2015 Fiscal Year Annual Research Report
構造ロバスト性解析に基づく生体分子回路のボトムアップ設計論の構築
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26630195
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
井村 順一 東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (50252474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井上 正樹 慶應義塾大学, 理工学部, 助教 (80725680)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生体分子回路 / 分岐解析 / 合成生物学 / ロバスト性解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
所望の機能をもつ大規模生体分子回路のボトムアップ設計論を目指して，二つの研究課題，１）動的システムの接続によりロバスト性が強化される現象の解析と設計論への展開と，２）ロバスト性解析のための数値計算法の開発，に取り組んだ．以下に詳細を記す．
１）ある非線形動的システムをネットワーク接続したとき，接続前よりもロバスト性が強化される現象を発見し，現象の解析とシステムのクラスの一般化に取り組んだ．接続により性能を強化するという考え方は，従来の制御理論分野にある安定性を保存したり，あるいは，性能を劣化させないという考え方とは異なり，まったく新しい現象の捉え方であるといえる．一般の非線形動的システムに対する解析理論をもとに，生体分子回路の設計論に展開した．そして，細胞の分化を表現する生体分子回路を対象として，徐々に接続を繰り返すボトムアップ接続によりある細胞機能のロバスト性が強化されていくことを確認した．理論的な証明だけではなく，数値実験により現象を確認し有効性の検証をおこなった．
２）生体分子回路同士の接続を想定し，ロバスト性能の定量的な解析をおこなうための数値計算法を開発した．特に，回路モデルには複数平衡点とモデルの不確かさが存在することまで考慮している．そして，すべての平衡点について不確かさに依存した存在領域を見積もり，各点のロバスト性能を効率的に見積もる数値計算法を提案した．細胞の運命決定を表現するスイッチ回路の設計論に取り組み，数値実験の中で設計手順を提示した．
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Research Products
(3 results)
