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2008 年度 実績報告書

インシリコ生命ネットワーク構築のための遺伝子ネットワーク推定とシミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 17017008
研究機関東京大学

研究代表者

宮野 悟  東京大学, 医科学研究所, 教授 (50128104)

研究分担者 松野 浩嗣  山口大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (10181744)
井元 清哉  東京大学, 医科学研究所, 准教授 (10345027)
長崎 正朗  東京大学, 医科学研究所, 助教 (90396862)
キーワード遺伝子ネットワーク / マイクロアレイ / パスウェイモデリング / タンパク質相互作用 / シミュレーション
研究概要

ベクトル自己回帰モデルを用いると, パラメータ数が観測時点数よりも大きくなるため解の不定性の問題が起こるが、この問題を, 次元圧縮を考慮した状態空間モデルから次元制約つきの自己回帰過程を導出することで克服し大規模な遺伝子ネットワーク推定を実現した.また, 状態空間モデルに基づいた統計的モデルを構築し, 生物的/技術的リプリケートをうまく使えるようにし, それに基づいた遺伝子ネットワーク推定のアルゴリズムを提案した.さらに, LI正則化ノンパラメトリックベクトル自己回帰モデルによる遺伝子ネットワーク推定手法を開発し, 基底関数の数に比例してパラメータが増加するという問題を解決した.半順序制約を用いたベイジアンネットワークの構造学習アルゴリズムeKNアルゴリズムを開発した.
Gell System Ontelogyに基づいて記述された動的パスウェイを妥当なものであるかを検証するための方式を開発した.これにより, 動的パスウェイに対して, オントロジーを用いた論理推論などの知識処理の枠組みを構築した.また, TRANSPATHからGSML形式に変換する方式を開発した.さらに, 大きなサイズのパスウェイを高速にレイアウトするsweep calculation法というアルゴリズムを開発した.
外部からの光がサーカディアンリズムに与える影響を, マウスの5つの時計遺伝子からなるモデルをハイブリッド関数ペトリネットで構築し, シミュレーション解析により, これら5つの時計遺伝子からなるフィードバックループ機構が光による時刻依存的な位相シフトを起こさせていることを見出した.また, リカレントニューラルネットワークによる細胞内反応経路の脆弱・頑健部位の推定法を開発した.

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 その他

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Statistical inference of transcriptional module-based gene networks from time course gene expression profiles by using state space models2008

    • 著者名/発表者名
      Hirose, O., Yoshida, R., Imoto, S. Yamaguchi, R. Higuchi, T., Charnock Jones, D. S. Print, C. Miyano, S.
    • 雑誌名

      Bioinformatics 24(7)

      ページ: 932-942

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Analyzing time course gene expression data with biological and technical replicates to estimate gene networks by state space models2008

    • 著者名/発表者名
      Hirose, O., Yoshida, R., Yamaguchi, R. Imoto, S. Higuchi, T., Miyano, S.
    • 雑誌名

      Proc. 2nd Asia International Conference on Modelling & Simulation 2

      ページ: 940-946

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of nonlinear gene regulatory networks via Ll regularized NVAR from time series gene expression data2008

    • 著者名/発表者名
      Kojima, K., Fujita, A., Shi mamura, T., Imoto, S. Miyano, S.
    • 雑誌名

      Genome Informatics 20

      ページ: 357-360

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Partial, order-based Bayesian network learning algorithm for estimating gene networks2008

    • 著者名/発表者名
      Numata, K. Imoto, S. , Miyano, S.
    • 雑誌名

      Proc. IEEE Bioinformatics and Biomedicine 2008

      ページ: 357-360

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rule-based reasoning for system dynamics in cell systems2008

    • 著者名/発表者名
      Jeong, E. Nagasaki, M., MiYano, S.
    • 雑誌名

      Genome Informatics 20

      ページ: 25-36

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Fast grid layout algorithm for biological networks with sweep calculation2008

    • 著者名/発表者名
      Kojima, K. , Nagasaki, M., Miyano, S.
    • 雑誌名

      Bioinformatics 24(12)

      ページ: 1433-1441

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Systematic reconstruction of TRANSPATH data into Cell System Markup Language2008

    • 著者名/発表者名
      Nagasaki, M., Saito, A., Chen, L. , Jeong, E. , Miyano, S.
    • 雑誌名

      BMS Systems Biology 2

      ページ: Online No. 53

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Simulation analysis for the effect of light-dark cycle on the entrainment in circadian rhythm2008

    • 著者名/発表者名
      Mito, N. Ikegami, Y. Matsuno, H., Miyano, S. Inouye S.T.
    • 雑誌名

      Genome Informatics 21

      ページ: 212-223

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of fragile points for robustness checking of cell systems2008

    • 著者名/発表者名
      Kitakaze, H. Kanda, M. Nakatsuka, H., Ikeda, N. Matsunn. Mivsnn. S.
    • 雑誌名

      lEICE TRANSACTIONS on Information and Systems D J91-D(9)

      ページ: 2404-2417

    • 査読あり
  • [学会発表] Computational Platform for Systems Biology2008

    • 著者名/発表者名
      Miyano, S.
    • 学会等名
      BIOINFO 2008
    • 発表場所
      Chungbuk National Univ ersity, Korea
    • 年月日
      2008-11-13
  • [学会発表] Cell System Markup Language and Cell Illustrator for Systems Biology Computational Platform2008

    • 著者名/発表者名
      Miyano, S.
    • 学会等名
      Formal Methods in Systems Biology Workshop
    • 発表場所
      Microsoft Research Cam bridge, UK
    • 年月日
      2008-06-04
  • [備考]

    • URL

      http://www.csml.org/

URL: 

公開日: 2010-06-11   更新日: 2016-04-21  

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