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2015 年度 実績報告書

ブーリアンモデルによる生体ネットワークの統合的な数理モデル化と解析

研究課題

研究課題/領域番号 25730005
研究機関京都大学

研究代表者

田村 武幸  京都大学, 化学研究所, 助教 (00437261)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードアルゴリズム / ブーリアンモデル / 遺伝子制御ネットワーク / 代謝ネットワーク / 定常状態 / 制御 / 整数線形計画法 / 固定パラメータ
研究実績の概要

最終年度には、代謝ネットワークの修正の計算方法に関する解説論文を執筆した。この解説論文においては、最小反応カット問題を代謝流束モデル、基本モード、ブーリアンモデルで定式化する手法について解説した。またブーリアンモデルの代謝ネットワークの最小修正問題に対してNP完全性を証明し、整数線形計画法に基づく手法を開発、実装して微生物のデータに対して適用し、GIW2015で口頭発表した。
また研究期間全体においては、ブーリアンモデルの代謝ネットワークに対する最小反応追加問題(Minimum Reaction Insertion(MRI)問題)や、複数の代謝ネットワークに対する最小反応削除問題(Minimum Knockout for Multiple Network(MKMN)問題)を数理的に解析して、整数線形計画法に基づく手法を開発し、それぞれPlosOne誌とJournal of Computational Biology誌に掲載された。これらは研究目的に記載した代謝ネットワークの数理モデル化と解析、アルゴリズムの開発の部分に相当しており、研究計画は十分に達成された。
またブーリアンモデルの遺伝子制御ネットワークに関する研究として、与えられた定常状態に関する情報から、元の遺伝子制御ネットワークを推定したり、条件を満たすように最小の修正を加える問題の計算複雑さを解析して、IEICE誌に掲載された。また複数のブーリアンモデルの遺伝子制御ネットワークの制御手法を計算する整数線形計画法に基づく手法を開発し、BMC Systems Biology誌に掲載された。また木幅の制限されたAND/ORブーリアンネットワークの定常状態を計算する固定パラメータアルゴリズムを開発し、IEICEに掲載された。これらは研究目的に記載したブーリアンモデルの遺伝子制御ネットワークの定常状態を求めたり、制御したりする高速アルゴリズムの開発に相当し、研究計画は十分に達成された。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 謝辞記載あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] 香港大学(香港)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      香港大学
  • [国際共同研究] モナッシュ大学(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      モナッシュ大学
  • [国際共同研究] ハーバード大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      ハーバード大学
  • [国際共同研究] 国立台湾大学(台湾)

    • 国名
      その他の国・地域
    • 外国機関名
      国立台湾大学
  • [国際共同研究] ベングリオン大学ネゲブ(イスラエル)

    • 国名
      イスラエル
    • 外国機関名
      ベングリオン大学ネゲブ
  • [雑誌論文] Computational Methods for Modification of Metabolic Networks2015

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Tamura, Wei Lu, and Tatsuya Akutsu
    • 雑誌名

      Computational and Structural Biotechnology Journal

      巻: 13 ページ: 376-381

    • DOI

      10.1016/j.csbj.2015.05.004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Similar Subtree Search Using Extended Tree Inclusion2015

    • 著者名/発表者名
      Tomoya Mori, Atsuhiro Takasu, Jesper Jansson, Jaewook Hwang, Takeyuki Tamura, and Tatsuya Akutsu
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering

      巻: 27 ページ: 3360-3373

    • DOI

      10.1109/TKDE.2015.2457922

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the complexity of finding a largest common subtree of bounded degree2015

    • 著者名/発表者名
      On the complexity of finding a largest common subtree of bounded degree
    • 雑誌名

      Theoretical Computer Science

      巻: 590 ページ: 2-16

    • DOI

      10.1016/j.tcs.2014.10.012

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Integer Programming-based Method for Designing Synthetic Metabolic Networks by Minimum Reaction Insertion in a Boolean Model2015

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Tamura
    • 学会等名
      情報処理学会バイオ情報学研究会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-09-12 – 2015-09-12
  • [学会発表] Computing Minimum Reaction Modifications in a Boolean Metabolic Network2015

    • 著者名/発表者名
      Takeyuki Tamura
    • 学会等名
      GIW/InCoB2015
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11
    • 国際学会
  • [備考] 田村武幸のホームページ

    • URL

      http://sunflower.kuicr.kyoto-u.ac.jp/~tamura/

  • [備考] 田村武幸(化学研究所)

    • URL

      http://rdb.kuicr.kyoto-u.ac.jp/researchers/view/tamura+takeyuki

  • [備考] 田村武幸(京都大学教育研究活動データベース)

    • URL

      https://kyouindb.iimc.kyoto-u.ac.jp/j/cC7oO

URL: 

公開日: 2017-01-06   更新日: 2022-02-16  

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