分散遺伝的アルゴリズムを用いた代謝シミュレーションのためのパラメタ推定手法の開発

抄録

代謝の動的シミュレーションを行うには、全代謝物の初期濃度と全代謝反応の反応係数があらかじめ設定されている必要がある。しかしながら、全代謝物の濃度を質量分析装置から得ることは困難であり、また、反応係数も既知とは限らない。そこで、実験から得られた代謝データをよく再現するパラメタを分散遺伝的アルゴリズムによって推定する手法を開発した。推定したパラメタを用いて確率的シミュレーションを行い、実験で観測されたシロイヌナズナのアミノ酸生成過程を再現した。分散遺伝的アルゴリズムにより推定されたパラメタを用いた場合、遺伝的アルゴリズムによるパラメタを用いた場合と比べて、より実験で観測された代謝の挙動に近い結果を得ることができた。開発した手法により、実験で観測された代謝の相対変化をシミュレーションでよく再現するだけでなく、実験でデータが得られなかった代謝物の挙動についても予測値を得られることが示された。