2012 Fiscal Year Research-status Report
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23654147
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
笹井 理生 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30178628)
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| Keywords | 国際情報交流アメリカ / 遺伝子ネットワーク / ES細胞 / 揺らぎ |
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| Research Abstract |
ES細胞の多能性を維持するためのコア遺伝子と、分化を促進する遺伝子を組み合わせた複合ネットワークのモデルを構築した。24年度は，このモデルの確率的振る舞いをGillespieアルゴリズムを用いてシミュレートし、Nanog遺伝子の遅いスイッチングがES細胞の大きな揺らぎを説明することを示した。また、Oct4の発現を抑えたときに分化の方向が明確に変わる実験結果を、Nanog遺伝子の遅いスイッチングがあるときにのみ再現できることを示し、ES細胞の大きな揺らぎに、分化方向決定を明瞭にする効果があることを示した。また、これらの結果をエピジェネティックランドスケープによって定量的に表現することに成功した。
さらに，ニューヨーク州立大学のJin Wang教授と協力し，コアネットワークの確率シミュレーションの結果から見通しのよい統計量を抽出し，その物理法則を議論するための有力な方法論を構築した。
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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
遺伝子ネットワークの確率シミュレーションを行うことにより、遺伝子スイッチ過程における時間スケールの違いが現象を説明する鍵となることを示し、遺伝子ネットワーク理論に進展をもたらした。また、エピジェネティックランドスケープを定量的に計算することに成功し、実験データの解釈や実験の設計のために理論の果たす役割を拡大させた。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度までに構築された遺伝子ネットワークモデルと理論的方法を用い、さらにES細胞の多彩な振る舞いの研究を行う。とくに、遺伝子発現量を制御したときに揺らぎの大きさや性格が変る可能性を分析する。また、24年度までに考えた以外の分化系譜を記述するために、モデルの拡張を試す。
また、Jin Wang教授との共同研究を発展させ、遺伝子スイッチの統計力学理論を複数スイッチからなるES細胞ネットワークに適用する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
24年度に予定していた研究成果の論文出版（現在、投稿中）が25年度に延期されたため、論文出版費用として当初見込んでいた費用は、25年度に繰り越して使用する。
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