人工生命による分子進化のモデル化と遺伝子情報の統合解析

人工生命分子进化建模与遗传信息综合分析

• 批准号: 09780336
• 负责人: 松田 秀雄
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09780336/
• 关键词: 遺伝子配列解析; 遺伝子分類; 分子進化; 生物情報科学; 人工生命

本年度は,人工生命による分子進化のモデル化と遺伝子情報の統合解析のため,以下のシステムの開発を行った.1. 配列類似度による遺伝子の分類システム配列類似度により遺伝子を類似したクラスタに分類するシステムを開発した.本システムの特徴は,進化の過程で遺伝子配列に生じる変異の蓄積により,限定された類似性しか示さない遺伝子間でも,遺伝子相互の類似性を表したグラフを解析することにより,配列類似度に基づく遺伝子の分類が可能なことである.約4800個ある大腸菌の全遺伝子をこのシステムにより分類した結果,全体の約半数の遺伝子が何らかのクラスタに分類できている.2, 生物の遺伝子情報の収集・統合システム既知の遺伝子に関する情報は,GenBank等のDNA塩基配列データベース,PIRやSWISS-PROT等のアミノ酸配列データベース,PDB等の立体構造データベースに分散して蓄積されている.そこで,これらの情報を,遺伝子ごとに統合し,多様な角度から比較・検討できるシステムを開発した.このシステムがら,人工生命の設計に必要な基礎的なデータを得ることができると考える.3. 人工染色体上での遺伝子順序関係の変異解析システム現実の生物を計算機上でモデリングした人工生命に染色体を持たせ,人工染色体上の変異を解析する手法を開発した.具体的には,人工染色体における逆位(inversion),転移(transposition)などの遺伝子順序の変異過程のモデルを構築し,染色体構造進化のシミュレーションを行うことによって,分子進化が人工生命に与える影響を解析した.さらに,その解析結果を実際の生物の遺伝子配列順序の変異と比較することによって,現実の進化過程に対する知見を得た。

This year は, artificial life に よ る molecular evolution の モ デ ル change と heritage 伝 child intelligence の integrative analytic の た め, the following の シ ス テ ム の open 発 を line っ た. 1. With column similar degrees に よ る heritage 伝 の classifications シ ス テ ム match column similar degrees に よ り heritage 伝 son を similar し た ク ラ ス タ に classification す る シ ス テ ム を open 発 し た. This シ ス テ ム の, 徴 は, evolution process of の で heritage 伝 child born with column に じ る - different の accumulation に よ り, qualified さ れ た similarity し か shown さ な い heritage 伝 child between で も, posthumous son 伝 mutual の similarity を table し た グ ラ フ を parsing す る こ と に よ り, with columns similar degrees に base づ く heritage 伝 の classifications が may な こ と で あ る. About 4800 あ る coliform の totally survived 伝 を こ の シ ス テ ム に よ り classification し た results, about half the entire の の heritage 伝 child what が ら か の ク ラ ス タ に classification で き て い る. 2, Biological の heritage 伝 child intelligence の 収 set, integrative シ ス テ ム already know の heritage 伝 son に masato す る intelligence は GenBank の DNA such as salt base with column デ ー タ ベ ー ス, PIR や SWISS - PROT の ア ミ ノ acid with column デ ー タ ベ ー ス, PDB の such as three-dimensional structure デ ー タ ベ ー ス に scattered し て accumulation さ れ て い る. そ こ で, こ れ ら の Intelligence を, but son 伝 ご と integration に し, many others な Angle か ら comparison, 検 beg で き る シ ス テ ム を open 発 し た. こ の シ ス テ ム が ら, artificial life に な necessary foundation designed の な デ ー タ を have る こ と が で き る と exam え る. 3. Traces of artificial chromosome で の 伝 son order masato is の - different analytical シ ス テ ム now be の biological を computer で モ デ リ ン グ し た artificial life を に chromosomes hold た せ, artificial chromosome の - different analytical す を る gimmick を open 発 し た. Specific に は, artificial chromosomes に お け る inverse (inversion), planning to move (transposition) な ど の heritage 伝 son order の - different process の モ デ ル を し, chromosome structure evolution の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line う こ と に よ っ て, molecular evolution が artificial life に and え る effect を resolution し た. さ ら に, そ の analytical results を be interstate の biological の heritage 伝 with sequence order の - different と compare す る こ と に よ っ て, now be の evolution に す seaborne る knowledge を た.

项目成果

T. Imai: "Inplementing an Integrated System for Heterogeneous Molecular Biology Databases with Intelligent Agents" Proc. IEEE Pacific Rim Conf. Commun. Comp. and Signal Proc.807-810 (1997)

T. Imai：“利用智能代理实现异质分子生物学数据库的集成系统”Proc。

H.Matsuda 他3名: "Querying Molecular Biology Databases by Integration using Multiagents" IEICE Transactions on Information and Systems. E82-D・1. 199-207 (1999)

H. Matsuda 和其他 3 人：“使用 Multiagents 通过集成查询分子生物学数据库”IEICE Transactions on Information and Systems，199-207（1999）。

Y. Kawamoto: "A Method for Retrieving Relevant Entries of Molecular Biology Databases using Word Cooccurrence Frequency" Proc. Int'l Symp. Digital Media Information Base. 96-100 (1997)

Y. Kawamoto：“一种使用单词共现频率检索分子生物学数据库相关条目的方法”Proc。

H.Matsuda 他2名: "An Approximation Algorithm for Genome Rearrangements with Reversals and Trans-positions" IPSJ Transactions on Mathematical Modeling and Applications. (印刷中). (1999)

H.Matsuda 和其他 2 人：“带有反转和转位的基因组重排的近似算法”，IPSJ 数学建模和应用汇刊（1999 年出版）。

H. Matsuda: "Classifying Molecular Sequences Using a Linkage Graph with Their Pairwise Similarities" Theoretical Computer Science. (in press).

H. Matsuda：“使用链接图及其成对相似性对分子序列进行分类”理论计算机科学。