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概日時計入出力系の分子ネットワークモデル

生物钟输入/输出系统的分子网络模型

基本信息

批准号：
08J11127
负责人：
黒澤元
金额：
$ 0.51万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J11127/
关键词：
理論生物学システムバイオロジー定量生物学

项目摘要

概日時計は、劇的に変動する環境にあっても壊れない頑丈さと、重要な環境変化には応答するしなやかさを兼ね備えている。本研究は、この一見矛盾する2つの特性を創発するシステムの動作原理に、数理解析と検証実験の双方からせまる。本年度は次の3項目に集中して取り組んだ。明暗サイクルに対する概日リズム同調の数理モデル:光の情報は、細胞内で遺伝子とタンパク質の活性に変換される。カビやヒトなどでは、光が特定の遺伝子の活性化を引き起こす。この光応答様式を組み込んだ数理モデルを構築し、昼夜サイクルへの同調メカニズムを調べた。そして、明から暗への変化が同調に対して抑制的に働くことを発見した。以上の結果をとりまとめ論文を執筆した。現在、投稿準備中。概日周期ならびに細胞周期遺伝子の発現プロファイルの解析:哺乳類細胞のDNAチップダーク(三菱化学生命科学研の程肇主任研究員提供)の統計解析と、数理モデルの解析を組み合わせ、摂動実験に対する応答から環境同調に重要な分子ネットワークを推定する。本年度は、チップデータ解析により、既知の概日時計関連遺伝子と逆方向に応答する遺伝子群(細胞周期に関与すると示唆される遺伝子を含む)を発見した。一方で、数理モデルの解析を行って、培養細胞の実験結果は分子ネットワークの階層性によって説明できることを見いだした。来年度は理論仮説を検証する実験を実施する。再構成的アプローチによる生体振動の理論実験:これまでの研究で、振動に直接関与しないとされる遺伝子を組み合わせたキメラ遺伝子を培養細胞に遺伝子導入し、2〜4時間の振動を観察することに成功している(九大の松本顕助教・早大の岩崎秀雄准教授と共同)。本年度は振動の発振機構ならびに環境同調体制を細胞レベルで詳細に調べるため、細胞の培養条件やCCDカメラの観察条件の検討をおこなって一細胞発光モニタリング系を構築した。

In general, the environment of change and change is important. This study is based on two aspects: the principle of operation, mathematical analysis and verification. This year, we concentrated on three projects. Light and dark light are the main sources of light and dark. Light and dark are the main sources of light and dark. Light and dark are the main sources of light and dark. The activation of specific genes is initiated by light. The light response formula is composed of mathematical elements, and the day and night are coordinated. The light and darkness of the sky are the same. The above results were written. Currently, the submission is being prepared. Analysis of the occurrence of cell cycle genes in mammalian cells: Statistical analysis, mathematical analysis, assembly, and estimation of important molecular events related to environmental homology of mammalian DNA.(Courtesy of Dr. Shigeru, Director, Mitsubishi Chemical Life Sciences Research Institute) This year, we have developed a new generation of cell cycle related genes, known as gene expression vectors, and reverse gene expression vectors. The results of the analysis of molecular biology and mathematical chemistry and the results of cell culture are as follows: In the coming years, the theory of "theory" has been proved. The theory of vibration in living organisms: this research was successful in the introduction of vectors into cultured cells for 2 to 4 days, directly related to vibration (co-authored by Professor Matsumoto and Professor Hideo Iwasaki). This year, the vibration detection mechanism and the environmental coherence system of the cell were carefully adjusted, and the cell culture conditions and CCD detection conditions were discussed.