多要素人工遺伝子回路のデザインオートメーション

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project Area: Synthetic biology for the comprehension of biomolecular networks
• Project/Area Number: 23119009
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 伊庭 斉志 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (40302773)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: 遺伝子ネットワーク / 進化計算 / ラボラトリオートメーション / 人工遺伝子回路 / DNAツールボックス

Outline of Annual Research Achievements

昨年度までの成果に基づいて、Rondelez班と共同して,DNAツールボックッスを基にした遺伝子ネットワークの進化的合成手法ERNeのより実用的な基盤を構築した.
DNAツールボックスは任意の遺伝子ネットワークをつないで構成できるDNAベースの触媒活性化、または抑制化反応の遺伝子セットである。本年度は人工ニューラルネットワーク（ANN）と化学反応ネットワークの類似性に着目した研究をさらに進めて,より複雑な遺伝子回路の合成を試みた.
具体的には、カオティックな振動回路や対話的な進化合成手法の実現やデジタル回路の階層的な設計を実現した.
さらに花井班との共同研究では、ロバストな発振回路を進化的に探索し,ウェット上での実装実験を行って有効性を検証した.また柘植班や陶山班との共同研究により人工解糖系オペロンの構築のための最適化手法を構築した。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Evolving Robust Gene Regulatory Networks (2015)
  • Author(s): Noman,N., Monjo,T., Moscato,P., Iba,H.
  • Journal Title: PLoS ONE Volume: 10 Pages: 1-21
  • DOI: doi:10.1371/journal.pone.0116258
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Improved sampling using loopy belief propagation for probabilistic model building genetic programming (2015)
  • Author(s): Sato,H., Hasegawa,Y., Bollegala,D., Iba,H.
  • Journal Title: Swarm and Evolutionary Computation Volume: 23 Pages: 1-10
  • DOI: DOI: 10.1016/j.swevo.2015.02.002
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] An Effective Method for Evolving Reaction Networks in Synthetic Biochemical Systems (2015)
  • Author(s): Dinh,H., Aubert,N., Noman,N., Fujii,T., Rondelez,Y., Iba,H.
  • Journal Title: IEEE Transactions on Evolutionary Computation Volume: 19 Pages: 374-386
  • DOI: DOI:10.1109/TEVC.2014.2326863
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
• [Presentation] Feature selection and classification using ensembles of genetic programs and within-class and between-class permutations (2015)
  • Author(s): Ivert,A., Aranha,C., Iba,H.
  • Organizer: 2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC)
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城県,仙台市)
  • Year and Date: 2015-05-25 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Evolutionary design of oscillatory genetic networks in silico (2015)
  • Author(s): Naruse,Y., Hamada,H., Hanai,T., Iba,H.
  • Organizer: 2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC)
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城県,仙台市)
  • Year and Date: 2015-05-25 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] A double swarm methodology for parameter estimation in oscillating Gene Regulatory Networks (2015)
  • Author(s): Nobile,M.S., Iba,H.
  • Organizer: 2015 IEEE Congress on Evolutionary Computation (CEC)
  • Place of Presentation: 仙台国際センター(宮城県,仙台市)
  • Year and Date: 2015-05-25 – 2015-05-28
  • Int'l Joint Research
• [Book] Weiley (2015)
  • Author(s): Iba,H., Noman,N., (eds.)
  • Total Pages: 464
  • Publisher: Evolutionary Computation in Gene Regulatory Network Research (Wiley Series in Bioinformatics)
• [Book] 進化計算と深層学習―創発する知能― (2015)
  • Author(s): 伊庭斉志
  • Total Pages: 182
  • Publisher: オーム社
• [Remarks] 東京大学・伊庭研究室
  • URL: http://www.iba.t.u-tokyo.ac.jp/