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シグナル伝達経路のペトリネットによるモデル化

Researcher:Atsushi Mizuta

研究背景

シグナル伝達経路は、細胞の増殖・分化・生存と死等を制御しており、生体の適切な活動を維持するための重要な働きを担う。シグナル伝達の仕組みは、細胞内外に存在する分子やタンパク質による生化学反応の連鎖である。それらを経てシグナルは細胞膜から核内のDNAに伝えられる。分子生物学の発展により、多くの生命パスウェイの構成要素や仕組みが明らかになりつつあるが、いまだ解明されていない現象も多く存在する。そこで、近年では、これまでに蓄積された膨大な情報を計算機上で取り扱い、分子やその相互作用を説明・予測するような研究手法がとられる。その手法の一つとしてペトリネットによる手法がこれまでにいくつか提案されている。ペトリネットとはプレース・トランジション・アークを用いることによりシステムの挙動をシミュレーションできるツールである。


図1:ペトリネットの構成要素

 

研究目的

シグナル伝達経路をペトリネットを用いてモデル化することにより、反応時間のシミュレーションや生命パスウェイの解明を行っていく。

 

内容

ペトリネットを用いてシグナル伝達経路のモデル化を行っていく。まず、それぞれの細胞をプレースを用いてモデル化し、プレース中のマーク(トークン)をトランジションの発火により遷移させていく。そのプレースとトランジション間のトークンが遷移する方向を決定するのがアークである。これを用いてシグナル伝達経路の特徴に基づき、それをペトリネットによりモデル化し、生命パスウェイの解明に役立つ内容を探し、研究していく。


図2:シグナル伝達経路のペトリネットによるモデル化の例


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