高機能ペトリネットによる動的生命パスウェイモデルの視覚的デバッグ手法の開発と適用

蛋白質の強制発現、遺伝子破壊、活性型あるいは抑制型変異蛋白質の発現、強制リン酸化、移行シグナルドメインの削除、薬剤の投与などの一般的な生物実験によってでてくる、タンパク質の相互作用、局在情報、タンパク質・DNA相互作用情報のさまざまな計測結果が、どのような生物学的な特性を計測したものであり、どの程度の信頼度に分類され、どのような制限規則として利用ができるのかを数学的に定式化し整理することを推進した。さらに、この定式化された情報を元にペトリネットのもつ視覚的に表現できるという特徴を最大限に活かしてこれらの事実を簡潔にパスウェイの制限規則として表現できる方式と理論を申請者が開発した高機能ペトリネットHFPNeを発展させることを検討した。高機能ペトリネットを用い、EGF刺激によるシグナル伝達経路のモデルを学術論文を精読することで構築し、さらにSILAC法によって計測されたプロテオミクス時系列データを利用することで、より適切なモデルを推定する方法論と実装を開発し成果をあげてきた。本研究課題ではさらに、生体内パスウェイをペトリネットで効率よくモデル化できるように、オントロジー言語の規格の1つOWLを用いて動的なパスウェイをモデル化するための規則を策定した。この規格に基づき、ヒトパスウェイデータベースの公共データベースの1つ、Reactomeで採用されているパスウェイデータベースを、変換し動的なパスウェイデータベースとして変換する方法を考案し、本研究課題の目的とする、動的生命パスウェイモデルの視覚的デバッグができる環境に取り込むことを達成した。

蛋白質の強制発現、遺伝子破壊、活性型あるいは抑制型変異蛋白質の発現、強制リン酸化、移行シグナルドメインの削除、薬剤の投与などの一般的な生物実験によってでてくる、タンパク質の相互作用、局在情報、タンパク質・DNA相互作用情報のさまざまな計測結果が、どのような生物学的な特性を計測したものであり、どの程度の信頼度に分類され、どのような制限規則として利用ができるのかを数学的に定式化し整理することを推進した。さらに、この定式化された情報を元にペトリネットのもつ視覚的に表現できるという特徴を最大限に活かしてこれらの事実を簡潔にパスウェイの制限規則として表現できる方式と理論を申請者が開発した高機能ペトリネットHFPNeを発展させることを検討した。高機能ペトリネットを用い、EGF刺激によるシグナル伝達経路のモデルを学術論文を精読することで構築し、さらにSILAC法によって計測されたプロテオミクス時系列データを利用することで、より適切なモデルを推定する方法論と実装を開発し成果をあげてきた。本研究課題ではさらに、生体内パスウェイをペトリネットで効率よくモデル化できるように、オントロジー言語の規格の1つOWLを用いて動的なパスウェイをモデル化するための規則を策定した。この規格に基づき、ヒトパスウェイデータベースの公共データベースの1つ、Reactomeで採用されているパスウェイデータベースを、変換し動的なパスウェイデータベースとして変換する方法を考案し、本研究課題の目的とする、動的生命パスウェイモデルの視覚的デバッグができる環境に取り込むことを達成した。