遺伝子発現過程のOIMによるシミュレーション

使用OIM模拟基因表达过程

基本信息

批准号：
12208018
负责人：
萩原正敏
金额：
--
依托单位：
Tokyo Medical and Dental University
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：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12208018/
关键词：
シミュレーション遺伝情報プログラム Biobje

项目摘要

発生・分化といった遺伝情報プログラムを理解する鍵は、位置と時間軸によって決定されている様々な遺伝子の転写制御機構を明らかにすることである。発生過程で細胞分化の運命決定を行う、ホメオボックス蛋白質などを代表する調節因子や基本因子の精製や遺伝子単離により、遺伝情報プログラムを担う物質的基盤、いわばハードの部分の解明が進んだ今、そのソフトにあたる制御機構の研究の推進が急務である。ところが、遺伝子発現過程は転写、mRNAプロセシング、mRNA輸送、翻訳など多段階反応を伴う複雑な反応過程で、さらにその反応過程は複数の蛋白のリン酸化やアセチル化などにより制御されている。これらの概念を表現し解析しうるシミュレーションモデルは未だ作られていない。これは、遺伝子発現の動的過程を測定するような実験系が存在しないため、基礎データが決定的に不足している上、細胞内位置情報や時間軸を考慮し、実測データと参照可能な生物シミュレーターモデルが存在しないためであると思われる。本研究は、遺伝子発現の動的過程を細胞内モニターしたうえで、動的遺伝子発現調節とダイナミックな細胞運命選択モデルをリンクしたシミュレーションモデルを樹立することを目標として本研究をスタートした。我々が考案したBiobje(当初はobject interference model(OIM)と呼んでいた)は細胞内のシグナル伝達や遺伝子発現過程を表現する新しいシミュレーターで、独自のstochasticモデルに一部deterministicな処理を加味している。Biobjeを用いることにより、細胞内の蛋白やmRNAの輸送や分解などといった現象を考慮したモデルを樹立することが可能となり、in silicoでの思考実験ができるようになった。現在、時計遺伝子の発現制御系において、細胞内の蛋白やmRNAの輸送や分解速度、核内転写部位などを様々に変化させて、Biobjeによる計算データと実測値との相関を調べている。今後は、Biobjeを多様な思考実験に適応できるよう、バージョンアップをしていく予定である。

理解遗传信息计划（例如发展和分化）的关键是阐明由其位置和时间轴确定的各种基因的转录调节机制。现在，在阐明执行与该软件相对应的调节机制的研究中，迫切需要阐明执行遗传信息程序的材料基础或隔离的材料基础的纯化和基因隔离，例如同源蛋白，例如同源蛋白，例如同源蛋白，例如同源蛋白。但是，基因表达过程是一个复杂的反应过程，涉及多个阶段反应，例如转录，mRNA加工，mRNA转运和翻译，并且反应过程由多种蛋白质的磷酸化和乙酰化进一步控制。尚未创建可以表达和分析这些概念的模拟模型。这被认为是因为没有实验系统来衡量基因表达的动态过程，并且存在基本数据的严重短缺，并且没有生物模拟器模型可以考虑到细胞内的位置信息和时轴。这项研究始于细胞内监测基因表达的动态过程，并建立了将动态基因表达调节与动态细胞命运选择模型联系起来的模拟模型。我们设计的BioBJE（最初称为对象干扰模型（OIM））是一个新的模拟器，它在细胞内表达信号传导和基因表达过程，并考虑到某些确定性处理中的某些确定性处理中。通过使用BioBje，可以建立一个模型，该模型考虑了现象，例如细胞内蛋白质和mRNA的转运和降解，从而可以在计算机思维实验中进行。当前，在时钟基因表达控制系统中，对细胞中蛋白质和mRNA的运输和降解速率以及核转录位点进行了各种变化，以及BioBJE计算出的数据与实际测量值之间的相关性。将来，我们计划升级BioBje，以适应各种思想实验。