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2014 年度 実績報告書

国際標準モデル表現言語に基づく次世代細胞シミュレーション基盤研究

計画研究

研究領域統合的多階層生体機能学領域の確立とその応用
研究課題/領域番号 22136003
研究機関沖縄科学技術大学院大学

研究代表者

北野 宏明  沖縄科学技術大学院大学, 統合オープンシステムユニット, 教授 (80500256)

研究期間 (年度) 2010-04-01 – 2015-03-31
キーワードシグナル伝達 / ゲノム / 情報工学 / シミュレーション工学 / 循環器
研究実績の概要

プロジェクト全体にわたるソフトウエアプラットフォームの研究開発が、当グループのミッションである。この目標を実現するために、多階層モデリングを可能とするソフトウエアプラットフォームであるPhysioDesignerの開発、CellDesignerの拡張として多様な化合物がネットワーク上で想定しているターゲット以外の分子と相互作用し、ネットワーク全体にどのような影響をあたるかを推定するソフトウエア、PhysioDesignerならびにCellDesignerのモデルをクラウド上で、高速シミュレーションするソフトウエアFLINT、さらには開発したモデルをプロジェクトで共有しより精度を上げるプロセスをサポートするソフトウエアPayaoならびにiPathways+などを開発してきた。今年度は、これらのソフトウエアをユーザの評価などを含めたフィードバックを反映させる形で強化を行った。さらに高精度ドッキングシミュレーションシステムは、実際の化合物を利用した実験結果との比較評価において、精度の高さを実証するなど、その成果の有用性が確認されつつある。

これらの一群のソフトウエアは、当プロジェクトで提唱する国際連携プロジェクトであるThe Garuda Allianceで提供されるGaruda API/Garuda Coreに準拠し、スムーズに連動する例を見ないソフトウエア群に仕上がっている。国内外の製薬会社、食品メーカー、化粧品メーカーから問い合わせが相次ぎ、一部は、試験的な導入を開始している。また、欧州の産学プロジェクトであるInnovative Medicine Initiative (IMI)などとの連携が進み、製薬プラットフォームとの連動が開始されている。今後、より機能の拡充、使いやすさの向上、さらなる連動性の向上などを進めていく。

現在までの達成度 (段落)

26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

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (46件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件、 謝辞記載あり 1件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (26件) (うち招待講演 11件) 図書 (2件) 備考 (3件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Oscillation of cAMP and Ca2+ in cardiac myocytes: a systems biology approach2015

    • 著者名/発表者名
      Kamide T, Okumura S, Ghosh S, Shinoda Y, Mototani Y, Ohnuki Y, Jin H, Cai W, Suita K, Sato I, Umemura M, Fujita T, Yokoyama U, Sato M, Furutani K, Kitano H, Ishikawa Y.
    • 雑誌名

      The Journal of Physiological Sciences

      巻: 65 (2) ページ: 195-200

    • DOI

      10.1007/s12576-014-0354-3

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] システム制御学のもたらす変革~人間の認知限界を突破するために~2015

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 33 ページ: 100-108

    • 査読あり
  • [雑誌論文] システムバイオロジー研究のためのソフトウェア・プラットフォームの動向2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 安部武志, 松岡由紀子, Samik Ghosh, 北野宏明
    • 雑誌名

      Drug Delivery System

      巻: 29 ページ: 386-396

    • DOI

      10.2745/dds.29.386

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 生物学者のためのシステムサイエンス入門(第6回)2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 雑誌名

      QIAGEN eyes

      巻: 11 ページ: 7-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 情報プラットフォームと人工知能の登場2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 2981-2988

    • 査読あり
  • [雑誌論文] モデル構築におけるロバストネスとノイズ2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 2302-2311

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 生物学者のためのシステムサイエンス入門(第5回)2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 雑誌名

      QIAGEN eyes

      巻: 10 ページ: 7-9

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 役立つモデルを作るのに必要なこと2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 1797-1802

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 腫瘍内遺伝的多様性の数理2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 雑誌名

      SURGERY FRONTIER

      巻: 21 ページ: 72- 74

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiome.jp におけるモデルデータベースとモデリング・シミュレーションプラットフォームとの連携2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 野村泰伸, 北野宏明
    • 雑誌名

      計測と制御

      巻: 53 ページ: 426-431

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Versatile Platform for Multilevel Modeling of Physiological Systems: SBML-PHML Hybrid Modeling and Simulation2014

    • 著者名/発表者名
      Asai, Y., T. Abe, H. Oka, M. Okita, K. Hagihara, S. Ghosh, Y. Matsuoka, Y. Kurachi, T. Nomura and H. Kitano.
    • 雑誌名

      Advanced Biomedical Engineering

      巻: 3 ページ: 50-58

    • DOI

      10.14326/abe.3.50

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] システムバイオロジーをオープニング・ゲームに使う~細胞老化研究の事例2014

    • 著者名/発表者名
      11.北野宏明
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 32 ページ: 1288-1294

    • 査読あり
  • [学会発表] The Day AI Wins Nobel Prize: Toward Advanced Intelligence that Transforms the Way We do Biomedical Research2015

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      MIME-FIT Workshop: Challenges and Future Directions in Systems Medicine and Health ICT
    • 発表場所
      Clayton Campus, Monash University, Australia
    • 年月日
      2015-03-19
    • 招待講演
  • [学会発表] The Day AI Wins Nobel Prize: Toward Advanced Intelligence that Transforms the Way We do Biomedical Research2015

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      2015 Hunter Meeting
    • 発表場所
      Crown Plaza Hunter Valley, Lovedale, Australia
    • 年月日
      2015-03-17
    • 招待講演
  • [学会発表] Disruptive Innovation in Computational Platform for Systems Biology2015

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Area “HD-Physiology” The Final HD-Physiology Report Meeting
    • 発表場所
      Osaka University Nakanoshima Center
    • 年月日
      2015-03-06
    • 招待講演
  • [学会発表] PhysioDesigner 1.2 (poster)2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Asai, Takeshi Abe and Hiroaki Kitano
    • 学会等名
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Area “HD-Physiology” The Final HD-Physiology Report Meeting
    • 発表場所
      Osaka University Nakanoshima Center
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-06
  • [学会発表] Flint and Flint K3: Simulations of Biophysiological models (poster)2015

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Abe, Yoshiyuki Asai, Masao Okita, Miho Nagai, Ken-ichi Hagihara and Hiroaki Kitano.
    • 学会等名
      Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Area “HD-Physiology” The Final HD-Physiology Report Meeting
    • 発表場所
      Osaka University Nakanoshima Center
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-06
  • [学会発表] Combining machine learning systems and multiple docking simulations for network pharmacology (poster)2015

    • 著者名/発表者名
      Kun-Yi Hsin, Yukiko Matsuoka, Samik Ghosh and Hiroaki Kitano.
    • 学会等名
      High Definition Physiology symposium
    • 発表場所
      Osaka University Nakanoshima Center
    • 年月日
      2015-03-04 – 2015-03-05
  • [学会発表] The day AI wins Nobel Prize2015

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      AAAI Workshop on “Beyond the Turing Test”
    • 発表場所
      Hyatt Regency in Austin, Texas, USA
    • 年月日
      2015-01-25
    • 招待講演
  • [学会発表] In-silico approach in assessing anti-influenza agents and their targets using comprehensive pathway map (FluMap) (poster)2015

    • 著者名/発表者名
      Kun-Yi Hsin, Yukiko Matsuoka and Hiroaki Kitano.
    • 学会等名
      4th Negative Strand Virus-Japan
    • 発表場所
      Raguna Garden Hotel, Ginowan, Okinawa
    • 年月日
      2015-01-19
  • [学会発表] PhysioDesignerによる多階層モデリング2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 北野宏明
    • 学会等名
      ネットワークが創発する知能研究会」・「データ指向構成マイニングとシミュレーション研究会」合同秋合宿2014
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学 (沖縄県恩納村)
    • 年月日
      2014-12-16
  • [学会発表] Galaxyを迅速に活用するための仮想環境の構築 (poster)2014

    • 著者名/発表者名
      芦崎晃一, 山中遼, 大田達郎, 油谷浩幸, 北野宏明
    • 学会等名
      第37回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2014-11-27
  • [学会発表] Garuda Platform: An integrated software solution for data-driven medical sciences2014

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      World Health Summit 2014
    • 発表場所
      Federal Foreign Office, Berlin, Germany
    • 年月日
      2014-10-20
    • 招待講演
  • [学会発表] A framework for simulation of neural network models driven by experimental spike timing data2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiyuki Asai, Hiroaki Kitano and Alessandro E.P. Villa.
    • 学会等名
      Neural Coding 2014
    • 発表場所
      Versailles Cedex, France
    • 年月日
      2014-10-07
  • [学会発表] Development of multilevel neural network modeling integrating spike train data on PhysioDesigner2014

    • 著者名/発表者名
      Asai, Y., Abe, T., Li, L., Oka, H., Kurachi, Y. and Kitano, H.
    • 学会等名
      Advances in Neuroinformatics 2014 (AINI2014)
    • 発表場所
      RIKEN, Wako, Saitama, Japan
    • 年月日
      2014-09-25
  • [学会発表] Systems Biology and Applications2014

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      ICSB 2014
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre
    • 年月日
      2014-09-16
    • 招待講演
  • [学会発表] Systems Drug Discovery and Software Platform2014

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      ICSB 2014
    • 発表場所
      Melbourne Convention and Exhibition Centre
    • 年月日
      2014-09-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Using molecular simulations for network pharmacology (poster)2014

    • 著者名/発表者名
      Hsin, KY., Ghosh, S. and Kitano, H
    • 学会等名
      EuroQSAR 2014-20th European Symposium
    • 発表場所
      St. Petersburg, Russia
    • 年月日
      2014-09-14
  • [学会発表] Interoperability between multilevel modeling platform PhysioDesigner and with databases in Physiome.jp and Dynamic Brain Platform through Garuda platform (poster)2014

    • 著者名/発表者名
      Asai, Y., Kuwae, K., Li, L., Kitano, H., Wagatsuma, H. and Yamaguchi, Y.
    • 学会等名
      Neuroinformatics2014
    • 発表場所
      Leiden, Netherlands
    • 年月日
      2014-08-26
  • [学会発表] Fly to the future of biology2014

    • 著者名/発表者名
      Ghosh, S. and Kitano, H
    • 学会等名
      ISMB 2014
    • 発表場所
      John B. Hynes Memorial Convention Center, Boston, USA
    • 年月日
      2014-07-14
  • [学会発表] システム毒性学の戦略とプラットフォーム技術2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 学会等名
      第41回日本毒性学会学術年会 シンポジウム:毒性オミクス-遺伝子発現ネットワークを標的とした、治療、毒性、及びそれらの評価の新動向-
    • 発表場所
      神戸コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-07-02
    • 招待講演
  • [学会発表] Physiome.jpのモデルデータベースならびにツール連携の開発2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 安部武志, Li, L., 岡秀樹, 野村泰伸, 北野宏明
    • 学会等名
      第53回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-06-26
  • [学会発表] PhysioDesignerによる多階層生体機能モデリングサポート技術の進展2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 安部武志, Li, Li, 岡秀樹, 倉智嘉久, 北野宏明
    • 学会等名
      第53回日本生体医工学会大会
    • 発表場所
      仙台国際センター (宮城県仙台市)
    • 年月日
      2014-06-25
  • [学会発表] 多階層生体機能学のさらなる発展2014

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 学会等名
      多階層生体機能学シンポジウム
    • 発表場所
      ナレッジキャピタルコングレコンベンションセンター (大阪府)
    • 年月日
      2014-06-14
    • 招待講演
  • [学会発表] フィジオームを指向した階層的モデリング/シミュレーション基盤2014

    • 著者名/発表者名
      浅井義之, 安部武志 , 北野宏明
    • 学会等名
      公益社団法人 日本薬剤学会第29年会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティビル (埼玉県)
    • 年月日
      2014-05-22
    • 招待講演
  • [学会発表] The 2nd PhysioDesigner tutorial2014

    • 著者名/発表者名
      Asai, Y., T. Abe, L. Li and H. Kitano
    • 学会等名
      The 2nd PhysioDesigner tutorial
    • 発表場所
      Osaka University Nakanoshima center, Osaka, Japan
    • 年月日
      2014-04-25
  • [学会発表] Multiscale disease systems modelling2014

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      7th Noordwijkerhout Symposium on Pharmacokinetics, Pharmacodynamics and Systems Pharmacology: “SYSTEMS PHARMACOLOGY IN DRUG DISCOVERY AND DEVELOPMENT”
    • 発表場所
      NH Conference Centre Leeuwenhorst, Noordwijkerhout, the Netherlands
    • 年月日
      2014-04-24
    • 招待講演
  • [学会発表] Frontiers of Systems Biology and Software Platform2014

    • 著者名/発表者名
      Kitano, H.
    • 学会等名
      Seminar at L’OREAL Research & Innovation
    • 発表場所
      L’OREAL Research & Innovation, Aulnay-sous-Bois, France.
    • 年月日
      2014-04-22
  • [図書] Dr.北野のゼロから始めるシステムバイオロジー2015

    • 著者名/発表者名
      北野宏明
    • 総ページ数
      191
    • 出版者
      羊土社
  • [図書] Modeling and Simulation Using CellDesigner. Transcription Factor Regulatory Networks. Methods in Molecular Biology2014

    • 著者名/発表者名
      Matsuoka, Y., A. Funahashi, S. Ghosh and H. Kitano
    • 総ページ数
      25 (121-145)
    • 出版者
      Springer
  • [備考] HD-Physiology Project

    • URL

      http://hd-physiology.jp

  • [備考] PhysioDesigner

    • URL

      http://www.physiodesigner.org

  • [備考] Flint

    • URL

      http://www.physiodesigner.org/simulation/flint/index.html

  • [産業財産権] INTERACTION PREDICTION DEVICE, INTERACTION PREDICTION METHOD AND PROGRAM2014

    • 発明者名
      Hiroaki Kitano 他
    • 権利者名
      OIST, SBI
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      PCT/JP2013/066323
    • 出願年月日
      2014-06-13
    • 外国
  • [産業財産権] ソーシャルネットワークインターフェイスを使用した汎用シミュレーションシステム2014

    • 発明者名
      浅井義之 他
    • 権利者名
      OIST, SBI
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2014-560177
    • 出願年月日
      2014-12-15
  • [産業財産権] ネットワークモデル統合装置、ネットワークモデル統合システム、ネットワークモデル統合方法、および、プログラム2013

    • 発明者名
      北野宏明, 松岡由希子, Samik Ghosh
    • 権利者名
      OIST, SBI
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特許第5639237号、特願2013-159876
    • 出願年月日
      2013-07-31
    • 取得年月日
      2014-10-31

URL: 

公開日: 2016-06-01  

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