転写ファクトリーの熱力学と情報処理の研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23651201
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: システムゲノム科学
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 井原 茂男 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任教授 (30345136)
• 研究分担者: 大田 佳宏 東京大学, 先端科学技術研究センター, 特任助教 (80436592)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2012
• キーワード: モデル化 / シミュレーション / 転写過程 / 散逸構造

研究概要

真核生物における転写過程において、転写を担うポリメレース(RNAPII)の流れをセルオートマトンで定式化し、流れの動的、熱力学的性質を調べた。その結果、RNAPIIのTSSへの入射のタイミングで表されるRNAPIIの相関、RNAPIIの領域毎の速度差で表されるクロマチン修飾等の経路の途中の障害物の大きさ、さらにはRNAPIIのジャンプ確率で表されるクロマチンのループの3次元空間位置に依存して、転写ファクトリーにおけるRNAPIIの流れの動的、熱力学的性質が大きく変化することをみいだした。

研究成果

• [雑誌論文] Path-preference cellular-automaton model for traffic flow through transit points and its application to the transcription process in human cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ohta, Akinobu Nishiyama, Yoichiro Wada, Yijun Ruan, Tatsuhiko Kodama, Takashi Tsuboi, Tetsuji Tokihiro, and Sigeo Ihara
  • 雑誌名: Phys. Rev. 巻: E86 ページ: 021918
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.86.021918
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.86.021918
• [雑誌論文] Cellular-automaton model of the cooperative dynamics of RNA polymerase II during transcription in human cells (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ohta,Tatsuhiko Kodama,and Sigeo Ihara
  • 雑誌名: Phys. Rev 巻: E 84 ページ: 041922
  • DOI: DOI:10.1103/PhysRevE.84.041922
  • URL: http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevE.84.041922
• [雑誌論文] Ultradiscrete Modeling and Simulation for Gene Transcription
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Ohta and Sigeo Ihara
  • 雑誌名: Publications of the Research Institute for Mathematical Sciences (Supplement) 巻: (in press)
• [学会発表] Modeling and Simulation for GeneTranscription (2013)
  • 著者名/発表者名: Sigeo Ihara
  • 学会等名: Moduli Spaces and Macromolecules,
  • 発表場所: Institut des Hautes Etudes Scientifiques(IHES),Bure sur Yevette, France(招待講演:2013年5月17日)
  • 年月日: 20130514-18
• [学会発表] Ultradiscrete Modeling and Simulation for Gene Transcription (2012)
  • 著者名/発表者名: 大田佳宏
  • 学会等名: 数理解析研究所共同研究集会「非線形離散可積分系の拡がり」
  • 発表場所: 京都大学益川ホール (京都府) (招待講演)
  • 年月日: 20120820-22
• [図書] バイオインフォーマティクス新機能抗体開発ハンドブック浜窪隆雄 監修 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井原茂男
  • 総ページ数: 112-117
• [備考]
  • URL: http://www.lsbm.org/staff/ihara.html
• [備考] 真核生物の転写過程の新たなモデルを提案
  • URL: http://www.u-tokyo.ac.jp/ja/todai-research/research-news/rnapii-jumps-to-take-a-shortcut/
• [備考] 真核生物の転写過程ではポリメレースがジャンプしている!-領域横断チームで新たな転写モデルを提案-
  • URL: http://www.rcast.u-tokyo.ac.jp/ja/whatsnew/0
• [備考]
  • URL: http://www.rcast.u-tokyo.ac.jp/ja/rcast/newsletter/pdf/news80.pdf