Systems analysis of molecular networks based on biochemical computational simulations

基于生化计算模拟的分子网络系统分析

基本信息

  • 批准号:
    15014206
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 20.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
  • 财政年份:
    2003
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2003 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Many biological phenomena are regulated by their intrinsic biological networks. These networks contain both linear and non-linear relationship, which make difficult to understand the whole networks at the systems level. In this study, to overcome these difficulties we tried to utilize two interdependent approaches, prediction by in silico computational simulation and validation by in vivo experiments. We focused on two phenomena, 1) molecular network in myosin light chain (MLC) phosphorylation and 2) quantitative analysis of cerebellar long-term depression (LTD).1)Dynamics of throbin-induced MLC phosphorylation in endothelium is composed of initial and sustained phases. By the literature-based simulation model we succeeded in the reproduction of only the initial but not the sustained phase. The model pinpointed us the missing pathway may underlie downstream of Rho-kinase. We experimentally validated the sustained activation of Rho-kinase by the phosphorylation of MYPT1 (myosin phosphatase target subunit 1), a substrate of Rho-kinase, which exhibited hysteresis.2)We developed a computational model of postsynaptic Ca^<2+> increase in cerebellar LTD. The model revealed that Ca^<2+> increase is induced by a regenerative cycle by Ca^<2+>-induced Ca^<2+> release (CICR) via IP3 receptors, and that the latency of IP3 generation by PF stimulation produces timing window of spike-timing dependent LTD in the cerebellum. Moreover, we developed a unified model of the Ca^<2+> increase and downstream signaling cascades. The unified model raised the possibility that postsynaptic spines of the cerebellum tune their own synaptic strength for adequate Ca^<2+> increase for robust LTD.
许多生物现象都是由其内在的生物网络所调控的。这些网络包含了线性和非线性的关系,这使得很难在系统层次上理解整个网络。在这项研究中,为了克服这些困难,我们试图利用两个相互依赖的方法,预测在硅片计算机模拟和验证体内实验。本论文主要研究了两个现象:1)肌球蛋白轻链(MLC)磷酸化的分子网络; 2)小脑长时程抑制(LTD)的定量分析。通过基于文献的模拟模型,我们成功地复制了只有初始阶段,但没有持续阶段。该模型精确地指出了我们缺失的通路可能是Rho激酶下游的基础。我们通过实验验证了MYPT 1磷酸化对Rho激酶的持续激活(肌球蛋白磷酸酶靶亚基1),Rho激酶的底物,2)我们建立了一个小脑突触后Ca^<2+>增加的计算模型,该模型揭示了Ca^<2+>增加是由Ca^<2+>诱导的Ca ^<2 +>释放(CICR)引起的再生周期引起的。PF刺激产生IP 3的潜伏期在小脑中产生尖峰时间依赖性LTD的时间窗。此外,我们开发了一个统一的模型的Ca^<2+>的增加和下游信号级联。这个统一的模型提出了一种可能性,即小脑突触后棘调节自身的突触强度,以获得足够的Ca^<2+>增加,从而实现稳定的LTD。

项目成果

期刊论文数量(26)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Mesenchymal-epithelial transition during somitic segmentation is regulated by differential roles of Cdo42 and Rac1
体节分割过程中间充质-上皮转化受 Cdo42 和 Rac1 不同作用的调节
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nakaya;Y. et al.
  • 通讯作者:
    Y. et al.
Spatial localization of synapses required for supralinear summationof action potentials and EPSPs.
动作电位和 EPSP 的超线性求和所需的突触空间定位。
Spike-Timing Detection by Calcium Signaling Pathways of Cerebellar Purkinje Cells in Different Forms of Long-Term Depression
不同形式的长期抑郁中小脑浦肯野细胞钙信号通路的尖峰计时检测
  • DOI:
  • 发表时间:
    2005
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Doi;T.et al.
  • 通讯作者:
    T.et al.
Schweighofer, N. et al.: "Towards a Systems Understanding of Aminergic Cerebellar Neuromodulation"Brain Research Reviews. (In press).
Schweighofer, N. 等人:“对胺能小脑神经调节的系统理解”大脑研究评论。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Urakubo, H. et al.: "Spatial localization of synapses required for spike-timing-dependent homo- and heterosynaptic plasticities"Journal of Computational Neuroscience. (In press).
Urakubo, H. 等人:“尖峰时间依赖性同源和异源突触可塑性所需的突触空间定位”计算神经科学杂志。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

KURODA Shinya其他文献

Smallness of Spine Realizes Robust, Sensitive and Efficient information Transfer
微小的脊柱实现稳健、灵敏、高效的信息传输
  • DOI:
    10.2142/biophys.57.305
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    FUJII Masashi;KURODA Shinya
  • 通讯作者:
    KURODA Shinya

KURODA Shinya的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('KURODA Shinya', 18)}}的其他基金

Systems biology of AKT signaling
AKT 信号传导的系统生物学
  • 批准号:
    21240025
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
Systems biology of ERK signaling networks
ERK信号网络的系统生物学
  • 批准号:
    18200021
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
System analysis of stability and plasticity of signal transduction
信号转导稳定性和可塑性的系统分析
  • 批准号:
    17017005
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

相似海外基金

Core C: Systems Biology Core
核心 C:系统生物学核心
  • 批准号:
    10723638
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
A Novel Multiomics-based Systems Biology Approach to Understanding Cardiac Regeneration in Swine
一种基于多组学的新型系统生物学方法来了解猪的心脏再生
  • 批准号:
    10599610
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Project 2: Systems biology analyses of RHCMV/SIV and IL-15 mechanisms of immune programming
项目2:RHCMV/SIV和IL-15免疫编程机制的系统生物学分析
  • 批准号:
    10723640
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Tissue systems biology of immune dysregulation in aging by single cell spatial metabolomics
通过单细胞空间代谢组学研究衰老过程中免疫失调的组织系统生物学
  • 批准号:
    10647249
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Application of machine/deep-learning to the systems biology of glycosylation
机器/深度学习在糖基化系统生物学中的应用
  • 批准号:
    10594074
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Systems Biology of Early Atopy (SUNBEAM) Analysis and Bioinformatics Center
早期特应性系统生物学(SUNBEAM)分析和生物信息学中心
  • 批准号:
    10573523
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Systems Biology Approach to SARS-CoV-2 Infection in Individuals with known COVID-19 Contacts: A Prospective Cohort Study
已知 COVID-19 接触者中 SARS-CoV-2 感染的系统生物学方法:一项前瞻性队列研究
  • 批准号:
    10287089
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Systems Biology, Bioinformatics, & Data Integration
系统生物学、生物信息学、
  • 批准号:
    10459538
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Systems Biology Core
系统生物学核心
  • 批准号:
    10493266
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
Systems Biology, Bioinformatics, & Data Integration
系统生物学、生物信息学、
  • 批准号:
    10653908
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 20.48万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了