定例研究会

第2回分子サイバネティクス・第46回分子ロボティクス定例研究会(オンライン)

2021.04.28

(当イベントは終了しました)

2021年5月10日(月)に第2回分子サイバネティクス・第46回分子ロボティクス定例研究会(オンライン)
を開催いたします。今回は線虫の神経ネットワークの数理モデリングやデータ計測・解析の話題に加え,
生化学システムの動力学シミュレーションについて,最前線でご活躍中の先生方にご講演を頂きます。
奮ってご参加ください。研究会終了後にオンライン形式ではございますが,交流会も行います。

お近くで興味を持たれそうな方に回覧いただければ幸いです。
皆様のご参加をお待ちしております。

===== <研究会情報> =====
主催:科研費学術変革領域(A)「分子サイバネティクス」
後援:計測自動制御学会システム情報部門「知能分子ロボティクス調査研究会」
日時:5月10日(月曜日 14:00~17:00頃予定)*研究会後に交流会を予定
場所:ZoomのURLを追って連絡いたします.
参加費:無料

参加申し込み

*申し込みをされた方に5月7日(金)にZoomミーティング情報を配信します。入力されたメールアドレスを利用するため入力ミスにはお気をつけください。
*なお,5月7日(金) 15:00までにZoomミーティング情報が届かない場合は,お手数ですが,下記<お問い合わせ>までご連絡ください。

===== <プログラム> =====
【講演1】
岩崎 唯史 先生(茨城大学)
演題:線虫の神経系制御機構の理解に向けた数理モデリングと全脳活動データ解析
要旨:線虫C. elegansの神経系はわずか302個の神経細胞で構成されているが、機械刺激への順応性、化学走性や温度走性に関する記憶・学習能力を示す。また、全神経細胞間のシナプス結合(神経回路のトポロジー)が分かっている唯一の生物として知られ、近年カルシウムイメージングにより全中枢神経細胞の活動が非侵襲的に測定されている。ここで、シナプス結合はあくまで情報伝達が可能な経路であり、情報処理時に実際に”使用”されているとは限らない。本講演では、全中枢神経活動データに対して時系列解析を行い、神経細胞間のシグナル経路(実際に使っているシナプス)を推定し、神経回路構造(使用可能なシナプス)と比較をした結果について紹介する。また、線虫のある匂い感受性ニューロンはそれ単体で匂い刺激に対する学習・順応応答を示す。そこで、単一細胞内のシグナル伝達を生体分子の化学反応式で表現した学習・順応モデルについても紹介したい。

【講演2】
徳永 旭将 先生(九州工業大学)
演題:線虫C.elegansの細胞レベルの膜電位/カルシウム同時イメージング確立に向けて
要旨:遺伝子コード型のCa2+センサー(GECI)は, 生物の神経活動動態を調べるための強力な手段として用いられてきた。一方で, 生物の情報処理の仕組みを理解するためには, Ca2+濃度だけではなく膜電位の変動を知ることが重要である。我々は遺伝子コード型膜電位センサー(GEVI)の一種であるpaQuasAr3を用い, モデル生物である線虫C.elegansの膜電位動態を細胞レベルでイメージングする技術の開発を進めている。GEVIは蛍光が弱いことが欠点であるが, データ科学的手法を導入することで, 細胞レベルの膜電位/ Ca2+の同時イメージングが実現されつつある。特に, 線虫の嗅覚神経の1つであるAWAに対しては, 外部刺激と明確に対応する膜電位変動を, 高い再現性で測定することに成功している。現在, 高速共焦点顕微鏡を用いた4Dイメージングに基づき, 複数細胞の膜電位/ Ca2+動態をイメージングを目指している。講演では, 現状の課題と, 中枢神経系の膜電位ダイナミクスが明らかになることで期待できる新たな展開について述べる。

【講演3】
前田 和勲 先生(九州工業大学)
演題:動力学シミュレーションを使った生化学システムの理解と設計
要旨:動力学モデルを使ったシミュレーションは、生化学システムを理解する上で不可欠である。しかし、動力学モデルの開発に必要な生化学パラメータなどの情報は不足している。また、実験で測定された生化学パラメータや分子濃度には測定誤差がある。この発表では、このような生物学特有のシミュレーションの難しさを克服する方法について、生物振動系や大腸菌窒素代謝系の実例を挙げて説明する。最近では、ゲノム合成技術の発展によって生物を改変する自由度が飛躍的に高まっている。しかし、有用物質生産のような欲しい機能を持つ細胞を設計するには、現在でも多くの実験が必要である。そこで、この発表の後半部分では、動力学シミュレーションを使った細胞設計の研究について紹介する。

13:30-14:00 受付
14:00-14:05 開会の挨拶
14:05-14:35 岩崎先生のご講演
14:35-14:45 質疑応答
14:45-14:50 休憩
14:50-15:20 徳永先生のご講演
15:20-15:30 質疑応答
15:30-15:35 休憩
15:35-16:05 前田先生のご講演
16:05-16:15 質疑応答
16:20頃に閉会

16:30-17:30 交流会(オンライン)