バイオインフォーマティクスと数理解析から
生物のダイナミックスを探る

　生命科学で得られる大量の実験データからの生物学的な意味を抽出する既知のデータをマイニングする方法論の開発、階層構造を意識した数理モデルの構築など、統計物理学、多体問題、ダイナミックスといった観点から生命現象を数理的にとらえることを目標にしている。　実用性を重視して、実験データの解析を進めている。

　近年得られるようになった大量のデータから統計解析や情報理論だけからのアプローチで生命現象をとらえることは困難である。一方、原子レベルのシミュレーションだけでは対象とする時空間のスケールが小さいため、階層性と協調性のある生命現象を理解することは困難である。そこで、新しい発見をめざして、抽象化された数理モデルによるシミュレーションを多用した新たなマイニング方法を探索し、階層性と協調性を内在するモデルから生命現象の理解を試みる。

実験結果から：生命のシステム的理解のための数理解析

• 転写過程の数理：
• 熱力学と情報処理の解明のためのモデリング
• 転写の一次元輸送のセルオートマトンシミュレーション
• DNAループ構造と蛋白質のダイナミックス
• 細胞の遊走のダイナミクス：
• 相関解析と運動のモデリング

新たなデータマイニング手法：
文献情報処理とシミュレーションの結果の活用

• アミノ酸配列と分子シミュレーションの結果からを用いた、抗原と抗体の界面の
  3次元構造予測
• 高速シーケンサーを用いた蛋白質とDNA（RNA）への結合データの統計解析、
  視覚化のための表示方法の開発
  　　　　（例：http://covercontest.embo.org/Gallery_2011.html#81）
• 文献情報を用いた蛋白質-蛋白質、遺伝子間相互作用解析からの機能推定

情報処理基盤の利用技術の開発とシステムの維持管理

• 実験結果を効率的に整理し、次の発見のための予測を効率的に行なう情報基盤の
  開発を推進

これらの研究成果をもとに更なる研究の深化を先端研の他部署、他の部局特に数理科学研究科と連携して進め、産官学の連携も進めている。