2013 Fiscal Year Research-status Report
| Project/Area Number |
25870171
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
長谷川 禎彦 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 講師 (20512354)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | 概日時計 / 確率過程 / 力学系 |
|---|
| Research Abstract |
本研究は，非定常な環境における遺伝子発現系の影響を，統計的手法によって明らかにするものである．生命システムにおいてはゆらぎの影響は不可避なものであるため，長い進化の過程でゆらぎに対する耐性や，ゆらぎを利用する機構を獲得してきたと考えられる．平成25年度の研究では，概日時計におけるゆらぎの影響を解析し，概日時計がゆらぎのある環境下でどのようなメカニズムによって，正確に時間を刻むことが出来るかを明らかにした．概日時計は正確に時間を刻む必要があると同時に，外界の光信号（周期的な太陽光）に同期する必要がある．高い時間的正確さのためには外界の刺激に応答してはならないが，そのような概日時計は周期刺激に同期することが出来ない．正確さと同期能力はトレードオフな関係なため，それらを同時に満たすことは容易ではない．筆者は，確率過程と力学系の手法を組み合わせることで最適な概日時計の設計原理を明らかとし，概日時計のdead zoneとよばれる光刺激に応答しない時間領域が正確さと同期能力の最適性に必要であることを初めて明らかとした．この成果を査読付き論文誌（Journal of the Royal Society Interface）に発表した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
平成25年度の研究計画では，非定常な現象である生体の振動現象を非線形物理の手法を用いて解析し，生体振動現象の理解を深めることが目的であった．この研究計画に従い，平成25年度の研究では，体内リズムの一つである概日時計において，正確に時間を刻む能力と外界信号への同期能力に注目し，最適な概日時計の設計原理を数理的に解析した．平成25年度の研究成果によって，概日時計がどのような進化的淘汰圧のもとで獲得されたのかが，非常にシンプルな物理モデルによって説明することが可能となった．特に，今まであまり注目されてこなかったdead zone（光刺激によって時間が進みも遅れもしない時間領域）の意味を初めて説明することに成功し，学会において非常に高いを評価を受けた．現在，概日時計の分子メカニズムの最適性についても時計の正確さと外界の周期信号への同期という観点から解析を行っている．概日時計は複数の光信号パスウェイを持っていることが知られているが，その複数パスウェイがどのように協調することで最適な同期を行うことが出来るかを，数理的な方法によって解析を行っている．
|
| Strategy for Future Research Activity |
概日時計の最新の研究動向を調査し，今までの研究成果を発表するために学会に参加する予定であり，その予算を使用予定である．現在執筆中の論文について，英文校正代が必要である，また採録された場合は投稿料として予算を使用する予定である．数値計算に用いるソフトウェアを最新のバージョンにし，GPUなどの計算ハードウェアを追加で購入する予定である．
|
| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
平成26年3月より現職（東京大学大学院・情報理工学系研究科・電子情報学専攻・講師）に着任することが決まっていた．平成26年度からの新しい環境において多くの予算が必要になる可能性を考え，平成25年度における予算の使用を控えていた．具体的には，論文の英文校正費や論文投稿料を，共同研究者（論文の共同執筆者）の予算で支払うなどした．そのため次年度使用額が生じた．
新しい環境での計算機環境の整備を行っている．また，新しい論文の英文校正費や投稿料に予算を用いる予定である．
|
