研究者詳細 - 倉田　博之

論文 - 倉田　博之

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スペクトル法によるタンパク質相互作用ネットワークのモジュール分解査読有り

井上健太郎, Li Weijiang, 倉田博之

情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 = IPSJ SIG technical reports ( 社団法人情報処理学会 ) 17 H1 - H4 2009年05月

担当区分：責任著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

タンパク質相互作用 (PPI) ネットワークをモジュール分解するためにさまざまクラスタリング法が提案されているが、高速に正確なモジュールを発見する手法が確立されていない。本研究では、従来のスペクトル法に新規のベキ乗因子を加えることで、複雑なネットワークのわずかな幾何学的差を見いだし、クラスタに分解することができた。 PPI に存在する生体機能モジュールを位相幾何学的に見つけ出すための手法を開発した。

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007990807

Two-phase search (TPS) method: Nonbiased and high-speed parameter search for dynamic models of biochemical networks 査読有り

Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata

IPSJ Transaction on Bioinformatics ２ 2 - 14 2009年04月

Maximum entropy decomposition of flux distribution at steady state to elementary modes 査読有り

Quanyu Zhao, Hiroyuki Kurata

J Biosci Bioeng 107 84 - 89 2009年03月

A gradual update method for simulating the steady-state solution of stiff differential equations in metabolic circuits 査読有り

Emi Shiraishi, Kazuhiro Maeda, Hiroyuki Kurata

Bioproc.Biosyst.Eng. 32 283 - 288 2009年02月

Maximum entropy decomposition of flux distribution at steady state to elementary modes 査読有り

Zhao Quanyu, Kurata Hiroyuki

Journal of bioscience and bioengineering ( 公益社団法人日本生物工学会 ) 107 ( 1 ) 84 - 89 2009年01月

担当区分：責任著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Enzyme Control Flux (ECF) is a method of correlating enzyme activity and flux distribution. The advantage of ECF is that the measurement integrates proteome data with metabolic flux analysis through Elementary Modes (EMs). But there are a few methods of effectively determining the Elementary Mode Coefficient (EMC) in cases where no objective biological function is available. Therefore, we proposed a new algorithm implementing the maximum entropy principle (MEP) as an objective function for estimating the EMC. To demonstrate the feasibility of using the MEP in this way, we compared it with Linear Programming and Quadratic Programming for modeling the metabolic networks of Chinese Hamster Ovary, Escherichia coli, and Saccharomyces cerevisiae cells. The use of the MEP presents the most plausible distribution of EMCs in the absence of any biological hypotheses describing the physiological state of cells, thereby enhancing the prediction accuracy of the flux distribution in various mutants.

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110007042031

Two-phase Search (TPS) Method: Nonbiased and High-speed Parameter Search for Dynamic Models of Biochemical Networks 査読有り

Maeda Kazuhiro, Kurata Hiroyuki

Information and Media Technologies ( Information and Media Technologies 編集運営会議 ) 4 ( 2 ) 377 - 389 2009年01月

担当区分：責任著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Dynamic simulations are essential for understanding the mechanism of how biochemical networks generate robust properties to environmental stresses or genetic changes. However, typical dynamic modeling and analysis yield only local properties regarding a particular choice of plausible values of kinetic parameters, because it is hard to measure the exact values <i>in vivo</i>. Global and firm analyses are needed that consider how the changes in parameter values affect the results. A typical solution is to systematically analyze the dynamic behaviors in large parameter space by searching all plausible parameter values without any biases. However, a random search needs an enormous number of trials to obtain such parameter values. Ordinary evolutionary searches swiftly obtain plausible parameters but the searches are biased. To overcome these problems, we propose the two-phase search method that consists of a random search and an evolutionary search to effectively explore all possible solution vectors of kinetic parameters satisfying the target dynamics. We demonstrate that the proposed method enables a nonbiased and high-speed parameter search for dynamic models of biochemical networks through its applications to several benchmark functions and to the <i>E. coli</i> heat shock response model.

DOI： 10.11185/imt.4.377

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/130000120679

Maximum entropy decomposition of flux distribution at steady state to elementary modes 査読有り

Zhao Q., Kurata H.

Journal of Bioscience and Bioengineering 107 ( 1 ) 84 - 89 2009年01月

担当区分：責任著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）

DOI： 10.1016/j.jbiosc.2008.09.011

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=58149279036&origin=inward

CADLIVE: Computer aided design of biochemical systems 査読有り

倉田　博之

Supplement of Journal of Biotechnology:13 th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2008) I4-O-001 2008年10月

Computer-aided rational design of the phosphotransferase system for enhanced glucose uptake in Escherichia coli. 査読有り

Yousuke Nishio, Yoshihiro Usuda, Kazuhiko Matsui, Hiroyuki Kurata

Supplement of Journal of Biotechnology:13 th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2008) I1-O-071 2008年10月

バイオテクノロジー査読有り

酒井康行, 中野秀雄, 吉本誠, 倉田博之, 池田宰, 橋本篤

化学工学 = CHEMICAL ENGINEERING OF JAPAN 72 ( 10 ) 551 - 557 2008年10月

Prediction of flux distribution of mutants by enzyme control fluxes with maximum entropy principal 査読有り

Quanyu Zhao, Hiroyuki Kurata

Supplement of Journal of Biotechnology: 13 th International Biotechnology Symposium and Exhibition (IBS2008) 2008年10月

Two-phase search (TPS) 法 : 動的生化学ネットワークモデルの偏りのない効率的なパラメータ探索査読有り

前田和勲, 倉田博之

情報処理学会研究報告. BIO, バイオ情報学 = IPSJ SIG technical reports ( 一般社団法人情報処理学会 ) 14 9 - 12 2008年09月

担当区分：責任著者記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

ダイナミックシミュレーションは環境ストレスや遺伝的変化に対してロバストネスを生み出す生化学ネットワークのメカニズムの解明に不可欠である。しかし、これまでに行われた多くのシミュレーションや解析は特定の速度パラメータ値に依存している。速度パラメータの正確な測定は困難であるので、特定のパラメータ値に依存するのではなく、パラメータ値の変化が与える影響を考慮した解析が必要である。これを可能にするためには細胞内の挙動を再現しうる全ての速度パラメータ値を広い探索空間から偏りなく探し出さなければならない。本稿では、ランダム探索と進化的探索を組み合わせた新しいパラメータ探索法、Two-phase search法を提案する。そして、この手法が偏りなく効率的に速度パラメータを探索できることを示す。

CiNii Article

その他リンク： https://ci.nii.ac.jp/naid/110006967151

動的生化学ネットワークモデルの偏りのない効率的なパラメータ探索

前田和勲，倉田博之

情報処理学会研究報告 BIO-14 9 - 12 2008年08月

Visualizing global properties of large complex networks 査読有り

Li W., Kurata H.

PLoS ONE 3 ( 7 ) 2008年07月

担当区分：責任著者掲載種別：研究論文（学術雑誌）

For complex biological networks, graphical representations are highly desired for understanding some design principles, but few drawing methods are available that capture topological features of a large and highly heterogenous network, such as a protein interaction network. Here we propose the circular perspective drawing (CPD) method to visualize global structures of large complex networks. The presented CPD combines the quasi-continuous search (QCS) analogous to the steepest descent method with a random node swapping strategy for an enhanced calculation speed. The CPD depicts a network in an aesthetic manner by showing connection patterns between different parts of the network instead of detailed links between nodes. Global structural features of networks exhibited by CPD provide clues toward a comprehensive understanding of the network organizations. © 2008 Li, Kurata.

DOI： 10.1371/journal.pone.0002541

Scopus

その他リンク： https://www.scopus.com/inward/record.uri?partnerID=HzOxMe3b&scp=49749109867&origin=inward

Estimation of Intracellular Flux Distribution under Underdetermined and Uncertain Conditions by Maximum Entropy Principle 査読有り

Quanyu Zhao,Hiroyuki Kurata

Chin J Biotech Chin 24: 24 21352136 - 21352136 2008年04月

Maximum entropy decomposition of flux distribution at steadystate to elementary modes 査読有り

Quanyu Zhao,Hiroyuki Kurata

J Biosci Bioeng 107 8489 - 8489 2008年04月

A gradual update method for simulating the steady-state solution of stiff differential equations in metabolic circuits 査読有り

Emi Shiraishi Kazuhiro Maeda Hiroyuki Kurata

Bioprocess Biosyst. Eng 32 283288 - 283288 2008年04月

Visualizing Global Properties of Large Complex Networks 査読有り

Li W.,Kurata H.

PLoS ONE 3 e2541 - e2541 2008年04月

Computer-aided rational design of the phosphotransferase system for enhanced glucose uptake in Escherichia coli 査読有り

Yousuke Nishio,Yoshihiro Usuda,Kazuhiko Matsui,Hiroyuki Kurata

Molecular Systems Biology 4 160 - 160 2008年04月

Two-phase search (TPS) method: Nonbiased and efficient parameter search for dynamic models of biochemical networks.

Maeda,K.,Kurata,H.

IPSJ SIG Technical Report BIO-14 9 - 12 2008年04月

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