構造化個体群動態を記述するマルチスケールモデルの理論構築とデータ解析への応用

描述结构化人口动态的多尺度模型的理论构建及其在数据分析中的应用

基本信息

批准号：
19J21395
负责人：
北川耕咲
金额：
$ 1.6万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究課題ではウイルスの感染現象を主な対象とし、ウイルス感染症数理の分野でこれまで多く用いられてきた常微分方程式モデルではとらえることのできない生命現象の多階層構造を表現するためのマルチスケールモデルを用いた研究を数理およびデータ解析の両面から進めてきた。本年度においてはウイルスの感染現象を表すマルチスケールなモデルをさらに広く一般のウイルスに拡張することを目的としてさまざまなウイルスの専門家と共同研究を進める予定であったが、世間的なコロナウイルスのパンデミックの影響を受けて研究に大きく滞りが発生することが予期されたため、モデルの拡張の対象をヒト免疫不全ウイルス（HIV）に限定し、HIV感染における大きな課題に取り組むための解析基盤の構築を目指すこととした。今年度では特により高度なマルチスケールモデル研究の対象の一例としてHIVの潜伏感染現象の解析に取り組むため、タイマー蛍光たんぱく質を用いた新しいデータ解析の枠組みを構築するため、熊本大学のグループと共同で年齢構造化個体群動態モデルをさらに拡張したモデルとデータ解析基盤を構築した。本年度の研究の進行はおおむね良好であり、ウイルス感染現象を特徴づけるようなデータの取得およびそれを表現する数理モデルの構築に成功した。本結果をもとにすれば、ここで対象としたHIVのみならずあらゆるウイルス種においてその感染現象を読み解くことが可能になり、さらには広くウイルス学・細胞生物学的な洞察を得るための基盤となることも期待される。

该研究主题的重点是病毒感染现象，并使用多尺度模型进行了研究，以表达生命现象的多层结构，这些结构无法用数学和数据分析中的病毒感染疾病数学领域中使用的普通微分方程模型无法掌握。今年，我们计划与各种病毒专家进行联合研究，目的是扩大代表该病毒感染现象的多尺度模型，以更广泛，更常用的病毒为止，但是由于预期研究严重停滞不前，由于该模型的扩展是人类的范围限制了人类免疫的目标，因此，该模型的范围限制了人类的影响（人为限制的人类的范围）。艾滋病毒感染的主要挑战。在这个财政年度，为了对艾滋病毒潜在感染现象进行分析，作为更先进的多尺度模型研究目标的一个示例，我们创建了一个模型和数据分析基础，该基础进一步扩展了年龄结构的人群动力学模型，以便建立一个使用计时荧光蛋白来构建数据分析的新框架。今年研究的进展通常已经进行了很好的进展，我们已经成功地获取了表征病毒感染现象的数据，并构建了表达它的数学模型。基于这些结果，预计不仅可以解释靶向艾滋病毒的感染现象，而且还可以解释所有病毒物种中的感染现象，并且还将作为获得广泛的病毒学和细胞生物学见解的基础。