生物情報学を学ぶ人のためのGUI操作による代謝経路解析シミュレータの開発

为学习生物信息学的人们开发使用 GUI 操作的代谢途径分析模拟器

• 批准号: 13780337
• 负责人: 関口 達也
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Maebashi Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13780337/
• 关键词: Bioinformatics; Computer simulation; Metabolic pathway; Optimization; Bioinformania

昨年度開発したグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)による代謝経路解析シミュレータ基本システムに以下の機能拡張を行った.1.アンドゥ,コピー,ペーストなどの編集機能の充実を行い,操作性の向上を行った.2.ユーザーが様々な反応式を独自のライブラリとして定義し,それらを設計画面に自由に配置して解析を行うことを可能にした.3.特定のキネティックパラメータを一定間隔で変化させて,その応答の違いを比較するパラメータスキャンニングを可能にした.4.生化学反応系の数理モデルである多元非線形連立微分方程式の自動導出および自動計算において,内蔵インタプリタの他に外部コンパイラの利用も可能にした.外部コンパイラを利用してもシミュレーション手続きは変わらず,ユーザーはコンパイラの操作を意識する必要はない.5.修正パウエル法,遺伝アルゴリズムおよびそれらのハイブリッド法である最適化アルゴリズムを用いて,実験結果等から得られた反応タイムコースデータから生化学反応系を表現する数理モデルの各種キネティックパラメータを自動的に推定することを可能にした.6.代謝マップ上の任意の生化学反応系をマウスでクリッピングすることにより,自動的にシミュレータ上にモデルとして構築することを可能にした.また,同時にシミュレーションに必要な各種キネティックパラメータをインターネット上のデータベースから自動収集することも可能である.開発したシミュレータは,Delphi言語によるWindows版およびJavaアプレット形式のマルチプラットホーム版である.1〜5はWindows版の拡張であり,6はマルチプラットホーム版の拡張である.本研究で開発したシミュレータを利用することにより,生化学反応系の解析が効果的に行われることが期待できる.また,数学やコンピュータの知識をほとんど必要とせずにコンピュータシミュレーションが可能であるので,生物化学システムの基礎教育にも有用であると思われる.

Yesterday's annual open 発 し た グ ラ フ ィ カ ル ユ ー ザ ー イ ン タ ー フ ェ ー ス (GUI) に よ る metabolic 経 road parsing シ ミ ュ レ ー タ basic シ ス テ ム に の function under line company, zhang を っ た. 1. ア ン ド ゥ, コ ピ ー, ペ ー ス ト な ど compiling function の の be filling line を い, operational の line up を っ た. 2. ユ ー ザ ー が others 々 counter 応 な を alone の ラ イ ブ ラ リ と し て define し, そ れ ら を design picture に free に configuration し て parsing line を う こ と を may に し た. 3. Specific の キ ネ テ ィ ッ ク パ ラ メ ー タ を certain interval で variations change さ せ て, そ の 応 answer の violations い を compare す る パ ラ メ ー タ ス キ ャ ン ニ ン グ を may に し た. 4. Biochemistry anti 応 is の mathematical モ デ ル で あ る particsun multivariate nonlinear differential equations の automatic export お よ び automatic computing に お い て, within 蔵 イ ン タ プ リ タ の he に external コ ン パ イ ラ の may use も に し た. External コ ン パ イ ラ を using し て も シ ミ ュ レ ー シ ョ ン hand 続 き は - わ ら ず, ユ ー ザ ー は コ ン パ イ ラ の を operation consciousness す る necessary は な い. 5. Fixed パ ウ エ ル method, but 伝 ア ル ゴ リ ズ ム お よ び そ れ ら の ハ イ ブ リ ッ ド method で あ る optimization ア ル ゴ リ ズ ム を with い て, be 験 results such as か ら must ら れ た anti 応 タ イ ム コ ー ス デ ー タ か ら department of biochemistry anti 応 を performance す る mathematical モ デ ル の various キ ネ テ ィ ッ ク パ ラ メ ー タ を automatic presumption に す る こ と を may に し た. 6 . Metabolic マ ッ プ の on arbitrary の department of biochemistry anti 応 を マ ウ ス で ク リ ッ ピ ン グ す る こ と に よ り, automatic に シ ミ ュ レ ー タ on に モ デ ル と し て build す る こ と を may に し た. ま た, at the same time に シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に な various necessary キ ネ テ ィ ッ ク パ ラ メ ー タ を イ ン タ ー ネ ッ ト on の デ ー タ ベ ー ス か ら す 収 set automatically Youdaoplaceholder0 である と る possibly である. Open 発 し た シ ミ ュ レ ー タ は, Delphi language に よ る Windows version お よ び Java ア プ レ ッ ト form の マ ル チ プ ラ ッ ト ホ ー ム version で あ る. 1 ~ 5 は Windows version の company, zhang で あ り, 6 は マ ル チ プ ラ ッ ト ホ ー ム version の company, zhang で あ る. This research で open 発 し た シ ミ ュ レ ー タ を using す る こ と に よ り, department of biochemistry anti 応 の parsing が に line of the unseen fruit わ れ る こ と が expect で き る. ま た, mathematics や コ ン ピ ュ ー タ の knowledge を ほ と ん ど necessary と せ ず に コ ン ピ ュ ー タ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が may で あ る の で, biochemistry シ ス テ ム の based education に も useful で あ Youdaoplaceholder0 think われる.

项目成果

Tadahiro Shimonobou, Jun Yoshimura, Tatsuya Sekiguchi, Masahiro Okamoto: "BEST-KIT : Development of Biochemical Engineering System Analyzing Tool-KIT"Proceedings of Process System Engineering Asia 2002. 357-362 (2002)

Tadahiro Shimonobou、Jun Yoshimura、Tatsuya Sekiguchi、Masahiro Okamoto：“BEST-KIT：生化工程系统分析工具-KIT 的开发”Proceedings of Process System Engineering Asia 2002. 357-362 (2002)

Masahiro Okamoto, Kenji Sakuraba, Jun Yoshimura, Kouji Tanaka, Jun-ichi ueno, Masakazu Mori, Tadahiro Shimonobou, Tatsuya Sekiguchi: "Web-based BEST-KIT : Development of Web-based Biochemical Engineering, System Analyzing Tool-KIT"Chem-Bio Informatics Jou

Masahiro Okamoto、Kenji Sakuraba、Jun Yoshimura、Kouji Tanaka、Jun-ichi ueno、Masakazu Mori、Tadahiro Shimonobou、Tatsuya Sekiguchi：“基于 Web 的 BEST-KIT：基于 Web 的生化工程、系统分析工具-KIT 的开发”Chem-