2021 Fiscal Year Research-status Report
ミクロ経済学と熱・統計力学を用いた代謝システムの解析
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21K15048
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
畠山 哲央 東京大学, 大学院総合文化研究科, 助教 (50733036)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 代謝システム / ミクロ経済学 / 熱力学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最も重要な代謝システムである解糖系に対して、ミクロ経済学における消費者行動の理論で用いられる数式を適用することで、酸素があるにもかかわらずATP生産効率の悪い発酵を呼吸の代わりに用いるというガン細胞などで見られるワールブルク効果を、最適化問題として定式化し、従来提案されていたさまざまな仮説を一つの式に統合することができた。また、経済学におけるスルツキー分解を利用することで、細胞がワールブルク効果を示す場合、薬剤などで呼吸の効率を低下させると、効率が悪いはずの呼吸をより使うようになるという逆ワールブルク効果を必然的に示す、ということを見出した。この結果は、Bulletin in Mathematical Biology誌に"Microeconomics of Metabolism: The Warburg Effect as Giffen Behaviour"という題で出版された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
経済学を代謝系に適用することで代謝系の普遍的な性質を導くという研究の方針が正しいことを示たため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ワールブルク効果と逆ワールブルク効果の間で見られた関係を、他の代謝システムに一般化することで、栄養状況の変化に対する代謝応答と、薬剤添加などで代謝効率が下がった時の代謝応答の関係を、一般の代謝システムにおいて議論することを目指す。また、代謝挙動の急激な切り替えを、熱力学における相転移との数理的なアナロジーを用いて議論することを目指す。
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| Causes of Carryover |
コロナ禍において、会議などがオンライン開催になり、旅費を使用しなかったため。次年度以降に、研究結果を会議などで報告するための旅費として使用する予定である。
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