遺伝子活性化調節における過渡的状態のシミュレーション解析

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  • Simulation Analysis of Transient Phase of Gene Transcription

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抄録

遺伝子活性化の過程をManabe(1981)の報告にもとずいてモデル化しその過渡的状態を数値計算解析した。遺伝子群は最も簡単に制御部遺伝子におけるプロモーター領域、オペレーター領域および、RNAポリメラゼーが作用する領域で構成した。制御因子レプレッサーはオペレーター領域に結合し、RNAポリメラゼーによる遺伝子転写を抑制させ、誘導因子インデューサーはレプレッサーと結合するとレプレッサーに構造変化を引き起こしオペレーター領域から離脱し、一連の遺伝子を活性化させDNAの転写を開始させる。Manabe(1981)の解析をさらに発展させ、レプレッサー、インデューサー、RNAポリメラゼーの量も定数ではなく可変数としてこれらの過程を16個の非線形微分方程式で記述した。結合、解離定数は実験で報告されている値をもちいた。過渡的状態は個々の転写状態で特異的は挙動を呈した。本研究は遺伝子活性化の過渡的挙動を推定するのに有益である。
We analyzed transient changes of the dynamic activation processes of genes by numerical computational technique. The model is extended version of that proposed by Manabe(1981). The sequence of genes are composed of regulatory region, control region composed of the promoter and operator regions. The repressor when bound to the operator region inhibits the starting of transcription by RNA polymerase. When the repressor was caught by an inducer, the repressor is released from the operator gene and transcription starts. We have set the amount of repressor, inducer and RNA polyumerase as variables and described these activation sequence by 16 non linear differential equations. The rate constants were utilized from reported experimental data. The temporal changes of the species showed a characteristic pattern. The present modeling will be available for predicting the dynamic behavior of the gene activation process.

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