生化学ネットワーク記述計算言語の意味論-局所性と因果律の解明-

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25400195
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 浜野 正浩 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 研究員 (50313705)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: rule based modelling / kappa 計算 / 化学マスター方程式 / 化学反応ネットワーク / 確率プロセス計算

Research Abstract

研究テーマのひとつ"kappa計算の意味論としての化学マスター方程式"に取り組んだ。化学反応で知られている非決定論的な確率離散モデルであり、時間発展を定式化する化学マスター方程式を、stochasticなプロセス計算の意味論として再構成・定式化することを試みている。今年度は、具体例として、ヌクレオチドや核酸の間のリン酸結合や水素結合やWatson-Crick相補性を基本単位とする確率的な相互作用をからなる"RNA 分子折りたたみ構造"のためのパスウェーをkappa計算によりモデリングをした。この計算言語の記述によって規定される時間発展を与える化学マスター方程式を意味論として構成している。特に１次化学反応からなるこのパスウェーの方程式が定める平均、分散が、反応速度からなる行列の固有値で特徴づけられいることを確かめている。生化学的にコンパクトな折りたたみ構造の遷移状態の計算論的根拠を、構成された意味論のある不変性で特徴付けるため、rule refinement/abstractionの対をモデルの中での随伴性によって捉えようと準備中である。このために今後必要な展開として、このパスウェーを構成するネットワークトポロジーから定性的性質を抽出できるFeinbergの化学反応ネットワーク理論を組み込むことが手掛かりになるであろう。このためには、化学反応のもう１つのモデルである決定論的な連続反応速度方程式意味論との関連を、この具体的パスウェーの中で明らかにする必要がある。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

十分なエプォートがとれなかった。
成果発表や論文投稿準備が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

研究実績を完成、投稿するために、化学反応ネットワークを用いた不変量、不変性質の研究を進める。
さらに発展的課題としてrule redfinement/abstractionの双対性をより抽象的に捉える手法を構築する。
また具体例を通じて今年度明らかになってきたkappa計算言語のcompact性とagilityを足がかりに、研究テーマ"stochasticな因果律(causality)"を始める。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

計画していた設備備品(PC)を購入しなかったため。
計画していた旅費を執行できなかったため。
現在投稿準備中の国際会議発表に当てる。さらにそれを利用して、関連研究者との研究打ち合わせを行う。