Comprehensive analysis of network systems learned from cells that sense environmental differences

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K20382
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 61060:Kansei informatics-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Fujii Masashi 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 助教 (30725750)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 生命システムの情報伝達 / シミュレーション / ネットワーク / 進化 / 自発的秩序形成

Outline of Final Research Achievements

In this research project, we aimed to elucidate the information transfer characteristics of various biochemical reaction networks and to elucidate the mechanism of stimulus information discrimination by combining networks, based on numerical simulations and informatics analysis. We first investigated the information transfer characteristics of simple networks, and then focused on information transfer in systems with complex networks. Furthermore, we studied network reconstruction driven by spontaneous interactions among elements. Through these studies, we were able to follow the spontaneous formation process of information transfer and network structure in the biological systems.

Free Research Field

理論生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題は、細胞内でおこる化学反応を「情報伝達」という切り口で研究を行なったものである。すなわち、細胞が自分の周りの環境をどのくらい認識できるのか、を明らかにするものである。細胞が外部環境を認識する能力を知ることで、現在の細胞の成り立ち・形・機能の意義や、これまでの変遷を辿ることができると考える。このような情報伝達を切り口に、「生物の機能と意義」に関する知見を積み重ねることで、より良い医療や情報通信技術を細胞から学ぶことができると考える。