CellMLで記述された細胞モデルのエディタ・計算エンジン・データベースの開発

开发用 CellML 编写的细胞模型的编辑器、计算引擎和数据库

• 批准号: 19650072
• 负责人: 野村 泰伸
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19650072/
• 关键词: ニューロインフォマティクス; システム生理学; CellML; データベース; 細胞膜; シミュレーション; 数理モデル; XML; Cell ML; フィジオーム; 計算エンジン; 細胞モデル; 生体モデル

本研究は,CellMLを活用したモデルベースの細胞機能・動態研究をより効率的に実施する枠組みの構築を目指した.現時点におけるCellMLにおける変数間の相互関係の記述は限定的である.すなわち,例えば,細胞膜とイオンチャネル,膜電位とカルシウムイオンといった種々のモデル構成要素間の関係は必ずしも具体的に記述されていない.このため,もしこのような関係をCellMLの記述から解釈するためには,CellMLの記述(変数名やその集合としてのコンポーネントの名前)に準拠した用語の意味を定義したオントロジーを構築し,それを用いたメタデータを各モデルに対して作成・付加しなければならない.また,メタデータを解釈し,モデルの理解に必要な情報を取り出すためのソフトウェアを開発しなければならない状況にある.そこで,CellMLのドキュメント構造解析を行うパーサーを開発し,細胞に限らず複数の構成要素からなる様々な3次元構造物の形状が記述できるデータ構造を検討・開発した.特に,物理的構造の階層性,連結性,包含関係などを論理的に扱える枠組みを構築した.これによって,細胞・細胞器官の3次元形状,お互いの相対的位置関係を含む細胞の構造を記述することを可能にした.さらに,物理的構造と並列して,事象や概念を要素とし,数学的構造で記述されるような概念的要素間の論理的関係を物理的構造と同様に記述できるデータ構造を開発した.

本研究旨在构建一个框架，使用 CellML 更有效地进行基于模型的细胞功能和动力学研究。目前，CellML 中对变量之间相互关系的描述是有限的。例如，细胞膜等各种模型组件之间的关系而离子通道、膜电位和钙离子则不一定是具体的。因此，为了从CellML描述中解释这种关系，需要创建一个本体来定义符合CellML描述的术语的含义（变量名称和作为一组变量的组件名称），并创建和添加元数据。另外，将其用于每个模型。因此，我们现在面临的情况是，我们需要开发软件来提取理解模型所需的信息，因此，我们开发了一个分析CellML文档结构的解析器，并且我们开发了一个分析CellML结构的解析器。我们研究并开发了一种可以描述三维结构形状的数据结构。特别是，我们研究了物理结构的层次结构、连通性和包含关系。这使得描述细胞的结构成为可能，包括细胞和细胞器的三维形状以及它们之间的相对位置。我们开发了一种使用事件和概念作为元素并可以描述逻辑关系的数据结构。以与物理结构相同的方式描述数学结构中的概念元素之间的关系。

项目成果

生体機能モデリング統合プラットフォーム(in silico IDE)におけるCellML互換機能の開発

生物功能建模集成平台（in silico IDE）中CellML兼容功能的开发

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Miura;et al.;野村泰伸;鈴木康之;鈴木康之ら;鈴木康之ら
• 通讯作者: 鈴木康之ら

A Physiome project and related cahllenges in Japan

日本的 Physiome 项目和相关挑战

• 发表时间: 2007
• 作者: S. Miura;et al.;野村泰伸;鈴木康之;鈴木康之ら;鈴木康之ら;T Nomura
• 通讯作者: T Nomura

フィジオームプロジェクトの課題

Physiome 项目面临的挑战

• 发表时间: 2007
• 期刊: 電気学会論文誌 C 127
• 作者: S. Miura;et al.;野村泰伸
• 通讯作者: 野村泰伸

生体機能モデリング統合開発環境insilicoIDE の開発

开发生物功能建模集成开发环境insilicoIDE

• 发表时间: 2008
• 作者: S. Miura;et al.;野村泰伸;鈴木康之;鈴木康之ら
• 通讯作者: 鈴木康之ら

Stochastic simulations on a model of circadian rhythm generation

昼夜节律生成模型的随机模拟

• 发表时间: 2008
• 期刊: BioSysterns 93
• 作者: S. Miura;et al.
• 通讯作者: et al.