2014 Fiscal Year Annual Research Report
次世代多階層生体機能シミュレーション基盤構築と実証研究
| Project Area | Establishment of Integrative Multi-level Systems Biology and its Applications |
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| Project/Area Number |
22136002
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
倉智 嘉久 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (30142011)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲野辺 厚 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 准教授 (00270851)
淺井 義之 沖縄科学技術大学院大学, その他の研究科, 研究員 (00415639)
古谷 和春 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (40452437)
津元 国親 大阪大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70353331)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 生体機能シミュレーション / 数理生物学 / 電気生理学 / 心臓 / 細胞微細構造 / プラットフォーム / フィジオーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、フィジオーム・システムバイオロジー研究を推進するための新しいシミュレーションプラットフォームを確立することにある。また理論研究と実証研究の両面から、心臓電気活動の分子レベルから組織・臓器レベルまでの統合的な理解を得ることも目的としている。
多階層生体機能モデル構築をサポートするためのプラットフォームPhysioDesigner、ならびにシミュレーションソフトウェアFlintの研究開発を進め、平成27年3月にver1.2を公開した。これにより、北野班で開発が進んでいるGaruda プラットフォームの最新版に完全に対応し、利用者の利便性をさらに向上させた。プラットフォーム利用のためのチュートリアルを実施(平成26年5月)し、更なる利用促進を図った。その結果として、ウェット研究者による生体シミュレーションの利用機会の増進、ウェットードライ研究者等による多くの共同研究成果の創成に繋がった。
一方、実証研究においては、心臓徐脈制御に関わるカリウム(GIRK)チャネルに特異的に作用する化合物探索に、酵母を用いたカリウムチャネル活性によるスクリーニング系が有効に機能することが示された。数千の化合物の中から、GIRKを特異的に阻害する化合物のスクリーニングを可能にした。また、その候補化合物によるKirチャネルへの作用が薬理学的、電気生理学的に解析され、その解析の一部は木下班と共同で分子動力学シミュレーションを利用したイオン透過性の評価にも繋がった。さらに、TRPチャネルの電気生理実験結果に基づく数学モデルの構築(沼田班と共同)や、不整脈誘発に関わる早期後脱分極の発生機序を力学的側面から解明(倉田班と共同)するなど、実験研究を補完する理論研究が多数なされた。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Journal Article] Oscillation of cAMP and Ca(2+) in cardiac myocytes: a systems biology approach.2015
Author(s)
Kamide T, Okumura S, Ghosh S, Shinoda Y, Mototani Y, Ohnuki Y, Jin H, Cai W, Suita K, Sato I, Umemura M, Fujita T, Yokoyama U, Sato M, Furutani K, Kitano H, Ishikawa Y.
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Journal Title
J Physiol Sci.
Volume: 65(2)
Pages: 195-200
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] ersatile Platform for Multilevel Modeling of Physiological Systems: SBML-PHML Hybrid Modeling and Simulation.2014
Author(s)
Asai, Y., T. Abe, H. Oka, M. Okita, K. Hagihara, S. Ghosh, Y. Matsuoka, Y. Kurachi, T. Nomura, H. Kitano.
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Journal Title
Advanced Biomedical Engineering (ABE)
Volume: 3
Pages: 50-58
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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