• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

代謝ネットワークから解き明かす生物-環境相互作用:解析基盤の確立と応用

研究課題

研究課題/領域番号 25700030
研究機関九州工業大学

研究代表者

竹本 和広  九州工業大学, 大学院情報工学研究院, 准教授 (40512356)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワードネットワーク理論 / 代謝ネットワーク / 数理モデル / 生態学 / 進化
研究実績の概要

本研究課題では、大規模な生物データから、生物-環境相互作用の抽出と定量化を可能にするための解析基盤を確立させ、応用する。本年度は、以下のような実績をあげた。
生態系において代謝速度(酸素消費速度)が重要であることから、遺伝子と代謝速度の関係について、調査した。構築した代謝ネットワーク分析手法から同定された遺伝子群が代謝速度と関連することを見出した(Takemoto and Kawakami, 2015)。これは、シークエンスから生態系モデリングが可能であることを示唆している。複雑系のトップ国際学会でも口頭発表を行った。
環境相互作用の一例として、動物の生息域変動性についても調査を行った。理論からの予測では、生体分子ネットワークのモジュール性が生息域多様性を決定すると考えられるが、実データからはその予想が支持されないことを見出した(Takemoto, 2016)。
構築した生態系ネットワークのデータベースを用いて、世界規模で、人間活動や気候変動が生態系ネットワークにどのような影響を与えているかについて調査した。結果を論文にまとめ、投稿した。
ネットワークの機能評価のために、共同でネットワーク構造と可制御性についての理論を構築した。結果をまとめ、投稿した。
その他、開発手法を応用して、未培養微生物の機能推定や、抗がん剤曝露下におけるがん細胞のシステム応答の評価なども行った。

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

予定されていたデータ整理はほぼ終了した。ただ、追加が必要なデータが判明したため、それらのデータを順次整理している。収集されたデータを用いて順調に結果を出すことができている。生物データから抽出される生物相互作用の評価のための理論もほぼ完成した。

今後の研究の推進方策

今年度、代謝ネットワーク分析を通して、代謝速度がゲノムから推定できることを報告した。これは、代謝ネットワーク分析が生物相互作用だけでなく、生態系モデリングに直接使えることを意味している。これを実現できるように理論の拡張を試みる。
これまでに構築した理論や分析手法を使いやすいように、ツールとしてまとめて公開する。
共同研究を通して、興味深い応用を既に計画している。このような応用についても事例を増やし、手法の有効性を示す。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Habitat variability does not generally promote metabolic network modularity in flies and mammals2016

    • 著者名/発表者名
      Takemoto K
    • 雑誌名

      Biosystems

      巻: 139 ページ: 46-54

    • DOI

      Habitat variability does not generally promote metabolic network modularity in flies and mammals.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Systematic protein level regulation via degradation machinery induced by genotoxic drugs2016

    • 著者名/発表者名
      Kume K, Ishida K, Ikeda M, Takemoto K, Shimura T, Young L, Nishizuka SS
    • 雑誌名

      Journal of Proteome Research

      巻: 15 ページ: 205-215

    • DOI

      10.1021/acs.jproteome.5b00759

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] The proportion of genes in a functional category is linked to mass-specific metabolic rate and lifespan2015

    • 著者名/発表者名
      Takemoto K, Kawakami Y
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 10008

    • DOI

      10.1038/srep10008

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Functional classification of uncultured "Candidatus Caldiarchaeum subterraneum" using the Maple system2015

    • 著者名/発表者名
      Takami H, Arai W, Takemoto K, Uchiyama I, Taniguchi T
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10 ページ: e0132994

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0132994

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 生体分子ネットワークと環境相互作用:がんロバスト性と生息域変動性を例にして2015

    • 著者名/発表者名
      竹本和広
    • 学会等名
      平成27年度JSBi生命システム理論研究会 (AMED再生医療実現ネットワーク併催) ~細胞システムの機能獲得と進化のメカニズム~
    • 発表場所
      東京医科歯科大学
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] Relative abundance of oxic reaction genes may determine metabolic rate and lifespan2015

    • 著者名/発表者名
      Takemoto K, Kawakami Y
    • 学会等名
      Conference on Complex Systems (CCS) '15
    • 発表場所
      Tempe, Arizona, USA
    • 年月日
      2015-09-26 – 2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] 代謝速度や最大寿命はゲノムデータから推定可能か.2015

    • 著者名/発表者名
      竹本和広, 川上祐子
    • 学会等名
      NGS現場の会 第四回研究会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-07-01 – 2015-07-03
  • [学会発表] Heterogeneity is the main factor in determining the stability of ecological mutualistic networks.2015

    • 著者名/発表者名
      Feng W, Takemoto K
    • 学会等名
      NetSci 2015: The International School and Conference on Network Science
    • 発表場所
      Zaragoza, Spain
    • 年月日
      2015-06-01 – 2015-06-05
    • 国際学会
  • [備考] 研究代表者の業績リスト

    • URL

      https://sites.google.com/site/kztakemoto/publication

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi