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ウェットGAの分子実現に基づく高度並列型進化計算理論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 23300084
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 感性情報学・ソフトコンピューティング
研究機関東京工業大学

研究代表者

山村 雅幸  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 教授 (00220442)

連携研究者 坂本 健作  独立行政法人理化学研究所, チームリーダー (50240685)
染谷 博司  東海大学, 情報理工学部, 講師 (00333518)
小宮 健  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (20396790)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
20,410千円 (直接経費: 15,700千円、間接経費: 4,710千円)
2013年度: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2012年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2011年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
キーワードウェットGA / 進化計算 / タンパク質工学 / 最適化 / 高度並列GA / ウェットGA / 高度並列GA
研究概要

生命にアイデアを得た進化計算の応用を通じて培われた探索戦略を分子上に実装したウェットGA を提案し、タンパク質tyrRS の基質改変をテストベッドとして、12 世代の理想的な集団分布の推移を実現した。適応度地形の特徴をモデル化し、探索が1つの局所解からはじめられる進化計算の効果的な世代交代モデルに従って実際に進化させた。各世代の変異体のシーケンスを全解読し、変異の蓄積分布を分析した。並列度の高い計算機アーキテクチャーを前提とした新しい進化計算の理論を考案した。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Striking a Mean- and Parent-centric Balance in Real-valued Crossover Operators2013

    • 著者名/発表者名
      染谷博司
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Evolutionary Computation

      巻: 17 号: 6 ページ: 737-754

    • DOI

      10.1109/tevc.2012.2200255

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] General applicability of synthetic gene-overexpression for cell-type ratio control via reprogramming2013

    • 著者名/発表者名
      K. Ishimatsu
    • 雑誌名

      ACS Synthetic Biology

      巻: - 号: 9 ページ: 638-644

    • DOI

      10.1021/sb400102w

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Design and Control of Synthetic Biological Systems2013

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Sekine
    • 雑誌名

      Natural Computing and Beyond

      巻: 6 ページ: 104-114

    • DOI

      10.1007/978-4-431-54394-7_9

    • ISBN
      9784431543930, 9784431543947
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書 2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 周波数特性を用いた振動する人工遺伝子回路の自動設計2013

    • 著者名/発表者名
      林孝文
    • 雑誌名

      計測自動制御学会第40回知能システムシンポジウム資料集

      巻: - ページ: 211-216

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2012 実績報告書 2011 実績報告書
  • [雑誌論文] 人為的なコドン再定義から考える遺伝暗号の進化2013

    • 著者名/発表者名
      坂本 健作
    • 雑誌名

      第15回日本RNA学会 講演論文集

      巻: S-8

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [雑誌論文] T unability of the ratio of cell states after the synthetic diversification by the diversity generator2012

    • 著者名/発表者名
      関根 亮二, 山村 雅幸, 萩谷 昌巳, 木賀 大介
    • 雑誌名

      Communicative and Integrative Biology

      巻: 5巻 号: 4 ページ: 393-394

    • DOI

      10.4161/cib.20310

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 細胞の初期状態に依存しない多様化を実現する人工遺伝子回路の設計戦略2012

    • 著者名/発表者名
      関根 亮二, 木賀 大介, 山村 雅幸
    • 雑誌名

      CBIジャーナル

      巻: 12 号: 0 ページ: 39-49

    • DOI

      10.1273/cbij.12.39

    • NAID

      130004138125

    • ISSN
      1347-0442, 1347-6297
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Design strategy for an initial state-independent diversity generator2012

    • 著者名/発表者名
      Ryoji Sekine
    • 雑誌名

      Chem-Bio Informatics Journal

      巻: vol. 12 ページ: 39-49

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tunable synthetic phenotypic diversification on Waddington's landscape through autonomous signaling2011

    • 著者名/発表者名
      Sekine, R., Yamamura, M., Ayukawa, S., Ishimatsu, K., Akama, S., Takinoue, M., Hagiya, M., Kiga, D.
    • 雑誌名

      Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.

      巻: 108 号: 44 ページ: 17969-17973

    • DOI

      10.1073/pnas.1105901108

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 人為的なコドン再定義から考える遺伝暗号の進化2013

    • 著者名/発表者名
      坂本 健作, 向井 崇人, 大竹 和正, 染谷 博司
    • 学会等名
      第15回日本RNA学会
    • 発表場所
      愛媛県・県民文化会館・ひめぎんホール
    • 年月日
      2013-07-25
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 周波数特性を用いた振動する人工遺伝子回路の自動設計2013

    • 著者名/発表者名
      林 孝文, 山村 雅幸
    • 学会等名
      計測自動制御学会 第40回知能システムシンポジウム
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学 松ヶ崎キャンパス
    • 年月日
      2013-03-15
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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