線虫初期胚の反応現象を記述・シミュレーションするための言語モデルと実装系の開発

申請者は、インタラクションとコミュニケーションの言語モデルとして作られたπ-calculusやjoin-calculusを基に、記述のルールの中に意味論(semantics)を選択できるsemantics-typeという項をもつ言語を提案してきた。本研究の目的は、この言語を基に、細胞内の分子反応から、細胞間の相互反応、さらには、細胞内の器官合成と移動という3次元的物理反応を統一して記述し計算機シミュレーションできる言語と実装系を開発することであった。この目的のため、線虫の初期胚における以下の3つの生命現象に対し研究を展開した。(1)蛋白質、遺伝子間などの分子間相互作用の現象、(2)初期胚における細胞運命決定の現象、(3)1細胞期における受精後の雄性前核と雌性前核が移動し接触する現象。前年度はこれらの現象を記述し計算機シミュレーションする過程で得た着想を、既に(1)に対して成果をあげている始めにあげた言語に還元し発展することで本研究の目的を達成した。本年度ではさらに、π-calculusやjoin-calculusなどを発展させることで得られていた研究成果と、(1),(2),(3)などの表現に適した表現ができるよう拡張した言語を、インタラクションとコミュニケーションを表現しシミュレーションすることができる言語モデルの一つであるペトリネットを拡張することでモデル化し実装を行った。このモデル化、実装系を開発する課程で得られた知見を、イタリアで行われたワークショップ(Computational Methods in Systems Biology 2003)で発表し、実際にこの言語が生命現象を記述、シミュレーションする上で有効であるという研究評価を得ることができた。また、同研究成果は国内、国外誌に投稿、掲載された。

申請者は、インタラクションとコミュニケーションの言語モデルとして作られたπ-calculusやjoin-calculusを基に、記述のルールの中に意味論(semantics)を選択できるsemantics-typeという項をもつ言語を提案してきた。本研究の目的は、この言語を基に、細胞内の分子反応から、細胞間の相互反応、さらには、細胞内の器官合成と移動という3次元的物理反応を統一して記述し計算機シミュレーションできる言語と実装系を開発することであった。この目的のため、線虫の初期胚における以下の3つの生命現象に対し研究を展開した。(1)蛋白質、遺伝子間などの分子間相互作用の現象、(2)初期胚における細胞運命決定の現象、(3)1細胞期における受精後の雄性前核と雌性前核が移動し接触する現象。前年度はこれらの現象を記述し計算機シミュレーションする過程で得た着想を、既に(1)に対して成果をあげている始めにあげた言語に還元し発展することで本研究の目的を達成した。本年度ではさらに、π-calculusやjoin-calculusなどを発展させることで得られていた研究成果と、(1),(2),(3)などの表現に適した表現ができるよう拡張した言語を、インタラクションとコミュニケーションを表現しシミュレーションすることができる言語モデルの一つであるペトリネットを拡張することでモデル化し実装を行った。このモデル化、実装系を開発する課程で得られた知見を、イタリアで行われたワークショップ(Computational Methods in Systems Biology 2003)で発表し、実際にこの言語が生命現象を記述、シミュレーションする上で有効であるという研究評価を得ることができた。また、同研究成果は国内、国外誌に投稿、掲載された。