| 研究領域 | 翻訳後修飾によるシグナル伝達制御の分子基盤と疾患発症におけるその破綻 |
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| 研究課題/領域番号 |
23117520
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
行縄 直人 京都大学, 情報学研究科, 研究員 (90437517)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2013-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2012年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2011年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 生体生命情報学 / モデル化 / システム同定 / 細胞・組織 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は、単一細胞形態変化に関するデータ同化技術の開発、および、前年度までに開発したシミュレーションモデルのさらなる拡張のため、以下二点の研究開発を実施した。
1) 単一細胞形態変化に関するデータ同化技術の開発: 細胞形態の特徴と形態変化に寄与する分子の動態が定量的に結び付けられるかどうかを検証するため、前年度までに開発した細胞形態シミュレータの結果をもとに、細胞骨格の形態に関する特徴量の抽出を行った。具体的には、まず、細胞骨格形成に寄与するシグナル伝達経路の下流に存在し、F-actinの分岐または結束を直接制御する、Arp2/3、Fascinに着目し、これらの濃度について各種条件でシミュレーションを実施した。次いで、その結果生じた骨格の形状に関する、フィラメント平均長、分岐度、フィラメント密度、結束度などを含む特徴量の算出を行った。その結果、対象分子の濃度を軸としたパラメータ空間において、形態の大域的な変化が、各種特徴量と定量的に結び付けられることが示された。また、シミュレーションにより、形態変化に関する特徴量の時間的な変化を詳細に追うことができることも確かめた。
2) シミュレーションモデルの三次元化: 前年度までに開発した拡張アクチンフィラメントモデルを、これまでの2次元モデルから3次元モデルに拡張しC++言語にて実装した。また、膜モデルに関し、従来の2次元モデルからポリゴンメッシュに基づく3次元膜モデルに拡張した。膜モデルの3次元化に伴ない、形態最適化のためのエネルギー緩和における計算量が増大したため、一般的なクラスタ計算機に適した並列化実装を採用した。これにより、計算時間の短縮が可能である。最終的に、これらを統合動作させるコーディネータプログラムを用意し、3次元形態変化シミュレーションを可能とした。
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| 現在までの達成度 (段落) |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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