生物情報ネットワークの構造および動的挙動の数理解析

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17017019
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 阿久津 達也 京都大学, 化学研究所, 教授 (90261859)
• 研究分担者: 五斗 進 京都大学, 化学研究所, 准教授 (40263149) ; 望月 敦史 理化学研究所, 望月理論生物学研究室, 主任研究員 (10304726) ; 時田 恵一郎 大阪大学, サーバーメディアセンター, 准教授 (00263195)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 遺伝子ネットワーク / 代謝ネットワーク / タンパク質相互作用 / スケールフリーネットワーク / タンパク質ドメイン / 遺伝子発現 / 大規模進化動力学モデル

研究概要

本研究では遺伝子ネットワーク、代謝ネットワーク、タンパク質相互作用ネットワークなどを対象に数理的観点から研究を行い、タンパク質進化のドメインに基づく数理モデルの構築およびドメイン組合せに基づくデータベース解析、ネットワーク構造と力学挙動の関係の一般的理論構築、大規模進化動力学モデルに対する統計力学的解析などの成果を得るとともに、ネットワーク解析のための各種ツールを開発・公開した。

研究成果

• [雑誌論文] Emergence of scale-free distribution in protein-protein interaction networks based on random selection of interacting domain pairs (2009)
  • 著者名/発表者名: Nacher, J.C., Hayashida, M., Akutsu, T.
  • 雑誌名: Bio Systems 95 ページ: 155-159
• [雑誌論文] Systems biology approaches and tools for investigating cardiovascular disease (2009)
  • 著者名/発表者名: Wheelock, C.E., Wheelock, A.M., Kawashima, S., Diez, D., Kanehisa, M., van Erk, M., Kleemann, R., Haeggstrom, J.Z., Goto, S.
  • 雑誌名: Molecular Biosystems 5 ページ: 588-602
• [雑誌論文] Steepness of thermal gradient is essential to obtain a unified view of thermotaxis in C.elegans (2009)
  • 著者名/発表者名: Nakazato, K., Mochizuki, A.
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 260 ページ: 56-65
• [雑誌論文] Structure of regulatory networks and diversity of gene expression patterns (2008)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, A.
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 250 ページ: 307-321
• [雑誌論文] Rank abundance relations in evolutionary dynamics of random replicators (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, Y., Galla, T., Tokita, K.
  • 雑誌名: Physical Review E 78 ページ: 031924
• [雑誌論文] Control of Boolean networks: hardness results and algorithms for tree structured networks (2007)
  • 著者名/発表者名: Akutsu, T., Hayashida, M., Ching, W-K., Ng, M.K.
  • 雑誌名: Journal of Theoretical Biology 24 ページ: 670-679
• [雑誌論文] Prediction of missing enzyme genes in bacterial metabolic network : A reconstruction of lysine degradation pathway of Pseudomonas aeruginosa (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamanishi, Y., Mihara, H., Osaki, M., Muramatsu, H., Esaki, N., Sato, T., Hizukuri, Y., Goto, S., Kanehisa, M.
  • 雑誌名: FEBS Journal 274 ページ: 2262-2273
• [雑誌論文] Transient and steady state of mass-conserved reaction-diffusion systems (2007)
  • 著者名/発表者名: Ishihara, S., Otsuji, M., Mochizuki, A.
  • 雑誌名: Physical Review E 75 ページ: 015203
• [雑誌論文] Statistical mechanics and stability of a random eco-system (2007)
  • 著者名/発表者名: Yoshino, Y., Galla, T., Tokita, K.
  • 雑誌名: Journal of Statistical Mechanics P09003
• [雑誌論文] Protein domain networks : scale-free mixing of positive and negative exponents (2006)
  • 著者名/発表者名: Nacher, J.C., Hayashida, M., Akutsu, T.
  • 雑誌名: Physica A 367 ページ: 538-552
• [雑誌論文] Extraction of phylogenetic network modules from the metabolic network (2006)
  • 著者名/発表者名: Yamada, T., Kanehisa, M., Goto, S.
  • 雑誌名: BMC Bioinformatics 7 ページ: 130
• [雑誌論文] Statistical mechanics of relative species abundance (2006)
  • 著者名/発表者名: Tokita, K.
  • 雑誌名: Ecological Informatics 1 ページ: 315-324
• [学会発表] Structure of regulatory networks and dynamics of bio-molecules (2010)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, A., Saito, D.
  • 学会等名: Spatio-Temporal Patterns-from Mathematics to Biomedical Applications-
  • 発表場所: Archamps, France
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] Completing networks using observed data (2009)
  • 著者名/発表者名: Akustu, T., Tamura, T., Horimoto, K.
  • 学会等名: 20th International Conference on Algorithmic Learning Theory
  • 発表場所: Porto, Portugal
  • 年月日: 2009-10-04
• [学会発表] Large-scale biological networks (2009)
  • 著者名/発表者名: Tokita, K.
  • 学会等名: International Conference on Computational and Experimental Engineering and Sciences
  • 発表場所: Phuket, Thailand
  • 年月日: 2009-04-09
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: Tokita, K.
  • 学会等名: The 4^<th> China-Italy Colloquium on Applied Mathematics
  • 発表場所: Chongqing, China
  • 年月日: 2008-10-12
• [学会発表] Algorithms for inference, analysis and control of Boolean networks (2008)
  • 著者名/発表者名: Akutsu, T., Hayashida, M., Tamura, T.
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Algebraic Biology
  • 発表場所: Hagenberg, Austria
  • 年月日: 2008-07-31
• [学会発表] Network perspective in bioinformatics (2007)
  • 著者名/発表者名: Goto, S.
  • 学会等名: Nishinomiya-Yukawa International & Interdisciplinary Symposium
  • 発表場所: Kyoto, Japan
  • 年月日: 2007-10-18
• [学会発表] 代謝ネットワークのトポロジー解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 五斗進
  • 学会等名: 九州大学産業技術数理研究センターワークショップ
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-09-05
• [学会発表] Structure of regulatory networks and diversity of gene expression patterns (2007)
  • 著者名/発表者名: Mochizuki, A.
  • 学会等名: SMB/JSMB 2007 Joint Annual Meeting of The Society for Mathematical Biology and The Japanese Society for Mathematical Biology
  • 発表場所: San Jose, USA
  • 年月日: 2007-08-01
• [図書] バイオインフォマティクスの数理とアルゴリズム (2007)
  • 著者名/発表者名: 阿久津達也
  • 総ページ数: 223
  • 出版者: 共立出版
• [図書] バイオインフォマティクス-配列データ解析と構造予測- (2007)
  • 著者名/発表者名: 丸山修、阿久津達也
  • 総ページ数: 190
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] ホームページ等
• [備考] GENIES
  • URL: http://www.genome.jp/tools/genies/
• [備考] KEGG Atlas
  • URL: http://www.kegg.jp/kegg/atlas/
• [備考] KegArray
  • URL: http://www.genome.jp/download/
• [備考] E-zyme
  • URL: http://www.genome.jp/tools/e-zyme/