大腸菌システムを計算機上に復元する仮想生命体シミュレーターの構築に関する基礎研究

构建在计算机上再现大肠杆菌系统的虚拟生命体模拟器的基础研究

基本信息

  • 批准号:
    13208022
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.37万
  • 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 (C)
  • 财政年份:
    2001
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2001 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、大腸菌システムを計算機上に復元するシミュレーターの構築に関する基礎研究を行った。とくに、大腸菌のリン代謝およびリン酸レギュロンに関する機能ルールに着目し、アナログ/デジタル大規模混載回路設計技法を用いて動作レベルで記述し、シミュレーションするためのプログラム設計を行った。具体的には、大腸菌のリン代謝の主要経路とリン酸レギュロン調節機構とをモデル記述し、最も単純な系を対象に定量的シミュレーションを行った。モデル記述にはアナログ/デジタル大規模混在回路設計技法を用い、細胞内におけるリン代謝と制御情報の流れを、電子回路に見立てる新しい試みを行った。また、モデル記述に先立ち主要なリン代謝経路だけを残して簡略化するととも、一連のまとまった経路については可能な限りモジュール化して纏めた。シミュレーションの結果、細胞外リン酸濃度を減少させると、細胞内リン酸濃度もほぼ比例して減少することが示された。細胞シミュレーション技術を開発しようとする動きは、国内外で盛んになってきている。しかしその一方で、細胞における物質の代謝や情報の流れをいきなり連立微分方程式に組込んで定量的なシミュレーションを実行しようとすると、深刻な未定パラメーター問題に直面することが認識されるようになってきた。本研究ではモジュール化などにより、厄介な未定パラメーター問題を回避する工夫を行い、当初に予想した成果をあげることができた。
This study was conducted on the basis of computer reconstruction of E. coli strains. The function of E. coli metabolism and acid metabolism is described in detail. The design technique of large-scale mixed-load circuit is used to describe the operation of the circuit design. Specifically, the main pathways of colon metabolism and the regulatory mechanisms of colon acid metabolism in Escherichia coli were described in detail and quantified for the most simple system. Description of the application of large-scale hybrid circuit design techniques, intracellular metabolism and control of information flow, electronic circuit development A description of the main metabolic pathway may be simplified, and a description of the main metabolic pathway may be limited. The results showed that the extracellular acid concentration decreased, and the intracellular acid concentration decreased. The development of cellular technology is both domestic and foreign. The flow of metabolic information of substances in a cell is described as a continuous differential equation, which is composed of a quantitative equation and a profound problem. This study is aimed at solving the problem of time and achievement.

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Kuroda, A.: "Role of inorganic polyphosphate in promoting ribosomal protein degradation by the Lon protease in E. coli"Science. 293. 705-708 (2001)
Kuroda, A.:“无机多磷酸盐在促进大肠杆菌 Lon 蛋白酶降解核糖体蛋白中的作用”《科学》。
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  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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知道了