| 研究領域 | 動的・多要素な生体分子ネットワークを理解するための合成生物学の基盤構築 |
|---|
| 研究課題/領域番号 |
26119716
|
|---|
| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 審査区分 |
複合領域
|
|---|
| 研究機関 | 九州工業大学 |
|---|
研究代表者 |
倉田 博之 九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 教授 (90251371)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2015年度)
|
| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2014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 | 確率モデル / 相互活性化モデル / 相互抑制モデル / Fokker-Planck / Gillespie / 生体生命情報学 / シミュレーション / 生体分子ネットワーク |
|---|
| 研究実績の概要 |
細胞中における数が少なく、動力学的性質がゆらぐタンパク質や遺伝子が相互作用する生体分子ネットワークの挙動は、ノイズの影響を強く受ける。本研究では、固有ノイズや外来ノイズが生み出す生体分子ネットワークの確率的挙動が、遺伝子発現の時間的変化や細胞集団全体の遺伝子発現分布に与える影響を解析した。ノイズが基本ネットワークの生物機能（ダイナミクス）に与える影響をFokker-Planckの方程式を用いた理論解析とGillespieの確率シミュレーションを用いて解析した。決定論的モデルからは見えてこないノイズに関する生物特有の設計原理を解明した。
２遺伝子間の相互抑制ネットワークと相互活性化ネットワークの決定論的挙動と確率的挙動を解析した。決定論的モデルでは双安定性を示さない相互抑制ネットワークに、ノイズを付与すると、双峰性の遺伝子発現分布が現れた。決定論的モデルは、双安定性を与える正のフィードバックループ構造をもつ相互抑制ネットワークによって、メモリー機能を容易に作ることができた。しかし、確率的モデルでは、メモリー機能を実現するために負のフィードバックループを追加してロバストネスを向上させる仕組みが必要であった。
以上をふまえて、ノイズが引き起こす確率的挙動を考慮した実用的細胞合成技術を提案した。
|
| 現在までの達成度 (段落) |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| 今後の研究の推進方策 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
|
