2016-2021

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/bts270

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CTen: a web-based platform for identifying enriched cell types from heterogeneous microarray data2012

    • Author(s)
      Jason E Shoemaker, Tiago JS Lopes, Samik Ghosh, Yukiko Matsuoka, Yoshihiro Kawaoka and Hiroaki Kitano (Jason E Shoemaker)
    • Journal Title

      BMC Genomics

      Volume: 13 (1) Pages: 460

    • DOI

      10.1186/1471-2164-13-460

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Integrated network analysis reveals a novel role for the cell cycle in 2009 pandemic influenza virus-induced inflammation in macaque lungs2012

    • Author(s)
      Shoemaker JE, Fukuyama S, et al. (Hiroaki Kitano)
    • Journal Title

      BMC Systems Biology

      Volume: 6 Pages: 117

    • DOI

      10.1186/1752-0509-6-117

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Systems Drug Design and Software Platform for drug efficacy and adverse effects prediction2013

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      FDA Workshop: Systems Pharmacology for the Prediction of Tyrosine Kinase Inhibitor non-QT Cardiotoxicity
    • Place of Presentation
      FDA White Oak Campus, USA
    • Year and Date
      2013-02-28 – 2013-02-28
    • Invited
  • [Presentation] システムズバイオロジーのための京コンピュータへの期待2013

    • Author(s)
      北野宏明 (北野宏明)
    • Organizer
      第4回スーパーコンコンピュータ「京」と創薬・医療の産学連携セミナー -HPCI計算生命科学推進プログラム-
    • Place of Presentation
      フクラシア東京ステーション
    • Year and Date
      2013-01-25 – 2013-01-25
    • Invited
  • [Presentation] Data-Driven Network-Based Biomarker Discovery2012

    • Author(s)
      北野宏明 (北野宏明)
    • Organizer
      第35会 日本分子生物学会年会 バイオテクノロジーセミナー
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場
    • Year and Date
      2012-12-12 – 2012-12-12
    • Invited
  • [Presentation] Systems Toxicology2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      An invited talk at DSTO, Defence Science and Technology Organisation (DSTO), Department of Defence, Australian Government
    • Place of Presentation
      Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2012-12-04 – 2012-12-04
    • Invited
  • [Presentation] システムバイオロジー概論2012

    • Author(s)
      北野宏明 (北野宏明)
    • Organizer
      第6回KASTシステムバイオロジー講座
    • Place of Presentation
      かながわサイエンスパーク
    • Year and Date
      2012-11-02 – 2012-11-02
    • Invited
  • [Presentation] Systems biomedicine and their computational platforms2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      FOSBE 2012
    • Place of Presentation
      Institute for Advanced Biosciences, Keio University
    • Year and Date
      2012-10-21 – 2012-10-21
    • Invited
  • [Presentation] システム創薬とGarudaプラットフォームの概要2012

    • Author(s)
      北野宏明 (北野宏明)
    • Organizer
      BioJapan 2012
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2012-10-11 – 2012-10-11
  • [Presentation] VPH in industrial research2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      VPH 2012
    • Place of Presentation
      Savoy Place, London, UK
    • Year and Date
      2012-09-20 – 2012-09-20
    • Invited
  • [Presentation] Systems Biology powered by Artificial Intelligence2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      PRICAI-2012: 12th Pacific Rim International Conference on Artificial Intelligence
    • Place of Presentation
      Pullman Hotel, Kuching, Malaysia (via skype)
    • Year and Date
      2012-09-07 – 2012-09-07
    • Invited
  • [Presentation] Biological Robustness2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      Seminar at University of Toronto
    • Place of Presentation
      University of Toronto, Canada
    • Year and Date
      2012-08-20 – 2012-08-20
    • Invited
  • [Presentation] HD-Physiology, Garuda, and Computational drug side-effects prediction2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      Talk at FDA
    • Place of Presentation
      FDA, Silver Spring, USA
    • Year and Date
      2012-07-17 – 2012-07-17
    • Invited
  • [Presentation] Systems Drug Design and Garuda Software Platform.2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      Network Biology SIG: On the Analysis and Visualization of Network in Biology (NetBio SIG), ISMB 2012
    • Place of Presentation
      Long Beach Convention Center, USA
    • Year and Date
      2012-07-13 – 2012-07-13
    • Invited
  • [Presentation] Software Platform for Systems Drug Discovery2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      Bio-IT World Asia Conference 2012
    • Place of Presentation
      Marina Bay Sands, Singapore
    • Year and Date
      2012-06-08 – 2012-06-08
    • Invited
  • [Presentation] Will engineering play the lead role in drug discovery in 2030?2012

    • Author(s)
      Kitano, H (Kitano, H)
    • Organizer
      BioMelbourne breakfast
    • Place of Presentation
      Cinema 1, Melbourne, Australia
    • Year and Date
      2012-06-05 – 2012-06-05
    • Invited
  • [Book] 実験医学2013年1月号, 31, 12013

    • Author(s)
      北野宏明
    • Total Pages
      8 (pp45-52)
    • Publisher
      がんの多様性の数理
  • [Book] Cancer Systems Biology: A Robustness-Based Approach. HANDBOOK OF SYSTEMS BIOLOGY CONCEPTS AND INSIGHTS2012

    • Author(s)
      Hiroaki Kitano (Hiroaki Kitano)
    • Total Pages
      11 (pp469-479)
    • Publisher
      Academic Press
  • [Book] Springer2012

    • Author(s)
      Samik. Ghosh et al. (Samik Ghosh and Anshu Bhardwaj)
    • Total Pages
      15 (pp21-35)
    • Publisher
      Software Platform for Metabolic Network Reconstruction of Mycobacterium tuberculosis. Systems Biology of Tuberculosis
  • [Remarks] HD-Physiology

    • URL

      http://hd-physiology.jp/

  • [Remarks] PhysioDesigner

    • URL

      http://www.physiodesigner.org/

  • [Patent(Industrial Property Rights)] 相互作用予測装置、相互作用予測方法、および、プログラム2012

    • Inventor(s)
      北野宏明, Kun-Yi Hsin, Samik Ghosh
    • Industrial Property Rights Holder
      システム・バイオロジー研究機構, 沖縄科学技術大学院大学学園
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2012-134261
    • Filing Date
      2012-06-13
  • [Patent(Industrial Property Rights)] データ通信システム、データ解析装置、データ通信方法、および、プログラム2012

    • Inventor(s)
      北野宏明, Samik Ghosh, 松岡由希子
    • Industrial Property Rights Holder
      沖縄科学技術大学院大学他
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      特願2012-245326
    • Filing Date
      2012-11-07
  • [Patent(Industrial Property Rights)] General-Purpose Simulation System Using Social Network Interface2012

    • Inventor(s)
      Yoshiyuki Asai et al.
    • Industrial Property Rights Holder
      OIST; SBI; Osaka University
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      US仮出願、61671049
    • Filing Date
      2012-07-12
    • Overseas

URL: 

Published: 2018-02-02  

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