遺伝子ネットワークの研究
1. 遺伝子スイッチとネットワークの理論
遺伝子発現のON, OFFスイッチングは、リプレッサーやアクチベータと呼ばれる転写因子蛋白質がDNAに結合することで制御されている。
これらの転写因子もまた、遺伝子の産物であるから、遺伝子スイッチはネットワークをつくっている。
このネットワークの働きを理解することは細胞をシステムとして理解するための重要な課題であり、多くの実験的研究が行われるようになってきた。
しかし、DNAは１ないし数分子であり、転写因子は1種類あたり数１０〜数１００個程度しか細胞内に存在しない。
そのため、試験管の中にマクロな数の分子がある通常の化学反応とは異なり、分子の個数の有限性に起因する大きなゆらぎが本質的であると考えられている。
この確率的なゆらぎを扱う理論的枠組みを開発し、遺伝子スイッチとネットワークを扱う新しい方法を研究する。
理論とシミュレーション、実験データを解釈するバイオインフォマティクスの手法を総合して、遺伝子ネットワークのダイナミクスを解明する。
M. Sasai & P.G. Wolynes, "Stochastic Gene Expression as a Many Body Problem", Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100(5) 2374-2379 (2003).
M. Yoda, T. Ushikubo, W. Inoue & M. Sasai, "Roles of noise in single and coupled multiple genetic oscillators", J. Chem. Phys. 126(11) 115101-1-11 (2007).
Y. Okabe, Y. Yagi & M. Sasai, "Effects of the DNA state fluctuation on single-cell dynamics of self-regulating gene", J. Chem. Phys. 127, 105107 (2007).
Y. Okabe & M. Sasai. "Stable stochastic dynamics in yeast cell cycle", Biophysical J. 93, 3451-3459 (2007).
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