マルチカノニカル法による生命進化の普遍法則の探究

• 研究課題/領域番号: 23K03261
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分13010:数理物理および物性基礎関連
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 菊池 誠 大阪大学, サイバーメディアセンター, 教授 (50195210)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2026-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2023年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2025年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2023年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 進化 / 遺伝子制御ネットワーク / モンテカルロ法 / 変異に対する頑健性 / タンパク質

研究開始時の研究の概要

生命システムは進化によって機能を獲得するだけでなく、遺伝子変異に対する頑健性など様々な進化ならではの特性も獲得してきた。進化を研究する理論的手法は主に進化シミュレーションに限られてきたが、それだけでは進化の特殊性はわからない。申請者はマルチカノニカル法を用いて進化の特性を調べる手法を提案している。本研究ではこの手法を遺伝子制御ネットワーク(GRN)とタンパク質のモデルに適用する。特に、変異に対する頑健性の進化と表現型獲得の関係に着目する。具体的にはGRNでの多重安定性の出現と表現型拘束、タンパク質の天然構造と頑健性の関係を明らかにする。これにより生命システムの構築原理を理解することを目指す。