生命系の大局的構造とその階層的複雑化に対する理論構築

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15011214
• Research Institution: Tokyo Medical and Dental University
• Principal Investigator: 田中 博 東京医科歯科大学, 大学院・疾患生命科学研究部, 教授 (60155158)
• Keywords: 進化 / 生態生命情報学 / シグナル伝達系 / プロテオーム / 自己組織化

Research Abstract

ヒトゲノム解読も一応終了して網羅的研究もトランスクリプトームやプロテオームへと広がりつつあるなかで、網羅的生命情報から「生命をシステムとして理解する」方向が、最近の重要な目標の1つになりつつある。申請者はこれまで複雑系の視点から生命系の解明に携わってきたが、近年、発生制御遺伝子など生命の系構築に関連するゲノム情報が急速に蓄積される状況を踏まえ、生命のシステム的構造についての枠組み理論の構築には、これら「系構築」関連遺伝子グループの網羅的ゲノム情報を詳細に検討し、「システムとしての生命」が進化的にも発生的にもどのように形成されるかを解明することが最も有効なアプローチであると考えた。
そして、2つの課題を究明した。
(1)遺伝子ネットワーク系の進化理論の構築とHox系およびMHC系への適用
遺伝子ネットワークの<ネットワーク構造>の進化についてその進化的複雑化を解明する方法論を構築する。とくに発生を制御する多重遺伝子族であるHox遺伝子族について、その遺伝子重複による進化的複雑化の過程を明らかにした。
(2)タンパク質間相互作用ネットワークによる生命分子ネットワークの構築原理の解明
Yeastのtwo-hybrid systemによるデータを基礎にして、生命分子ネットワークの構築原理を解明した。
本研究では多細胞生物に特有な発生関連遺伝子の階層的構造の形成過程を進化的に解明するもので、当該領域の目標達成に他の班員の実験的研究成果と総合して、システム理論の立場から貢献した。

Research Products

• [Publications] Yasuhiro Suzuki, Hiroshi Tanaka, et al.: "Investigation of tritrophic interactions in an ecosystem using abstract chemistry"Artifitial Life Robotics. 6. 129-132 (2003)
• [Publications] Toshinori Endo, Hiroshi Tanaka, et al.: "Standardized Phylogenetic Tree : A Reference to Discover Functional Evolition"Jarnal of Molecular Evolution. 57. 174-181 (2003)
• [Publications] Hiroshi Tanaka: "Computational approach toward challenges in post-genomic era"IMIA Yearbook of medical informatics03. 621-624 (2003)
• [Publications] Fengrong Ren, Hiroshi Tanaka, et al.: "Longitudinal phylogenetic tree of within-host viral evolution from noncontemporaneous samples : a distance-based sequential-linking method"GENE. 317. 89-95 (2004)
• [Publications] Qing-Wei Zhang, Hiroshi Tanaka, et al.: "Replicated studentized-deviate detection applied to the identification of differentially expressed genes in TNF-α-stimulated cells"GENE. 324. 89-96 (2004)
• [Publications] 田中 博: "ゲノム医療から見た疾患モデルの展開"日本医療情報学会誌. 23(印刷中). (2004)