慶應義塾大学学術情報リポジトリ(KOARA)KeiO Associated Repository of Academic resources

慶應義塾大学学術情報リポジトリ(KOARA)

ホーム  »»  アイテム一覧  »»  アイテム詳細

アイテム詳細

アイテムタイプ Article
ID
2018000005-20180235  
プレビュー
画像
thumbnail  
キャプション  
本文
2018000005-20180235.pdf
Type :application/pdf Download
Size :121.4 KB
Last updated :Oct 24, 2022
Downloads : 103

Total downloads since Oct 24, 2022 : 103
 
本文公開日
 
タイトル
タイトル 微小化学反応系における確率ゆらぎのフィードバック制御理論と実験基盤の構築  
カナ ビショウ カガク ハンノウケイ ニ オケル カクリツ ユラギ ノ フィードバック セイギョ リロン ト ジッケン キバン ノ コウチク  
ローマ字 Bishō kagaku hannōkei ni okeru kakuritsu yuragi no fīdobakku seigyo riron to jikken kiban no kōchiku  
別タイトル
名前 Feedback control theory and experimental platform for designing stochastic chemical reactions  
カナ  
ローマ字  
著者
名前 堀, 豊  
カナ ホリ, ユタカ  
ローマ字 Hori, Yutaka  
所属 慶應義塾大学理工学部助教 (有期)  
所属(翻訳)  
役割 Research team head  
外部リンク  
 
出版地
 
出版者
名前 慶應義塾大学  
カナ ケイオウ ギジュク ダイガク  
ローマ字 Keiō gijuku daigaku  
日付
出版年(from:yyyy) 2019  
出版年(to:yyyy)  
作成日(yyyy-mm-dd)  
更新日(yyyy-mm-dd)  
記録日(yyyy-mm-dd)  
形態
1 pdf  
上位タイトル
名前 学事振興資金研究成果実績報告書  
翻訳  
 
 
2018  
 
開始ページ  
終了ページ  
ISSN
 
ISBN
 
DOI
URI
JaLCDOI
NII論文ID
 
医中誌ID
 
その他ID
 
博士論文情報
学位授与番号  
学位授与年月日  
学位名  
学位授与機関  
抄録
本研究の目的は,細胞のような微小体積の空間で生じる確率的な生化学反応系のダイナミクスを,制御理論,遺伝子組み換え,およびマイクロ流路等のデバイスを用いて系統的に構築するためのモデルベースの設計理論と実験基盤を提案することである.最終年度である本年度は,昨年度までに構築済みの設計理論と実験基盤をさらに発展させ,論文投稿,および学会発表を行った.
昨年度までに提案済みの確率的化学反応の設計論では,確率的に振る舞う反応系を設計するために,定常状態における平均,分散,CVなどの統計量を用いて仕様を指定し,仕様を満たす生体分子回路のパラメタを数理最適化で系統的に求めることができた.そこで本年度は,この理論を拡張することで,反応の「過渡状態」における統計量を指定して生体分子回路を新たに設計できるようにし,数値例を用いて理論の検証を行った.さらに,提案した数値最適化を研究代表者らが以前構築した生体分子時相論理回路 (Mol. Syst. Biol., 2016, 12(5), 869) の設計に応用し,提案法を用いて時相論理回路のパラメタ空間を効率的かつ体系的に探索して所望の仕様を満たす回路を設計できることを示した.
また,昨年度までに構築した「生体分子回路への外部入力を実時間で制御可能なマイクロ流路実験系」および「反応を並列最適化可能なドロップレット(油中液滴)」が生体分子回路の設計に有用であることを検証するために,「AND回路」や「DNA温度計」などの複数の生体分子回路の入出力応答(動的な刺激入力に対する蛍光出力強度)を顕微鏡で取得した.蛍光の経時データを用いて反応系の数理モデルを構築し,モデルの出力を実験結果と比較することで,提案法がモデルの同定,およびモデルベースの生体分子回路設計に有用であることを示した.
The objective of this research is to develop theoretical and experimental platforms to analyze and design the dynamics of stochastic biomolecular reactions (stochastic biomolecular circuits) by combining feedback control theory, genetic engineering and microfluidic devices. In FY 2018, which is the last year of the grant, we continued developing circuit design theory and an experimental platform and published a journal paper summarizing these results.
The design theory that we developed by last year enabled optimization-based synthesis of stochastic biomolecular circuits based on statistical specifications such as the mean, the variance and the coefficient of variation. This framework was, however, applicable only to the steady state reactions. In other words, the method could be applied only to the design of the end point statistics. In FY 2018, we extended the proposed method and enabled an optimization design of dynamic (transient) statistics. Using the proposed approach, we demonstrated systematic parameter space exploration of the temporal logic gate circuit (Mol. Syst. Biol., 2016, 12(5), 869).
We also acquired input-output responses (fluorescence output for dynamic inputs to the circuit) of biomolecular circuits using the microfluidic and droplet platforms that we developed in FY 2016 and FY 2017. Using the time-series data of the fluorescence output, we built mathematical models of multiple biomolecular circuits including AND gate and DNA thermometer. The developed model showed good agreement with the experimental data.
 
目次

 
キーワード
 
NDC
 
注記

 
言語
日本語  

英語  
資源タイプ
text  
ジャンル
Research Paper  
著者版フラグ
publisher  
関連DOI
アクセス条件

 
最終更新日
Oct 24, 2022 13:38:01  
作成日
Oct 24, 2022 13:38:01  
所有者
mediacenter
 
更新履歴
Oct 24, 2022    インデックス を変更
 
インデックス
/ Public / 塾内助成報告書 / 学事振興資金研究成果実績報告書 / 2018年度
 
関連アイテム
 

ランキング

最も多く閲覧されたアイテム
1位 「危険の予見可能... (929) 1st
2位 慶應義塾大学日吉... (851)
3位 故意犯と過失犯の... (698)
4位 731部隊と細菌戦 ... (430)
5位 新自由主義に抗す... (408)

最も多くダウンロードされたアイテム
1位 アセトアニリドの... (856) 1st
2位 731部隊と細菌戦 ... (650)
3位 刑法における因果... (640)
4位 酢酸エステル類の... (629)
5位 インフルエンサー... (598)

LINK

慶應義塾ホームページへ
慶應義塾大学メディアセンターデジタルコレクション
慶應義塾大学メディアセンター本部
慶應義塾研究者情報データベース