大規模代謝反応ネットワークシステムの解析法の開発とその応用
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17J04007
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Life / Health / Medical informatics
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| Research Institution | Kyushu University |
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| Research Fellow |
桑門 温子 九州大学, 生物資源環境科学府, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 代謝反応ネットワーク / 感度解析 / BST / ネットワークチャート / 求根法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、前年度に開発した大規模代謝ネットワーク解析法とソフトウェアを完成させ、実際の細胞内代謝反応ネットワークシステムへ応用することを目的として、以下の4つの課題に取り組んだ。
第1の課題では、開発中の超高精度定常状態感度計算ソフトウェアiCOSMOSを完成するとともに、細胞内代謝反応ネットワークに適用し、定常状態感度解析を行った。このとき、iCOSMOSの計算精度と計算時間を評価するとともに、任意に作成した1000もの代謝物を含む直鎖状大規模代謝反応モデルに対しても、本ソフトが適用可能であることを確認した。
第2の課題では、iCOSMOSで計算される定常状態感度値等から、ネットワーク図を自動で描画するネットワークチャート作成ソフトウェアを完成させた。このとき、阻害反応などの影響もネットワーク図に示すことで、ネットワーク上での代謝物の流れを確認しながら、感度値の増減の理由を考察することが容易になった。
第3の課題では、本ソフトをiCOSMOSと共に代謝物数が13-40程度の様々な細胞内代謝反応ネットワークに適用し、ネットワーク図を描き定常状態感度解析を行った。感度値の3次元図とネットワーク図を合わせて用いれば、将来構築されるであろう、代謝物数が500程度の大規模代謝反応システムの数式モデルについても、感度値の変化が顕著な酵素反応を速やかに探しだし、その理由を容易に明らかにできるようになると期待される。
第4の課題では、当研究室で先に開発したSoftCADSにより計算される動的感度値を用いてネットワーク図を描き、その時間変化を動画にまとめるプログラムを作成した。本課題については引き続き検討を行う。
以上の研究により、代謝物の数が1000を超えるような大規模代謝反応ネットワークシステムの数式モデルに対しても、定常状態感度解析を精度よく効率良く行うことが可能になった。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(10 results)
