2017 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Integrative understanding of biological signaling networks based on mathematical science |
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| Project/Area Number |
16H06577
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
久保田 浩行 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (40376603)
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| Project Period (FY) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 数理解析 / トランスオミクス解析 / インスリンシグナル伝達 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
多階層にまたがるシグナル伝達経路の数理モデル作成のため、生体内における短期（４時間）のインスリン作用に注目している。今年度は取得中であった発現プロテオームのデータを取得し、トランスクリプトームと発現プロテオーム、リン酸化プロテオーム、メタボロームデータの全てを取得した。これらのデータから事前知識と統計的手法を用いて多階層にまたがる生体内におけるインスリンシグナル伝達経路の数理モデル作成のためのワークフローを作成している。
生体内のインスリンは追加分泌や基礎分泌、10～15分周期の複数の波形から成っており、その波形がインスリン作用に重要であることが報告されている。そこで、ラットを用いて、ラットの血中インスリン濃度を任意に制御できる系を確立し、インスリン刺激を行った。その結果、生体内において、インスリンがその波形依存的に下流分子を選択的に制御できることを見出した。現在、そのメカニズムを明らかにするために数理モデルの作成を行っている。また、数理モデルの結果を検証するために、ランプ刺激やパルス刺激といった刺激を与え、実験データを取得している。
また、相互情報量という非線形性の関係を外れ値に強い手法に基づいて分子間のネットワークを推定する手法の開発も始めている。
計画班や公募班との連携も進めており、澤崎班とは澤崎班のαスクリーンのデータから意味のありそうな相互作用を統計的手法を用いて推定する手法の開発を行っている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
インスリン作用の短期間（４時間）の多階層オームデータの取得も終了し、数理モデルの作成に取り掛かっている。数理モデルに関しても、事前知識を用いた解析のみならず統計的手法の開発も行っており、順調に進展している。また、共同研究についても澤崎班は公募班との連携も進めており、いくつかの共同研究については成果も出始めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
インスリン作用の短期間（４時間）の多階層にまたがるシグナル伝達経路の数理モデル作成をすすめ、ワークフローを完成させる。これらの手法を長期肥満の応答に応用する。事前知識を用いた解析のみならず統計的手法の開発も推し進める。これらの手法を他の計画班・公募班の実験結果にも適用し、研究領域の推進に貢献する。
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