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2014 年度 実施状況報告書

汎ネットワーク初期化機構の探索研究

研究課題

研究課題/領域番号 26540157
研究機関前橋工科大学

研究代表者

坂田 克己  前橋工科大学, 工学部, 教授 (90545419)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードネットワークトポロジー / システムバイオロジー
研究実績の概要

ヒト免疫細胞株の細胞分化過程における転写因子2,300 個から成る転写ネットワーク解析を、本研究申請段階の予備的な解析とは異なり、より実績あるネットワーク推定法に切り替えて実施した。その結果は、当該の予備的な解析で得られたのと等しく、相互に抑制しあう2つの系列から成るシステムワイドな構造が転写ネットワーク中に有り、そのシステムワイド構造が分化する細胞の状態遷移を誘導する事を示唆した。又、細胞初期化因子をシステムワイド構造中に位置づけ、同因子をシミュレイションで発現させると、ネットワークを構成するノードモジュールの多くが発現する高ポテンシャルの発現パターンが励起し、転写ネットワークの状態遷移を促進する特異的な振る舞いが示唆された。上記の結果は論文として投稿し受理された。
転写ネットワークと食物網の比較研究を進めた。そこでは、二つのネットワーク間で類似した構造があるのみならず、ネットワークの機能に関わる類似した動的な特性があることを見つけ、学会発表した。更に神経網も対象に含め、各ネットワークの数学モデルに基づいて共通の特性を探る研究を進めた。その結果からは、ネットワークの形成に関して、ネットワークを構成する実体に関わらず、時間の流れの中でネットワークを形成する共通の機構(汎ネットワーク機構)が示唆されている。本研究の成果であるネットワーク推定法及び状態遷移を含むシミュレイション法は、農作物の発現解析への応用も進めている。

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

本科研費研究の基幹をなす、転写ネットワークトポロジーの解析研究の論文が受理、刊行された。

今後の研究の推進方策

生物ネットワークのモデリング及びシミュレイションに研究を集中し、1年目の研究で見通しが得られた研究結果を論文あるいは研究発表の形に纏めて発表する。

次年度使用額が生じた理由

生物ネットワークのモデリング・シミュレイション及び論文の作成・発表に研究を集中した為、消耗品費等の物品費が予想よりも掛からなかった。博士研究員の作業を効率的に見直す事により、人件費も予想より少なくて済んだ。

次年度使用額の使用計画

シミュレイションプログラムの開発を本研究費により外部委託して、研究を強化する。研究成果の論文投稿あるいは国際会議での発表を行う。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] System-wide analysis of the transcriptional network of human myelomonocytic leukemia cells predicts attractor structure and phorbol-ester-induced differentiation and dedifferentiation transitions2015

    • 著者名/発表者名
      Katsumi Sakata, Hajime Ohyanagi, Toshiyuki Saito, et al.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 8283

    • DOI

      10.1038/srep08283

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 汎生物ネットワーク的な動特性の解析2015

    • 著者名/発表者名
      坂田 克己, 大柳 一, 齋藤 俊行
    • 学会等名
      日本応用数理学会2015年 研究部会連合発表会
    • 発表場所
      明治大学 中野キャンパス
    • 年月日
      2015-03-06 – 2015-03-07

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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