閾値型反応ネットワークにおけるロバストなシグナル伝達機構の解明

阐明阈值响应网络中稳健的信号转导机制

基本信息

批准号：
10J05435
负责人：
井上雅世
金额：
$ 1.79万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

細胞は周りの環境変化に対し様々な応答を示す。そのうち適応応答は、生物種に依らず共通してみられる応答の1つである。細胞は環境変化に応じて一旦その状態を変化させるが、一定の時間が経過すると変化前と同じ状態に戻る。この様に環境が変化しても同じ細胞状態を実現できる適応応答は、生物システムに固有の特性である恒常性と関係していると考えられ、重要な細胞応答の1つである。細胞内ではこの適応応答は、遺伝子/タンパク質発現量の変化によって実現されている。酵母を用いた最近の分析実験において、環境中1条件の変化に対し、数百という非常に多くの遺伝子/タンパク質発現量が一斉に適応的に変化することが示されている。一方理論研究では、少数の遺伝子のみから構成されるネットワークモチーフ上で適応応答を示すためのメカニズムはよく理解されてきたが、実際の生物の様に多くの遺伝子が関与するネットワーク上で適応応答を実現するためのメカニズムについは分かっていなかった。そこで本研究では、数値的に遺伝子制御ネットワークを進化させることを通して、大自由度のネットワーク上で適応応答を示すためのメカニズムについて考察をおこなった。その結果、ほぼ全ての遺伝子が適応応答を示すという実験でみられた振舞を再現することができた。さらに、そのネットワークは従来の少数ネットワークモチーフとは異なるメカニズムをもつことを示し、大自由度適応応答系の基礎となるロジックを明らかにした。

细胞对其周围环境的变化表现出各种反应。其中，适应性反应是无论生物物种如何都常见的反应之一。细胞因环境变化而暂时改变其状态，但在一段时间后又恢复到变化前的状态。这种即使环境发生变化也能让细胞保持相同状态的适应性反应被认为与体内平衡有关，这是生物系统的固有特征，也是最重要的细胞反应之一。在细胞内，这种适应性反应是通过基因/蛋白质表达水平的变化来实现的。最近使用酵母进行的分析实验表明，数百个基因/蛋白质的表达水平会随着单一环境条件的变化而适应性地同时变化。另一方面，在理论研究中，对仅由少量基因组成的网络基序表现出适应性反应的机制已被充分了解。实现这一目标的机制尚不清楚。在这项研究中，我们对基因调控网络进行了数值演化，并研究了在大自由度网络中发生适应性反应的机制。结果，他们能够重现实验中观察到的行为，其中几乎所有基因都表现出适应性反应。此外，我们表明该网络具有与传统少数网络主题不同的机制，并阐明了大自由度自适应响应系统的底层逻辑。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Conflicted dissociation constant in two reaction mechanisms for heat shock response

热激响应的两种反应机制中存在冲突的解离常数

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masayo Inoue;Kunihiko Kaneko;Masayo Inoue;井上雅世
通讯作者：
井上雅世

2つのヒートショック反応系における反応機構の比較

两种热激反应体系的反应机理比较

DOI：
发表时间：
2012
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masayo Inoue;Kunihiko Kaneko;Masayo Inoue;井上雅世;井上雅世
通讯作者：
井上雅世

Weber's Law in Autocatalytic Reaction Networks

自催化反应网络中的韦伯定律

DOI：
发表时间：
2011
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masayo Inoue;Kunihiko Kaneko;Masayo Inoue;井上雅世;井上雅世;井上雅世;井上雅世;井上雅世
通讯作者：
井上雅世

Evolution of Cooperative Adaptive Response with Multi-degree of Freedom

多自由度协同自适应响应的演化

DOI：
发表时间：
2010
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masayo Inoue;Kunihiko Kaneko;Masayo Inoue;井上雅世;井上雅世;井上雅世;井上雅世;井上雅世;Masayo Inoue;Masayo Inoue;Masayo Inoue;Masayo Inoue;井上雅世
通讯作者：
井上雅世

Circuit architecture explains functional similarity of bacterial heat shock responses

电路结构解释了细菌热休克反应的功能相似性