| 配分額 *注記 |
23,400千円 (直接経費: 18,000千円、間接経費: 5,400千円)
2014年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
2013年度: 11,700千円 (直接経費: 9,000千円、間接経費: 2,700千円)
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| 研究実績の概要 |
協同研究者の鈴木は、以前から、Lotka-Volterra (LV)方程式を基礎とし、振動システムの安定性についての数理モデルを研究しており、LVモデルの中にバランサーを加えることで平衡点が2点だったものが、無限数に増加することを見出していた（Suzuki Y., 21stDNA, Massachusetts, USA, Aug. 2015）。彼らは、このバランサーを加えたLVモデルが、フィードバック制御下で生産・消費を繰り返している生体内の物質やエネルギーの安定化にも応用されている機構であることを発表していた（Suzuki et al., eds. WSH 2011 and IWNC 2012, PICT 6, pp. 49-70, 2013）。
本研究は、鈴木の数理モデルを活用して、生物学的データの変動から、恒常性維持システムのバランサーとなっている要素の逆推定が可能ではないかという発想で行った。逆推定の計算システム開発には、和情報網の冨永氏の協力を得た。（Clustering Service: http://133.6.218.187:12123/）。本計算システムは無料のWebサービスとして公開しており、ユーザーは数万の要素からなる手持ちの時系列データから、相反するクラスタペアを抽出することができる。その後、相反クラスタの内容を調べることで、相反関係のバランサーとなっている候補要素を探索することが可能である。既に公開済みの遺伝子発現データを用いて、本Webサービスの評価を行ったところ、このアルゴリズムは、遺伝子発現パターンの負の相関関係に基づいて、特定の分子カスケードにおいて重要な役割を果たすバランサーを同定するために活用できることがわかった。システムのバランサーは、システム挙動の方向性を決定する要素であり、感染病の重症化や死亡を防ぐための有力な制御標的である。
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