| 研究課題/領域番号 |
23700352
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| 研究機関 | 公立はこだて未来大学 |
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研究代表者 |
ホセ ナチェル 公立はこだて未来大学, システム情報科学部, 准教授 (60452984)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2013-03-31
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| キーワード | 転写調節ネットワーク / モジュール性 / 複雑ネットワークの解析 |
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| 研究概要 |
この研究では、転写調節ネットワークとncRNA - タンパク質相互作用におけるモジュール化や複雑なネットワーク構造の分析をしています。特に、二部ネットワークとして表される生物学的ネットワークの一般的なクラスに出てくるモジュールの構造を解明することを目指しています。我々は、単一分子の次数分布からモジュールやコミュニティごとに分子の数の関連付けに応じて、異なるレベルでの構造の予測を行う二部グラフ上の数学的モデルを開発しています。我々は、データ解析とコンピュータシミュレーションを用いて、転写制御ネットワークモジュールおよびコミュニティレベルでのncRNA介在相互間の類似度を明らかにすることを目指しています。プこのロジェクトは、主に理論モデルの開発と計算データの分析の2つの部分から構成されています。 2011年度中に、数学的フレームワークが開発され、現在はコンピュータシミュレーションを行っています。さらに、我々は二部ネットワークと投影ネットワークの両方を用いて、生物（酵母S. cerevisiae及びH.サピエンス）の転写ネットワークとncRNAのタンパク質ネットワークのためにモジュールの解析を行いました。 2012年度では、我々はコミュニティのための理論モデルのコンピュータシミュレーションを完了することを目指し、様々ないくつかの確率的最適化アルゴリズムを使用して、いくつかの追加の生物のために二部ネットワークのモジュール化を計算します。識別モジュールは、その後のデータベースで入手可能な情報を使用して、特定の関数にマップされる予定です。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
私たちの研究では、初めてncRNAの相互作用のモジュール構造を分析し、二部グラフだけでなく、対応する投影ネットワークで非常に密着力のあるモジュールを同定しました。モジュールのスコアだけでなく、異なるスケールで意味のあるモジュールの数は明らかにランダムではないことを明らかにしました。ncRNAの相互作用の調節機能が完全にネットワーク解析によってのみ評価することができませんでしたが、コミュニティのサイズの高いモジュール性とスケーリング則との非ランダム構造は、細胞内の特定の役割を持つ機能的なシステムのアイデアをサポートしています。 さらに、二部構造だけを用いて投影ネットワーク構造を予測する数学的解析を開発しました（一部ネットワーク）。このアプローチは、酵母-S. cerevisiaeおよび大腸菌の生物に対応する転写ネットワークを含む複数のネットワークに適用しました。さらに、薬物 - タンパク質の複雑な相互作用に適用される二部ネットワークのモジュールのあたらしい応用を提案しました。複合ネットワークをコントロールする方法についての研究は終了しました、それは、二部ネットワークを理解するのに重要です。
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| 今後の研究の推進方策 |
我々は、モジュールやコミュニティごとに分子の数のコミュニティーへの単分子程度の分布から、異なるレベルでの構造予測を行うモデルを開発しています。モデルは、単一ノードのレベルとモジュールレベルのメカニズムから生体情報を組み合わせています。 2012年度中に、我々はモデルの解析結果を検証するためにコンピュータシミュレーションを実行する計画をしています。さらに、我々はいくつかの他の生物のためにモジュールを計算する必要があります。その後、いくつかの確率的最適化アルゴリズムを使用してバイオmacrolecules（PRM）に関連し、非コーディングRNA（ncRNAs）とタンパク質間の機能的相互作用で定義されているネットワーク構造のモジュールを調べます。識別モジュールは、その後のデータベースで入手可能な情報を使用して、特定の関数にマップされます。
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| 次年度の研究費の使用計画 |
投影ネットワークと二部ネットワークを用いて計算された転写ネットワークとncRNAのタンパク質相互作用のモジュールの現在の結果は、異なる生物にも応用されます。さらに、モデルのシミュレーションは、実データとモデルの予測と比較するために実行されます。そこで我々は国際会議で、これらの結果を発表することを計画しており、それらの会議のための旅行や学会参加費が必要です。さらに、我々はまた、国際的なジャーナルで結果を公開する予定でおり、そのための発行手数料も必要です。
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