整数計画法を用いたブーリアンネットワークの解析・制御手法(システムバイオロジー,システムバイオロジー,一般) Analyzing Boolean Networks by Using Integer Programming

ブーリアンネットワークは遺伝子ネットワークの主要な離散モデルの一つであり,遺伝子ネットワークや他の生物情報ネットワークのモデル化や解析のために数多く利用されてきた.ブーリアンネットワークに関する様々な問題のうち,本稿では点アトラクター検出問題、制御系列計算問題,アトラクター制御問題について考察し,これらを統一的に取り扱うための整数計画法に基づく手法を提案する.さらにこの手法に関する計算機実験結果を示し,提案手法が中規模の問題を解くのに有用であることを示す.

The Boolean network (BN) model is known as a mathematical model of genetic networks and many studies have been done on BNs. In this technical report, we consider the following three problems on BNs: detection of a singleton attractor, finding a control strategy that brings a BN from a given initial state to the desired state, and control of attractors. We propose integer programming-based methods which solve these problems in a unified manner. We also present results of computational experiments, which suggest that the proposed methods are useful for solving moderate size instances of these problems.