ハイブリッドペトリネットによる多細胞動物形態形成の遺伝子発現制御ネットワーク表現

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 14015225
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 松野 浩嗣 山口大学, 理学部, 助教授 (10181744)
• 研究分担者: 村上 柳太郎 山口大学, 理学部, 助教授 (40182109)
• キーワード: ハイブリッドペトリネット / ショウジョウバエの形態形成 / バイオシミュレーション / XML / 遺伝子制御ネットワーク

研究概要

1.Delta-Notchシグナルシステムは、さまざまな多細胞動物の形態形成に大きな役割を果たしている。今回我々は、ショウジョウバエの後腸での境界セル形成におけるNotchの働きを実験的にDelta発現量を操作して調べ、さらに生命シミュレーションツールGenomic Object Netによるモデル化とシミュレーションも行った。Deltaの操作によって、境界セル形成が無秩序になる現象を何通りか観察し、同様な現象をシミュレーションによっても生成した。さらに、パラメータを変更してシミュレーションを行い、Delta-Notchシグナルシステムによる別の良く知られた現象である側方抑制も実現できた。このシミュレーションによって、2つの異なる形態形成の現象が、同一も遺伝子制御ネットワークによって作り出されることが説明できた。
2.分裂酵母の細胞周期のハイブリッド関数ペトリネットモデルを作成し、GON ver.1.0(試用版)を用いてシミュレーションを行った。分裂酵母では、DNAの障害を検出するためのチェックポイント機構を持っているが、この機構が有効に働いていることをシミュレーションによって検証した。
3.GONのHFPNモデルはXML形式で定義されている。一方、生命システムをXML形式で記述する言語してよく知られているものにSystems Biology Mark-up Language(SBML)が知られているが、GONのHFPNモデルをSBMLに変換するプログラムを作成した。この逆の変換プログラムを作成すれば、SBMLとGONのパスウエイファイルの相互乗り入れが可能になる。

研究成果

• [文献書誌] Hiroshi Matsuno, Ryutaro Murakami, Rie Yamane, Naoyuki Yamasaki, Sachie Fujita, Haruka Yoshimori, Satoru Miyano: "Boundary formation by Notch signaling in Drosophila multicellular systems: Experimental observations and a gene network modeling by Genomic Object Net"Proceedings of Pacific Symposium on Biocomputing 2003. 152-163 (2003)
• [文献書誌] 松野浩嗣, 宮野悟: "バイオシミュレーションツールGenomic Object Net〜生命システムをわかりやすくモデル化・視覚化できる〜"実験医学. 20・13. 1873-1878 (2002)
• [文献書誌] 土井淳, 田中由紀子, 長崎正朗, 青島均, 松野浩嗣, 宮野悟: "アポトーシスシグナル伝達経路のGenomic Object Netによるモデル化とシミュレーション"第16回回路とシステム(軽井沢)ワークショップ論文集. (採録決定). (2003)