JP2005222501A - Simulation system, display system, database and program regarding network in living body - Google Patents

Simulation system, display system, database and program regarding network in living body Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide technology regarding a simulation system which grasps change of a network in the living body with high accuracy. <P>SOLUTION: The simulation system of the network in the living body is provided with a network information acquisition part 123 which acquires a network model in the living body having a plurality of pieces of element data including names of elements in the living body and element states expressing chemical states or physical states in the elements in the living body, an element state update part 18 which adds or updates one or more pieces of element data according to a user's request, a network update part 19 which sequentially updates the element data included in the network in the living body in consideration of update of the element states by the element state update part 18 and reconstructs element relation in the network in the living body, and an output part 17 which presents information regarding the reconstructed network model in the living body to a user. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、生体内ネットワークに関するシミュレーションシステム、表示システム、データベースおよびプログラムに関する。   The present invention relates to a simulation system, a display system, a database, and a program related to an in vivo network.

生体内ネットワークとは、遺伝子が別な遺伝子を制御する関係を記述した遺伝子制御ネットワーク、二つのタンパク質が相互作用を起こすという関係を記述したタンパク質相互作用ネットワーク、化合物が酵素によって別な化合物になるという反応を記述した代謝パスウェイなどの生体内要素の要素状態や要素関係をネットワークで表現したものの総称である。   An in vivo network is a gene regulatory network that describes the relationship in which a gene controls another gene, a protein interaction network that describes a relationship in which two proteins interact, and that a compound becomes another compound by an enzyme It is a generic name for the network representation of element states and element relationships of in vivo elements such as metabolic pathways describing reactions.

近年、生体内ネットワークに関する研究が盛んに行われ、その成果の一部はインターネットを介して公開されている。そして、生体内における遺伝子やタンパク質、化合物の種類は膨大な数にのぼるため、研究者が生体内ネットワークから興味のある関係を検索し、部分的に表示できるシステムが必要とされている。   In recent years, research on in-vivo networks has been actively conducted, and some of the results have been made public via the Internet. Since the number of genes, proteins, and compounds in vivo is enormous, there is a need for a system that enables researchers to search and partially display relationships of interest from in vivo networks.

従来の生体内ネットワークシミュレーションシステムの一例は下記のようなものである。   An example of a conventional in-vivo network simulation system is as follows.

例えば、従来の生体内ネットワークシミュレーションシステムとしては、データベースに蓄積した遺伝子やタンパク質の要素情報および関係情報を用いて、要素をノード、関係をアークとするネットワークを再構成し、ディスプレイにネットワーク図を表示するシステムがある。このシステムでは、ユーザが入力デバイスから編集コマンドを入力することにより、ネットワーク編集を行うことができる。また、ユーザがデータベースに蓄積された関係情報を選択し特定の関係のみを選択的に表示でき、ネットワークを再構成するために始点の要素と終点の要素を指定することができる(例えば、特許文献1参照。)。   For example, as a conventional in vivo network simulation system, element information and relation information of genes and proteins accumulated in a database are used to reconfigure a network with elements as nodes and relationships as arcs, and display a network diagram on the display There is a system to do. In this system, network editing can be performed when a user inputs an editing command from an input device. In addition, the user can select relationship information stored in the database and selectively display only a specific relationship, and can specify a start point element and an end point element to reconfigure the network (for example, Patent Documents) 1).

また、従来の生体内ネットワークシミュレーションシステムとしては、生体内要素の種類、状態、生体内要素間の相互作用に対してそれぞれ要素図形を割り当て、生体内ネットワークを表示するシステムもある(例えば、特許文献2参照。)。
特開2002−91991号公報 特開2003−109019号公報
In addition, as a conventional in vivo network simulation system, there is also a system that displays an in vivo network by assigning element figures to the types and states of in vivo elements, and interactions between in vivo elements (for example, Patent Documents). 2).
JP 2002-91991 A JP 2003-109019 A

生体内ネットワークは複雑であるため、生体内ネットワークを研究しているユーザにとって、生体内要素の状態変化による影響を知ることは重要である。例えば、以下のようなケースが考えられる。リン酸化された状態のタンパク質Aとリン酸化された状態のタンパク質Bが結合し、タンパク質複合体ABを形成する。その複合体が染色体にとりつき、遺伝子Cが発現する。発現した遺伝子Cからタンパク質Dがさらに発現する。   Since in vivo networks are complex, it is important for users who are studying in vivo networks to know the effects of changes in the state of in vivo elements. For example, the following cases can be considered. Phosphorylated protein A and phosphorylated protein B bind to form a protein complex AB. The complex is attached to the chromosome and gene C is expressed. Protein D is further expressed from the expressed gene C.

このような場合、遺伝子やタンパク質などの生体内要素がある状態になり、条件を満たしたとき、要素間の関係が成立し、別な生体内要素の状態が変化するといった連鎖によって、生体内ネットワークが形成されている。   In such a case, the in vivo network such as a gene or protein is in a state where a relationship between the elements is established and the state of another in vivo element changes when the condition is satisfied. Is formed.

また、生体内ネットワークでは、一般に一つの生体内要素が複数の要素状態を持ち得る。例えば、同一の生体内要素でも、リン酸化された状態、リン酸化していない状態、イオン化している状態、イオン化していない状態などがあり得る。あるいは、細胞膜に存在する状態のときはリン酸化された状態になるが、他の場所ではならないなど、複数の状態が複雑に影響している場合もある。   In an in vivo network, generally, one in vivo element can have a plurality of element states. For example, even in the same in vivo element, there can be a phosphorylated state, a non-phosphorylated state, an ionized state, a non-ionized state, and the like. Alternatively, a plurality of states may have a complex influence, such as being in a phosphorylated state when present in the cell membrane, but not elsewhere.

従って、ユーザにとって、生体内要素の要素状態の変化による要素関係の成立と影響範囲の把握は非常に重要である。   Therefore, it is very important for the user to establish the element relation and grasp the influence range by the change of the element state of the in-vivo element.

従来の生体内ネットワークシミュレーションシステムには、遺伝子やタンパク質などの一つまたは複数の生体内要素の状態変化による影響範囲の把握が困難であるという点で改善の余地があった。その理由は、生体内要素間の要素状態の変化による要素関係の成立を考慮して生体内ネットワークを検索していないためである。   The conventional in vivo network simulation system has room for improvement in that it is difficult to grasp the range of influence due to a change in the state of one or more in vivo elements such as genes and proteins. This is because the in-vivo network is not searched in consideration of the establishment of the element relation due to the change in the element state between the in-vivo elements.

特許文献1および特許文献2に記載の従来の生体内ネットワークシミュレーションシステムは、ネットワーク形式に蓄えられたデータをそのまま表示するのみであり、生体内要素の要素状態の変化によって生体内要素間の要素関係が成立するか否かについてはほとんど考慮していない。そのため、生体内要素の状態変化による影響範囲を把握することが困難であるという点で改善の余地があった。   The conventional in-vivo network simulation system described in Patent Document 1 and Patent Document 2 only displays data stored in a network format as it is, and element relationships between in-vivo elements due to changes in element states of in-vivo elements. Whether or not is satisfied is hardly considered. Therefore, there is room for improvement in that it is difficult to grasp the range of influence due to the state change of the in-vivo element.

例えば、従来のシステムで上記の例を表示すると、タンパク質Aとタンパク質Bとタンパク質複合体ABと遺伝子Cとタンパク質Dをノードとし、これらの関係をアークで結んだ生体内ネットワークを表示するのみである。   For example, when the above example is displayed in a conventional system, only the in vivo network in which protein A, protein B, protein complex AB, gene C, and protein D are nodes and these relationships are connected by an arc is displayed. .

一方、現実の生体内では、タンパク質Aがリン酸化状態になっただけの場合、またはタンパク質Bがリン酸化状態になっただけの場合には、生体内ネットワークは形成されない場合もある。例えば、タンパク質Aがリン酸化状態であり、かつタンパク質Bがリン酸化状態のとき、初めて生体内要素間の要素関係が成立し生体内ネットワークが形成される場合が想定される。   On the other hand, in an actual living body, when protein A is only in a phosphorylated state or protein B is only in a phosphorylated state, the in vivo network may not be formed. For example, when protein A is in a phosphorylated state and protein B is in a phosphorylated state, it is assumed that an elemental relationship between in vivo elements is first established and an in vivo network is formed.

そのため、特許文献1に記載の生体内ネットワークシミュレーションシステムでは、生体内要素の要素状態の変化によって、どの生体内要素間のどのような要素関係が成立し、さらにどの生体内要素がどのような状態変化を起こすかといった、連鎖的な影響範囲を生体内の実際の現象を精度よく反映する形で把握することは困難である。   Therefore, in the in-vivo network simulation system described in Patent Document 1, what element relationship between which in-vivo elements is established and which in-vivo elements are in what state by changes in element states of in-vivo elements It is difficult to grasp the chained influence range, such as whether to change, in a form that accurately reflects the actual phenomenon in the living body.

また、特許文献2に記載の従来の生体内ネットワークシミュレーションシステムでは、生体内要素間の要素関係と要素状態に要素図形を割り当てて表示するが、要素関係が成立するための条件を考慮していない。そのため、生体内要素がどのような要素状態を持つかは把握できるが、その要素状態がどの範囲まで影響しているか、どの順番で影響しているかを把握することは困難である。   In addition, in the conventional in vivo network simulation system described in Patent Document 2, element graphics are assigned and displayed to element relations and element states between in vivo elements, but the conditions for establishing the element relations are not considered. . For this reason, it is possible to grasp what element state the in-vivo element has, but it is difficult to grasp to what extent the element state affects and in what order.

すなわち、特許文献2に記載の生体内ネットワークシミュレーションシステムでは、生体内要素をノード、要素関係をアーク、要素状態を示す図形をアークヘッドに割り当てるのみである。従って、要素関係が成立する条件を考慮していないため、二つの生体内要素間における要素状態は把握できるが、さらに多くの生体内要素間における要素状態の変化を把握することは困難である。   That is, in the in-vivo network simulation system described in Patent Literature 2, only in-vivo elements are assigned to nodes, element relations are arcs, and graphics indicating element states are only assigned to arc heads. Therefore, since the condition for establishing the element relationship is not taken into consideration, the element state between the two in vivo elements can be grasped, but it is difficult to grasp the change in the element state between many in vivo elements.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、生体内ネットワークの変化を精度よく把握することができるシミュレーションシステムに関する技術を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a technique related to a simulation system capable of accurately grasping a change in an in vivo network.

本発明によれば、複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係によりこの生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを解析対象とし、いずれかの生体内要素の状態が変動したときに生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを解析するシミュレーションシステムであって、生体内要素と、この生体内要素の要素状態とを含む要素データを複数有する生体内ネットワークモデルと、この生体内ネットワークモデルを取得し、ユーザの要求に応じ、この要素データを追加または更新し、この要素データの更新を考慮して、この生体内ネットワークを再構築する検索部を備えるシミュレーションシステムが提供される。   According to the present invention, a plurality of in-vivo elements are included, and the in-vivo elements are represented by an element relationship represented by a state change between in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A simulation system that analyzes an in vivo network model that describes the relationship between the in vivo elements and analyzes how the element relation between in vivo elements changes when the state of any in vivo element changes. An in-vivo network model having a plurality of element data including in-vivo elements and element states of the in-vivo elements, and acquiring the in-vivo network model, and adding or updating the element data according to a user request, In consideration of the update of the element data, a simulation system including a search unit for reconstructing the in-vivo network is provided.

本発明によれば、生体内要素の要素状態の変化によって生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを把握する構成であるため、ユーザの要求に応じて追加または更新された一以上の要素データにはじまる生体内ネットワークの変化を連鎖的に把握することとなり、生体内ネットワークの変化を精度よく把握することができる。   According to the present invention, since it is a configuration for grasping how the element relation between the in vivo elements changes due to the change in the element state of the in vivo element, one or more added or updated according to the user's request The change in the in-vivo network starting from the element data can be grasped in a chain manner, and the change in the in-vivo network can be grasped with high accuracy.

以上、本発明の構成について説明したが、これらの構成を任意に組み合わせたものも本発明の態様として有効である。また、本発明の表現を他のカテゴリーに変換したものもまた本発明の態様として有効である。   As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated, what combined these structures arbitrarily is effective as an aspect of this invention. Moreover, what converted the expression of this invention into the other category is also effective as an aspect of this invention.

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。   It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.

本発明によれば、生体内ネットワークの変化を精度よく把握することができるシミュレーションシステムに関する技術を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique regarding the simulation system which can grasp | ascertain the change of a biological network accurately can be provided.

本実施形態のシミュレーションシステムは、複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係によりこの生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを解析対象とし、いずれかの生体内要素の状態が変動したときに生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを解析するシミュレーションシステムであって、生体内要素の名称と、その生体内要素の化学的状態または物理的状態を表す要素状態とを含む要素データを複数有するこの生体内ネットワークモデルを取得するネットワーク情報取得部と、ユーザの要求に応じ、一以上のこの要素データを追加または更新する要素状態更新部と、この要素状態更新部による要素状態の更新を考慮してこの生体内ネットワークに含まれる要素データを順次更新し、この生体内ネットワークにおける要素関係を再構築するネットワーク更新部と、再構築された生体内ネットワークモデルに関する情報をこのユーザに提示する出力部と、を備えるシミュレーションシステムであってもよい。   The simulation system of the present embodiment includes a plurality of in-vivo elements, and this in-vivo is represented by an element relationship represented by a state change between in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A simulation system that analyzes in vivo network models that describe the relationship between elements and analyzes how the element relationship between in vivo elements changes when the state of any in vivo element changes. A network information acquisition unit for acquiring the in-vivo network model having a plurality of element data including a name of an in-vivo element and an element state representing a chemical state or a physical state of the in-vivo element, and a user request Depending on the element state update unit that adds or updates one or more of this element data and the element state update by this element state update unit. A network update unit that sequentially updates element data included in the in-vivo network, reconstructs element relationships in the in-vivo network, and an output unit that presents information regarding the reconstructed in-vivo network model to the user. The simulation system provided may be sufficient.

このような構成によっても、生体内要素の要素状態の変化によって生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを把握する構成であるため、ユーザの要求に応じて追加または更新された一以上の要素データにはじまる生体内ネットワークの変化を連鎖的に把握することとなり、生体内ネットワークの変化を精度よく把握することができる。   Even with such a configuration, it is a configuration for grasping how the element relation between the in vivo elements changes due to the change in the element state of the in vivo element. The change in the in-vivo network starting from the above element data is grasped in a chain manner, and the change in the in-vivo network can be grasped with high accuracy.

本実施形態のシミュレーションシステムにおいて、上記のネットワーク更新部は、追加または更新された上記の要素データを原因要素とする新たな要素関係を生成するとともにこの要素関係の結果要素に対応する要素データを上記の生体内ネットワークに追加する操作を順次実行するように構成してもよい。   In the simulation system of the present embodiment, the network update unit generates a new element relationship using the added or updated element data as a cause element, and transmits element data corresponding to a result element of the element relationship to the element data. You may comprise so that operation added to the in-vivo network may be performed sequentially.

このような構成により、生体内要素の要素関係が成立するための条件を考慮して生体内ネットワークに含まれる要素データを下流方向に順次更新するため、遺伝子やタンパク質などの生体内要素の状態変化による下流方向への生体内ネットワークへの影響の内容とその範囲をシミュレーションにより提示できる。   With this configuration, in order to sequentially update the element data contained in the in vivo network in the downstream direction in consideration of the conditions for establishing the element relation between the in vivo elements, the state change of in vivo elements such as genes and proteins The contents and range of the effect on the in-vivo network in the downstream direction can be presented by simulation.

また、本実施形態のシミュレーションシステムは、要素データを格納する要素テーブルと、1以上の原因要素の要素データにより指定される成立条件と、この成立条件を満たすときに生成される結果要素の要素データとを含む要素関係テーブルと、をさらに備え、上記のネットワーク更新部は、上記の要素関係テーブルを参照して、上記の生体内ネットワークモデルから上記の成立条件を構成する原因要素の要素データを抽出し、抽出された原因要素の要素データに対応する結果要素の要素データを生成し、生成された要素データを上記の生体内ネットワークに追加する操作を順次実行するように構成してもよい。   Further, the simulation system of the present embodiment includes an element table for storing element data, a satisfaction condition specified by element data of one or more cause elements, and element data of a result element generated when this satisfaction condition is satisfied And the network updating unit extracts the element data of the causal element constituting the establishment condition from the in-vivo network model with reference to the element relation table. The element data of the result element corresponding to the extracted element data of the cause element may be generated, and the operation of adding the generated element data to the in-vivo network may be sequentially executed.

このような構成により、上記の下流方向への更新を順次行うことができるので、遺伝子やタンパク質などの生体内要素の状態変化による下流方向への生体内ネットワークへの影響の内容とその範囲をシミュレーションにより提示できる。   With such a configuration, it is possible to perform the update in the downstream direction sequentially, so the contents and range of the effects on the in vivo network in the downstream direction due to changes in the state of in vivo elements such as genes and proteins are simulated. Can be presented.

あるいは、本実施形態のシミュレーションシステムにおいて、上記のネットワーク更新部は、追加または更新された上記の要素データを結果要素とする新たな要素関係を生成するとともにこの要素関係の原因要素に対応する要素データを上記の生体内ネットワークに追加する操作を順次実行するように構成してもよい。   Alternatively, in the simulation system of the present embodiment, the network update unit generates a new element relationship using the added or updated element data as a result element, and element data corresponding to a cause element of the element relationship May be configured to sequentially execute the operation of adding the above to the in-vivo network.

このような構成により、生体内要素の要素関係が成立するための条件を考慮して生体内ネットワークに含まれる要素データを上流方向に順次更新するため、遺伝子やタンパク質などの生体内要素の状態変化による上流方向への生体内ネットワークへの影響の内容とその範囲をシミュレーションにより提示できる。   With this configuration, in order to sequentially update the element data contained in the in vivo network in the upstream direction in consideration of the conditions for establishing the element relationship between the in vivo elements, the state change of in vivo elements such as genes and proteins The contents and range of the effect on the in vivo network in the upstream direction can be presented by simulation.

また、本実施形態のシミュレーションシステムは、要素データを格納する要素テーブルと、1以上の結果要素の要素データにより指定される成立結果と、この成立結果を生成する原因となる原因要素の要素データとを含む要素関係テーブルと、をさらに備え、上記のネットワーク更新部は、上記の要素関係テーブルを参照して、上記の生体内ネットワークモデルから上記の成立結果を構成する結果要素の要素データを抽出し、抽出された結果要素の要素データに対応する原因要素の要素データを生成し、生成された要素データを上記の生体内ネットワークに追加する操作を順次実行するように構成してもよい。   In addition, the simulation system of the present embodiment includes an element table that stores element data, a formation result specified by element data of one or more result elements, and element data of a cause element that causes the formation result to be generated. And the network update unit extracts the element data of the result elements constituting the establishment result from the in-vivo network model with reference to the element relation table. The element data of the cause element corresponding to the element data of the extracted result element may be generated, and the operation of adding the generated element data to the in-vivo network may be sequentially executed.

このような構成により、上記の上流方向への更新を順次行うことができるので、遺伝子やタンパク質などの生体内要素の状態変化による上流方向への生体内ネットワークへの影響の内容とその範囲をシミュレーションにより提示できる。   With this configuration, it is possible to sequentially perform the above-mentioned update in the upstream direction, so the contents and range of the effects on the in-vivo network in the upstream direction due to changes in the state of in vivo elements such as genes and proteins are simulated. Can be presented.

また、本実施形態のシミュレーションシステムにおいて、上記の要素状態更新部は、上記のユーザの要求に応じ、2以上の上記の要素データを追加または更新し、上記のネットワーク更新部は、上記の要素状態更新部による要素状態の更新を考慮して上記の生体内ネットワークに含まれる要素データを順次更新し、上記の生体内ネットワークにおける2以上の上記の要素データ間を結ぶ要素関係を再構築するように構成してもよい。   In the simulation system according to the present embodiment, the element state update unit adds or updates two or more pieces of the element data according to the user's request, and the network update unit includes the element state. The element data included in the in-vivo network is sequentially updated in consideration of the update of the element state by the updating unit, and the element relation connecting the two or more element data in the in-vivo network is reconstructed. It may be configured.

このような構成により、生体内要素の要素関係が成立するための条件を考慮して生体内ネットワークに含まれる2以上の要素データ間を結ぶ要素関係を再構築することができるため、生体内ネットワーク中の遺伝子やタンパク質などの生体内要素間を結ぶパスウェイをシミュレーションにより提示できる。   With this configuration, it is possible to reconstruct an element relationship that connects two or more element data included in the in-vivo network in consideration of a condition for establishing an element relationship between in-vivo elements. Pathways that connect in vivo elements such as genes and proteins inside can be presented by simulation.

また、本実施形態のシミュレーションシステムは、上記の要素データの追加または更新を生体内要素の変化過程として順次格納する要素データ記憶部をさらに備えてもよい。   The simulation system according to the present embodiment may further include an element data storage unit that sequentially stores addition or update of the element data as a change process of the in-vivo element.

このような構成により、後からまとめて生体内要素の変化過程を取得してユーザに提示することができるため、遺伝子やタンパク質などの生体内要素の状態変化による生体内ネットワークへの影響の内容とその範囲をシミュレーションによりユーザにまとめて適当な時期に提示できる。   With such a configuration, the change process of the in vivo element can be acquired later and presented to the user, so the contents of the influence on the in vivo network due to the state change of the in vivo element such as a gene or protein The range can be presented to the user at a suitable time by simulation.

また、本実施形態のシミュレーションシステムは、上記の要素関係テーブルにおいて成立条件または成立結果が成立した要素関係レコードを要素関係の成立過程として順次格納する成立要素関係記憶部をさらに備えてもよい。   The simulation system according to the present embodiment may further include an established element relation storage unit that sequentially stores element relation records in which the establishment condition or the establishment result is established in the element relation table as an element relation establishment process.

このような構成により、後からまとめて要素関係の成立過程を取得してユーザに提示することができるため、遺伝子やタンパク質などの生体内要素の状態変化による生体内ネットワークへの影響の内容とその範囲をシミュレーションによりユーザにまとめて適当な時期に提示できる。   With such a configuration, since the formation process of the element relations can be acquired later and presented to the user, the contents of the influence on the in vivo network due to the state change of the in vivo elements such as genes and proteins and its contents The range can be presented to the user at an appropriate time by simulation.

また、本実施形態のシミュレーションシステムは、上記の要素関係テーブルにおいて成立条件または成立結果の一部のみが成立した未成立の要素関係レコードを未成立要素関係として格納する未成立要素関係記憶部をさらに備えてもよい。   The simulation system of the present embodiment further includes an unestablished element relation storage unit that stores an unestablished element relation record in which only a part of the established condition or the establishment result is established in the element relation table as an unestablished element relation. You may prepare.

このような構成により、後からまとめて未成立要素関係を取得してユーザに提示することができるため、ユーザの入力した生体内要素の要素状態に対して、どのような生体内要素の要素状態を追加すればさらに生体内ネットワークへの影響範囲が広がるかをユーザにまとめて適当な時期に提示できる。   With such a configuration, since it is possible to acquire the unestablished element relationship later and present it to the user, the element state of any in vivo element relative to the element state of the in vivo element input by the user If it is added, it can be shown to the user at an appropriate time whether the range of influence on the in-vivo network will be further expanded.

本実施形態のシミュレーションシステムは、上記の要素データとして、生体内要素の名称または要素状態のうち片方のみが同一である1以上の互いに異なる要素データを含むことを許容するように構成してもよい。   The simulation system of the present embodiment may be configured to allow one or more different element data having only one of the names or element states of the in-vivo element to be the same as the element data. .

このような構成により、同一の一つの生体内要素が複数の要素状態を持ち得る生体内ネットワークを扱うことができるため、生体内要素の要素状態の変化によって、どの生体内要素間のどのような要素関係が成立し、さらにどの生体内要素がどのような状態変化を起こすかといった、連鎖的な影響範囲を生体内の実際の現象を精度よく反映する形で把握することができる。   With this configuration, it is possible to handle an in-vivo network in which the same in-vivo element can have a plurality of element states. It is possible to grasp a chained influence range such as which element relation is established and which in vivo element causes what kind of state change in a form that accurately reflects an actual phenomenon in the living body.

また、本実施形態のシミュレーションシステムにおいて、上記の生体内要素は、遺伝子、DNA、RNA、タンパク質、低分子化合物、イオンおよびこれらの複合体からなる群より選ばれる1種以上の生体内要素を含み、上記の要素状態は、リン酸化、イオン化、GTP結合化、GDP結合化、脱リン酸化、活性化、不活性化、発現活性化、発現抑制化、結合、分解、転写、翻訳、細胞内局在、生体内組織名、環境条件およびこれらの複合条件からなる群より選ばれる1種以上の要素状態を含むことができる。   In the simulation system of this embodiment, the in vivo element includes one or more in vivo elements selected from the group consisting of genes, DNA, RNA, proteins, low molecular compounds, ions, and complexes thereof. The above element states are phosphorylation, ionization, GTP binding, GDP binding, dephosphorylation, activation, inactivation, expression activation, expression suppression, binding, degradation, transcription, translation, intracellular station It may include one or more element states selected from the group consisting of presence, in-vivo tissue name, environmental condition, and composite conditions thereof.

このような構成により、多様な種類の生体内要素または要素状態を扱うことができるため、生体内要素の要素状態の変化によって、どの生体内要素間のどのような要素関係が成立し、さらにどの生体内要素がどのような状態変化を起こすかといった、連鎖的な影響範囲を生体内の実際の現象を精度よく反映する形で把握することができる。   With such a configuration, various types of in-vivo elements or element states can be handled. Therefore, what element relationships between which in-vivo elements are established by changing the element states of in-vivo elements, and which It is possible to grasp the chained influence range such as what kind of state change occurs in the living body element in a form that accurately reflects the actual phenomenon in the living body.

また、本実施形態のシミュレーションシステムにおいて、上記の出力部は、上記の要素データ記憶部に格納された上記の要素データの変化過程を取得し、上記の成立要素関係記憶部に格納された上記の要素関係の成立過程を取得し、上記のユーザの要求に応じ追加または更新した一以上の上記の要素データによる影響を表すシミュレーション結果を作成して上記のユーザに提示するように構成してもよい。   Further, in the simulation system of the present embodiment, the output unit acquires a change process of the element data stored in the element data storage unit, and stores the above-described element data stored in the established element relationship storage unit. The establishment process of the element relationship may be acquired, and a simulation result representing the effect of the one or more element data added or updated according to the user's request may be generated and presented to the user. .

このような構成により、上記の要素データの変化過程と、上記の要素関係の成立過程とをまとめてユーザに提示することができるため、わかりやすい形でシミュレーション結果をユーザに提示することができる。   With such a configuration, the change process of the element data and the establishment process of the element relation can be collectively presented to the user, so that the simulation result can be presented to the user in an easily understandable form.

また、本実施形態のシミュレーションシステムにおいて、上記の出力部は、上記の未成立要素関係記憶部に格納された上記の要素関係の未成立関係を取得し、上記のユーザの要求に加えて追加または更新した一以上の上記の要素データにより影響が及ぶ可能性のある範囲を表すシミュレーション結果をさらに作成して上記のユーザに提示するように構成してもよい。   Further, in the simulation system of the present embodiment, the output unit obtains an unestablished relationship of the element relationship stored in the unestablished element relationship storage unit, and adds or adds to the user request. You may comprise so that the simulation result showing the range which may be influenced by the updated one or more said element data is further produced, and it shows to said user.

このような構成により、上記の未成立要素関係を取得してユーザに提示することができるため、ユーザの入力した生体内要素の要素状態に対して、どのような生体内要素の要素状態を追加すればさらに生体内ネットワークへの影響範囲が広がるかをわかりやすい形でユーザに提示できる。   With such a configuration, the above-described incomplete element relationship can be acquired and presented to the user, so what kind of in vivo element state is added to the in vivo element state input by the user Then, it can be shown to the user in an easy-to-understand manner whether the range of influence on the in-vivo network is further expanded.

また、上記のシミュレーションシステムにおいて、上記の出力部は、上記のシミュレーション結果を、上記の要素関係の成立過程の成立順に関連づけられた表示順によるアニメーションとして作成して上記のユーザに提示するように構成してもよい。   Further, in the above simulation system, the output unit is configured to generate the simulation result as an animation in a display order associated with an order of establishment of the element relations and present the result to the user. May be.

このような構成により、上記の要素関係の成立過程の成立順を反映するアニメーションをユーザに提示することができるため、さらにわかりやすい形でシミュレーション結果をユーザに提示することができる。   With such a configuration, an animation reflecting the order in which the above element relations are established can be presented to the user, so that the simulation result can be presented to the user in a more easily understandable form.

また、本実施形態のシミュレーションシステムは、互いに関連づけられた要素データと、実験条件と、実験結果とを含む実験データを格納する実験結果対応記憶部をさらに備え、上記の要素状態更新部は、ユーザの要求に応じ、一以上の実験条件および実験結果からなる組合せを取得し、上記の実験結果対応記憶部から上記の組合せに関連付けられた要素データを取得し、生体内ネットワークの要素データを追加または更新するように構成してもよい。   The simulation system of the present embodiment further includes an experiment result correspondence storage unit that stores experimental data including element data, experiment conditions, and experiment results associated with each other. In response to the request, a combination of one or more experimental conditions and experimental results is acquired, element data associated with the combination is acquired from the experimental result correspondence storage unit, and element data of the in vivo network is added or You may comprise so that it may update.

このような構成により、実験条件および実験結果からなる組合せに対応する要素データを取得し、生体内ネットワークの要素データを追加または更新することができるため、実験条件および実験結果からなる組合せに対応する生体内要素の状態変化による生体内ネットワークへの影響の内容とその範囲をシミュレーションにより提示できる。   With such a configuration, element data corresponding to a combination of experimental conditions and experimental results can be acquired, and element data of the in-vivo network can be added or updated, so that it corresponds to a combination of experimental conditions and experimental results. The contents and range of the influence on the in-vivo network due to the state change of the in-vivo element can be presented by simulation.

また、本実施形態の表示システムは、複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係によりこの生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを表示対象とする表示システムであって、生体内要素の名称と、その生体内要素の化学的状態または物理的状態を表す要素状態とを含む要素データからなる原因要素および結果要素と、この要素関係が成立するための単数または複数の要素データからなる成立条件と、を関連づけて要素関係として表示する出力部を備える表示システムであってもよい。   In addition, the display system of the present embodiment includes a plurality of in-vivo elements, and this is represented by an element relationship represented by a state change between in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A display system for displaying an in-vivo network model describing a relationship between in-vivo elements, including a name of the in-vivo element and an element state representing a chemical state or a physical state of the in-vivo element It may be a display system including an output unit that displays a cause element and a result element composed of element data and an establishment condition composed of one or a plurality of element data for establishing this element relation in association with each other. .

このような構成により、生体内ネットワークモデルを構成する要素データと、要素関係の成立条件とをまとめてユーザに提示することができるため、生体内ネットワークモデル内の要素データ同士の連鎖がわかりやすい形で生体内ネットワークモデルをユーザに提示することができる。   With such a configuration, the element data constituting the in-vivo network model and the conditions for establishing the element relation can be collectively presented to the user, so that the chain of element data in the in-vivo network model can be easily understood. The in-vivo network model can be presented to the user.

また、本実施形態のデータベースは、複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係によりこの生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを蓄積するデータベースであって、要素データを格納する要素テーブルと、1以上の原因要素の要素データにより指定される成立条件と、この成立条件を満たすときに生成される結果要素の要素データとを含む要素関係テーブルと、を備えるデータベースであってもよい。   In addition, the database of the present embodiment includes a plurality of in-vivo elements, and this generation is based on an element relationship represented by a state change between in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A database that accumulates in-vivo network models describing relationships between in-vivo elements, an element table that stores element data, a fulfillment condition specified by element data of one or more causal elements, and the fulfillment condition The database may include an element relation table including element data of result elements that are sometimes generated.

このような構成を備えるデータベースを用いることにより、生体内要素の要素関係が成立するための条件を考慮して上記の生体内ネットワークのシミュレーションを精度よく行うことができる。   By using a database having such a configuration, it is possible to accurately perform the simulation of the in-vivo network in consideration of the conditions for establishing the element relationships of the in-vivo elements.

また、本実施形態のプログラムは、コンピュータに、複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係により上記の生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを解析対象とし、いずれかの生体内要素の状態が変動したときに生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを解析させるためのプログラムであって、上記のコンピュータを、生体内要素の名称と、その生体内要素の化学的状態または物理的状態を表す要素状態とを含む要素データを複数有する上記の生体内ネットワークモデルを取得するネットワーク情報取得手段と、ユーザの要求に応じ、一以上の上記の要素データを追加または更新する要素状態更新手段と、上記の要素状態更新部による要素状態の更新を考慮して上記の生体内ネットワークに含まれる要素データを順次更新し、上記の生体内ネットワークにおける要素関係を再構築するネットワーク更新手段と、再構築された生体内ネットワークモデルに関する情報を上記のユーザに提示する出力手段と、として機能させるプログラムとしてもよい。   The program of this embodiment includes a plurality of in-vivo elements in a computer, and an element relationship represented by a state change between in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. Analyzes how the relationship between in vivo elements changes when the state of any in vivo element changes, using the in vivo network model describing the relationship between the in vivo elements as described above The in-vivo network model having a plurality of element data including a name of an in-vivo element and an element state representing a chemical state or a physical state of the in-vivo element Network information acquisition means for acquiring the element state update means for adding or updating one or more of the element data in response to a user request, and the element state update Updating the element data included in the in-vivo network in consideration of the update of the element state by the unit, and re-establishing the element relationship in the in-vivo network, and the re-established in-vivo network model It is good also as a program which functions as an output means which presents the information regarding to said user.

このような構成により、コンピュータに、生体内要素の要素状態の変化によって生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを把握させることができるため、ユーザの要求に応じて追加または更新された一以上の要素データにはじまる生体内ネットワークの変化を連鎖的に把握させることができ、生体内ネットワークの変化を精度よく把握させることができる。   With such a configuration, the computer can grasp how the element relation between the in vivo elements changes due to the change in the element state of the in vivo element, and is added or updated according to the user's request. In addition, the change in the in-vivo network starting with one or more element data can be grasped in a chained manner, and the change in the in-vivo network can be grasped with high accuracy.

本明細書では、要素関係とは、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される関係を意味するものとする。そして、生体内ネットワークとは、複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係により前記生体内要素間の関係を記述したものとする。さらに、生体内ネットワークシミュレーションシステムとは、生体内ネットワークを解析対象とし、いずれかの生体内要素の状態が変動したときに生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを解析するシステムであるものとする。   In the present specification, the element relationship means a relationship represented by a state change between in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. The in-vivo network includes a plurality of in-vivo elements, and the in-vivo network has an element relationship represented by a state change between in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. Assume that the relationship between elements is described. Furthermore, the in-vivo network simulation system is a system that analyzes in-vivo networks and analyzes how the element relationship between in-vivo elements changes when the state of any in-vivo element changes. It shall be.

ここで、本明細書では、要素関係の成立条件を単に成立条件とも呼ぶ。この要素関係の成立条件は、要素関係が成立するために満たすべき一つまたは複数の生体内要素と要素状態とを含む要素データの組合せである。また、本明細書では生体内要素のことを単に要素と呼ぶことがある。さらに、本明細書では、要素データとは、生体内要素と、その生体内要素の要素状態とを含む概念であるとする。また、要素データには、さらに他のデータが含まれていてもよい。たとえば、連鎖数に関するデータが含まれていてもよい。あるいは関連するジャーナルの情報が含まれていてもよい。   Here, in the present specification, the establishment condition of the element relationship is also simply referred to as the establishment condition. The condition for establishing the element relationship is a combination of element data including one or a plurality of in-vivo elements and an element state to be satisfied in order to establish the element relationship. In the present specification, an in-vivo element may be simply referred to as an element. Furthermore, in this specification, element data is a concept including an in-vivo element and an element state of the in-vivo element. Further, the element data may further include other data. For example, data regarding the number of chains may be included. Alternatively, related journal information may be included.

そして、本明細書では、生体内要素とは、遺伝子、DNA、RNA、タンパク質、低分子化合物、イオンおよびこれらの複合体などの生体内に存在する任意の分子を意味する。生体内要素には天然高分子からなるものが多いが、特にタンパク質、脂質、糖質、天然高分子に限られず、低分子であってもよく、無機物であってもよく、金属イオンなどであってもよいものとする。   In the present specification, the in vivo element means any molecule existing in the living body such as a gene, DNA, RNA, protein, low molecular compound, ion, and a complex thereof. Many in vivo elements are composed of natural polymers, but are not limited to proteins, lipids, carbohydrates, and natural polymers, and may be low molecular weight, inorganic, or metal ions. It may be.

また、本明細書では、要素状態とは、リン酸化、イオン化、GTP結合化、GDP結合化、脱リン酸化、活性化、不活性化、発現活性化、発現抑制化、結合、分解、転写、翻訳、細胞内局在、生体内組織名、環境条件およびこれらの複合条件などの生体内要素が取りうる物理的状態または化学的状態を意味するものとする。   In the present specification, the element state means phosphorylation, ionization, GTP binding, GDP binding, dephosphorylation, activation, inactivation, expression activation, expression suppression, binding, degradation, transcription, It means a physical state or a chemical state that can be taken by in vivo elements such as translation, subcellular localization, in vivo tissue name, environmental conditions, and combined conditions thereof.

また、本明細書では、原因要素とは、ある要素関係の成立条件を構成する単数または複数の要素データを意味する。すなわち、原因要素とは、状態変化前の要素データの組である。   Further, in the present specification, the causal element means one or a plurality of element data constituting a condition for establishing a certain element relationship. That is, the cause element is a set of element data before the state change.

また、本明細書では、結果要素とは、ある要素関係の成立結果を構成する単数または複数の要素データを意味する。すなわち、結果要素とは、状態変化後の要素データの組である。   Further, in this specification, a result element means one or a plurality of element data that constitutes a result of establishment of a certain element relationship. That is, the result element is a set of element data after the state change.

また、下流側へのシミュレーションを行う場合には、この要素関係が成立条件を満たしたときその要素関係は成立したというものとする。そして成立した結果変化して得られる一つまたは複数の生体内要素と要素状態とを含む要素データの組合せを成立結果と呼ぶ。このとき、要素関係の成立条件は、一つまたは複数の原因要素を含んでいる。また、要素関係の成立結果は、一つまたは複数の結果要素を含んでいる。   In the case of performing the simulation to the downstream side, it is assumed that the element relation is established when the element relation satisfies the establishment condition. A combination of element data including one or a plurality of in-vivo elements and element states obtained as a result of the establishment is called an establishment result. At this time, the condition for establishing the element relationship includes one or more cause elements. In addition, the establishment result of the element relation includes one or a plurality of result elements.

あるいは後述するように、上流側へのシミュレーションを行う場合には、この要素関係が成立結果を満たしたとき、その要素関係は成立したという。そして、下流側へのシミュレーションのときとは異なり、成立した要素関係を介してこの成立結果に変化し得る一つまたは複数の生体内要素と要素状態とを含む要素データの組合せを成立条件と呼ぶ。このときも、要素関係の成立条件は、一つまたは複数の原因要素を含んでいる。また、要素関係の成立結果は、一つまたは複数の結果要素を含んでいる。   Or, as will be described later, in the case of performing a simulation to the upstream side, when this element relation satisfies the establishment result, it is said that the element relation is established. Unlike the simulation to the downstream side, a combination of element data including one or a plurality of in-vivo elements and element states that can change to the establishment result via the established element relation is called an establishment condition. . Also at this time, the formation condition of the element relationship includes one or a plurality of causal elements. In addition, the establishment result of the element relation includes one or a plurality of result elements.

また、連鎖とは、ある要素関係の成立と生体内要素の要素状態の変化とのつながりのことである。連鎖数とは連鎖の数である。   The chain is a connection between the establishment of a certain element relationship and a change in the element state of the in vivo element. The number of chains is the number of chains.

また、本明細書では、データベースのことを単にDBとも記載する。   In this specification, the database is also simply referred to as DB.

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same reference numerals are given to the same components, and the description will be omitted as appropriate.

<第1の実施の形態>
図1は、本実施形態における生体内ネットワークシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an in-vivo network simulation system in the present embodiment.

生体内ネットワークシミュレーションシステム10は、ユーザの入力した生体内要素と要素状態とを含む要素データに基づき、複数の生体内要素を含む生体内ネットワークモデルを構成する要素関係テーブルを蓄えた生体内ネットワークモデルデータベース23を参照し、要素関係の成立条件を考慮して連鎖を検索することによりシミュレーションを行う。   The in vivo network simulation system 10 stores an element relation table that constitutes an in vivo network model including a plurality of in vivo elements based on element data including in vivo elements and element states input by a user. A simulation is performed by referring to the database 23 and searching for a chain in consideration of the condition for establishing the element relationship.

この連鎖を検索する際、成立した要素関係の成立過程と追加または更新される要素状態の変化過程とを検索過程として順次保持しておく。この検索過程をもとに、ネットワークを再構成しユーザに提示することで、要素状態変化によって起こる生体内ネットワークの連鎖的な変化を把握することができる。また、検索過程をもとに、どのような生体内要素の要素状態を追加すればさらに生体内ネットワークへの影響範囲が広がるかもユーザに提示することができる。   When searching this chain, the process of establishing the established element relation and the process of changing the element state to be added or updated are sequentially held as the search process. By reconfiguring the network and presenting it to the user based on this search process, it is possible to grasp the chain change of the in-vivo network caused by the change of the element state. Further, based on the search process, it is possible to present to the user what kind of in vivo element state is added to further expand the range of influence on the in vivo network.

具体的には、生体内ネットワークシミュレーションシステム10は、生体内要素の名称と、その生体内要素の化学的状態または物理的状態を表す要素状態とを含む要素データを複数有する生体内ネットワークモデルを取得するネットワーク情報取得部123と、ユーザからの入力を受け取る入力部11と、ユーザの要求に応じ、一以上の要素データを追加または更新する要素状態更新部18と、要素状態更新部による要素状態の更新を考慮して生体内ネットワークに含まれる要素データを順次更新し、生体内ネットワークにおける要素関係を再構築するネットワーク更新部19と、生体内要素と要素関係の情報からなる要素関係テーブルを蓄積した生体内ネットワークモデルDB23と、生体内ネットワーク中の連鎖の検索における要素状態の変化過程を保持する要素状態記憶部21と、生体内ネットワーク中の連鎖の検索における要素関係の成立過程を保持する成立要素関係記憶部22と、要素状態の変化過程および要素関係の成立過程の結果からネットワークを再構成する表示処理部13と、ネットワークなどをユーザに表示するディスプレイ装置14とで構成される。   Specifically, the in-vivo network simulation system 10 acquires an in-vivo network model having a plurality of element data including a name of an in-vivo element and an element state representing a chemical state or a physical state of the in-vivo element. Network information acquisition unit 123, input unit 11 that receives input from the user, element state update unit 18 that adds or updates one or more element data in response to a user request, and element state update by the element state update unit In consideration of updating, the element data included in the in-vivo network is sequentially updated, the network update unit 19 for reconstructing the element relation in the in-vivo network, and the element relation table including the information on the in-vivo elements and the element relations In-vivo network model DB 23 and element states in searching for linkages in the in-vivo network The element state storage unit 21 that holds the change process, the formation element relationship storage unit 22 that holds the formation process of the element relation in the search of the chain in the in vivo network, and the result of the change process of the element state and the formation process of the element relation The display processing unit 13 for reconfiguring the network and the display device 14 for displaying the network and the like to the user.

また、ネットワーク情報取得部123があらかじめ生体内ネットワークモデルDB23から取得した生体内ネットワークの情報を格納しているネットワーク情報記憶部27を設けてもよい。このとき、ネットワーク取得部123は、生体内ネットワークモデルDB23にアクセスする代わりに、ネットワーク情報記憶部27にアクセスし、生体内ネットワークモデルを取得してもよい。   In addition, a network information storage unit 27 that stores information on the in-vivo network that the network information acquisition unit 123 has acquired in advance from the in-vivo network model DB 23 may be provided. At this time, instead of accessing the in-vivo network model DB 23, the network acquisition unit 123 may access the network information storage unit 27 and acquire the in-vivo network model.

本実施形態においては、ネットワーク取得部123を介して生体内ネットワークモデル23にアクセスする形態を中心に説明するが、特にこのような形態に限定する趣旨ではない。すなわち、ネットワーク取得部123を介してネットワーク情報記憶部27から取得したデータは、生体内ネットワークモデル23から取得したデータの代わりに、本実施形態において言及するいずれの機能ブロックにおいても好適に用いることができる。   In the present embodiment, a description will be given centering on a form in which the in-vivo network model 23 is accessed via the network acquisition unit 123, but the present invention is not particularly limited to such a form. That is, the data acquired from the network information storage unit 27 via the network acquisition unit 123 is preferably used in any functional block referred to in the present embodiment, instead of the data acquired from the in-vivo network model 23. it can.

また、本発明においては、他の実施形態においても、本実施形態と同様に、ネットワーク情報取得部はあらかじめ生体内ネットワークモデルDBから取得した生体内ネットワークの情報を格納しているネットワーク情報記憶部を設けてもよい。他の実施形態においても同様に、ネットワーク取得部は、生体内ネットワークモデルDBにアクセスする代わりに、ネットワーク情報記憶部にアクセスし、生体内ネットワークモデルを取得してもよい。   In the present invention, also in other embodiments, as in the present embodiment, the network information acquisition unit includes a network information storage unit that stores in-vivo network information acquired from the in-vivo network model DB in advance. It may be provided. Similarly in other embodiments, the network acquisition unit may access the network information storage unit and acquire the in-vivo network model instead of accessing the in-vivo network model DB.

なお、ネットワーク情報取得部123と、要素状態更新部18と、ネットワーク更新部19とは、生体内ネットワーク中の連鎖を検索する検索部12を構成している。   The network information acquisition unit 123, the element state update unit 18, and the network update unit 19 constitute a search unit 12 that searches for a chain in the in-vivo network.

また、表示処理部13と、ディスプレイ装置14とは、再構築された生体内ネットワークモデルに関する情報をユーザに出力する出力部17を構成している。ここで、出力部17に含まれる出力装置は、ディスプレイ装置14に限る趣旨ではない。例えば、ブラウン管ディスプレイや液晶ディスプレイやプラズマディスプレイパネルなどを用いるディスプレイ装置の代わりに、インクジェットプリンタやレーザプリンタなどのような各種プリンタを用いても良く、あるいはインターネットやWANやLANなどの各種ネットワーク上のホームページなどに結果を表示するためにモデムやルータなどの出力装置を利用してもよい。   In addition, the display processing unit 13 and the display device 14 constitute an output unit 17 that outputs information on the reconstructed in-vivo network model to the user. Here, the output device included in the output unit 17 is not limited to the display device 14. For example, instead of a display device using a cathode ray tube display, a liquid crystal display, a plasma display panel, etc., various printers such as inkjet printers and laser printers may be used, or websites on various networks such as the Internet, WAN, and LAN. An output device such as a modem or a router may be used to display the result.

生体内ネットワークシミュレーションシステム10の各構成要素は、プログラム制御によりコンピュータ上で動作するように構成されたソフトウエアとハードウェアが協同して具体的に実現する要素である。   Each component of the in-vivo network simulation system 10 is a component that is specifically realized by cooperation of software and hardware configured to operate on a computer under program control.

ここで、生体内ネットワークモデルDB23は、生体内要素名などの生体内要素に関する情報と、成立条件や結果要素などの要素関係に関する情報を蓄積する。生体内ネットワークモデルDB23は、本実施形態のシステムに内蔵されたCPUのキャッシュやメモりやHDなどの記録媒体に格納されていてもよいが、特に内蔵に限定されるものではなく、FD、CD、MD、MO、DVDなどの記録媒体に格納されていてもよく、インターネットに接続するサーバー内に格納されていてもよい。   Here, the in-vivo network model DB 23 accumulates information on in-vivo elements such as in-vivo element names and information on element relationships such as establishment conditions and result elements. The in-vivo network model DB 23 may be stored in a recording medium such as a CPU cache, memory, or HD built in the system of the present embodiment, but is not limited to the built-in, and is not limited to FD, CD, It may be stored in a recording medium such as MD, MO, or DVD, or may be stored in a server connected to the Internet.

また、生体内ネットワークモデルDB23の構築方法は、特に限定されず、例えば東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センターの提供する各種分子生物学関連データベースを利用することができる。また、こういった情報や論文などを参考に、生物学研究者が独自のデータを作成してもよい。   The method for constructing the in vivo network model DB 23 is not particularly limited, and various molecular biology-related databases provided by, for example, the Human Genome Center of the University of Tokyo Medical Science Institute can be used. Biological researchers may create their own data by referring to such information and papers.

また、要素状態記憶部21は、要素状態更新部18とネットワーク更新部19とを含む検索部12が生体内ネットワーク中の連鎖を検索した際、要素関係の成立によって変化した要素状態の変化過程を保持する。   In addition, the element state storage unit 21 displays the change process of the element state that is changed by the establishment of the element relation when the search unit 12 including the element state update unit 18 and the network update unit 19 searches for a chain in the in vivo network. Hold.

また、成立要素関係記憶部22は、要素状態更新部18とネットワーク更新部19とを含む検索部12が生体内ネットワーク中の連鎖を検索した際、要素状態の変化によって成立した要素関係の成立過程を保持する。   The established element relation storage unit 22 is a process of establishing an element relation established by a change in the element state when the search unit 12 including the element state update unit 18 and the network update unit 19 searches for a chain in the in vivo network. Hold.

要素状態記憶部21、成立要素関係記憶部22とも、本実施形態のシステムに内蔵されたCPUのキャッシュやメモりやHDなどの記録媒体であってもよいが、特に内蔵に限定されるものではなく、FD、CD、MD、MO、DVDなどの記録媒体であってもよく、インターネットに接続するサーバー内のフォルダであってもよい。   Both the element state storage unit 21 and the established element relationship storage unit 22 may be CPU caches, memories, HDs, or other recording media built into the system of the present embodiment, but are not limited to being built in. , FD, CD, MD, MO, DVD and the like, or a folder in a server connected to the Internet.

次に、これらの構成要素の動作の概略を示す。   Next, an outline of the operation of these components will be described.

入力部11は、ユーザから要素データを受け取り、ネットワーク情報取得部123と、要素状態更新部18と、ネットワーク更新部19と、を含む検索部12に渡す(11012)。   The input unit 11 receives the element data from the user, and passes the element data to the search unit 12 including the network information acquisition unit 123, the element state update unit 18, and the network update unit 19 (11012).

検索部12は、入力部11から要素データを受け取り(11012)、ネットワーク情報取得部123により生体内ネットワークモデルDB23を参照し(23012)、成立条件を考慮しながら連鎖を検索する。連鎖の検索は、次のように行う。生体内ネットワークモデルDB23を参照し、要素状態更新部18とネットワーク更新部19により要素関係が成立するか検証する。成立した場合、結果要素をもとに、さらに要素関係を検証し、成立する要素関係がなくなるまで順次検索する。検索部12は、要素関係の成立過程を要素状態更新部18により成立要素関係記憶部22に保持し(12022)、要素状態の変化過程をネットワーク更新部により要素状態記憶部21に保持する(12021)。検索が終了した時点で、表示処理部13に通知する(12013)。   The search unit 12 receives element data from the input unit 11 (11012), refers to the in-vivo network model DB 23 by the network information acquisition unit 123 (23012), and searches for a chain in consideration of the establishment condition. The chain search is performed as follows. With reference to the in-vivo network model DB 23, the element state update unit 18 and the network update unit 19 verify whether the element relationship is established. If it is established, the element relation is further verified based on the result element, and the search is sequentially performed until no element relation is established. The search unit 12 holds the establishment process of the element relationship in the established element relation storage unit 22 by the element state update unit 18 (12022), and holds the change process of the element state in the element state storage unit 21 by the network update unit (12021). ). When the search is completed, the display processing unit 13 is notified (12013).

出力部17は、検索部12により検索した結果からネットワークを再構成し、ユーザに結果を出力する。結果の出力は以下のように行う。表示処理部13は、成立要素関係記憶部22と要素状態記憶部21とを参照し(22013、21013)、ネットワークを再構成し表示するためのノードやアークの位置やなどの情報を作成し、ディスプレイ装置14に渡す(13014)。   The output unit 17 reconfigures the network from the search result obtained by the search unit 12 and outputs the result to the user. The result is output as follows. The display processing unit 13 refers to the established element relation storage unit 22 and the element state storage unit 21 (22013, 21013), creates information such as nodes and arc positions for reconfiguring and displaying the network, It is passed to the display device 14 (13014).

ディスプレイ装置14は、表示処理部13により渡された情報を受け取り(13014)、ユーザに提示する。   The display device 14 receives the information passed by the display processing unit 13 (13014) and presents it to the user.

生体内ネットワークシミュレーションシステム10は、次のように動作する。まず、入力部11が、ユーザから要素と要素状態を受け取り検索部12に渡す。次に、検索部12は、ネットワーク情報取得部123により生体内ネットワークモデルDB23を参照し、成立条件を考慮しながら連鎖を検索する。その検索過程を、要素状態更新部18とネットワーク更新部19とにより要素状態記憶部21と成立要素関係記憶部22とに保持する。検索部12は、検索が終了したことを、出力部17の構成要素である表示処理部13に知らせる。次に、表示処理部13は、要素状態記憶部21と成立要素関係記憶部22の情報をもとに、ネットワークを表示するための情報を作成し、ディスプレイ装置14に渡し、ディスプレイ装置14はネットワークを表示する。   The in-vivo network simulation system 10 operates as follows. First, the input unit 11 receives an element and an element state from the user and passes them to the search unit 12. Next, the search unit 12 refers to the in-vivo network model DB 23 by the network information acquisition unit 123, and searches for a chain while considering the establishment condition. The search process is held in the element state storage unit 21 and the established element relationship storage unit 22 by the element state update unit 18 and the network update unit 19. The search unit 12 notifies the display processing unit 13 that is a component of the output unit 17 that the search has been completed. Next, the display processing unit 13 creates information for displaying the network based on the information in the element state storage unit 21 and the established element relationship storage unit 22 and passes the information to the display device 14. Is displayed.

次に、図1を参照して本実施の形態の全体の動作についてさらに詳細に説明する。   Next, the overall operation of the present embodiment will be described in more detail with reference to FIG.

まず、入力部11は、ユーザから一つまたは複数の生体内要素と要素状態の組を含む要素データの指定を受け取る。また、最大連鎖数が指定されていれば受け取る。受け取った情報を検索部12に渡す(11012)。   First, the input unit 11 receives designation of element data including a set of one or more in-vivo elements and element states from the user. If the maximum number of chains is specified, it is received. The received information is passed to the search unit 12 (11012).

ユーザが興味のある要素データを一つまたは複数指定する。また、特定の生体内要素における全ての要素状態や、特定の要素状態の全ての生体内要素といった指定をすることができる。最大連鎖数は、検索する連鎖数を指定する。   Specify one or more element data that the user is interested in. In addition, it is possible to designate all element states in a specific in vivo element or all in vivo elements in a specific element state. The maximum number of chains specifies the number of chains to be searched.

図5は、本実施形態における入力部11より指定された情報を得るための画面の一例を示す図である。入力部11は、例えばこのようなグラフィカルユーザインタフェースを通じて、ユーザの指定を受け取る。このグラフィカルユーザインタフェースは、要素データの指定部分と最大連鎖数の指定部分とからなる。要素データの指定部分は、追加ボタンを押すことで要素と要素状態とを追加でき、複数の要素データを指定できる。さらに、全ての要素や要素状態を指定する際は「*」を指定する。   FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a screen for obtaining information specified by the input unit 11 in the present embodiment. The input unit 11 receives a user designation through such a graphical user interface, for example. This graphical user interface includes a designated portion of element data and a designated portion of the maximum chain number. In the element data designation part, an element and an element state can be added by pressing an add button, and a plurality of element data can be designated. Furthermore, when specifying all elements and element states, “*” is specified.

この指定方法は一例であり、生体内ネットワークモデルDB23をあらかじめ参照し、要素や要素状態を一覧から選択するなどしてもよい。一方、最大連鎖数の指定部分は、最大連鎖数の指定をするか否か、指定する場合の連鎖数を指定する。この指定方法は一例であり、あらかじめ最大連鎖数を設定しておいてもよいし、最大連鎖数を指定しなくともよい。図5の例の場合、入力部11は、要素「A」・要素状態「リン酸化」、要素「B」・要素状態「リン酸化」、要素「I」・要素状態「イオン化」の三つの生体内要素と要素状態と、最大連鎖数「5」を受け取る。受け取った要素データと、最大連鎖数を検索部12に渡す。   This designation method is an example, and the in vivo network model DB 23 may be referred to in advance, and elements and element states may be selected from a list. On the other hand, the designation part of the maximum number of chains specifies whether or not to designate the maximum number of chains, and the number of chains in the case of designation. This designation method is an example, and the maximum number of chains may be set in advance, or the maximum number of chains may not be designated. In the example of FIG. 5, the input unit 11 includes three elements “A”, an element state “phosphorylation”, an element “B”, an element state “phosphorylation”, an element “I”, and an element state “ionization”. The internal element, element state, and maximum chain number “5” are received. The received element data and the maximum number of chains are passed to the search unit 12.

図1に戻り、次に、検索部12は、入力部11から要素データを受け取る。また、最大連鎖数の指定があれば受け取る(11012)。次に、ネットワーク情報取得部123により生体内ネットワークモデルDB23を参照し(23012)、要素関係の成立条件を考慮し連鎖を検索する。また、検索部12は、この検索過程を要素状態更新部18とネットワーク更新部19とにより要素状態記憶部21と成立要素関係記憶部22とに保持する(12021、12022)。連鎖の検索が終了した時点で、検索が終了したことを、出力部17の構成要素である表示処理部13に通知する(12013)。   Returning to FIG. 1, the search unit 12 receives element data from the input unit 11. If the maximum number of chains is specified, it is received (11012). Next, the network information acquisition unit 123 refers to the in-vivo network model DB 23 (23012), and searches for a chain in consideration of the conditions for establishing the element relationship. Further, the search unit 12 holds this search process in the element state storage unit 21 and the established element relationship storage unit 22 by the element state update unit 18 and the network update unit 19 (12021, 12022). When the chain search is completed, the display processing unit 13 that is a component of the output unit 17 is notified that the search is completed (12013).

生体内ネットワークモデルDB23は、生体内ネットワークにおける生体内要素と要素関係に関する情報を蓄積する要素テーブルと要素関係テーブルを持つ。要素テーブルは、生体内ネットワークにおける生体内要素の情報を示し、各生体内要素を識別する要素名、種類を持つ。   The in-vivo network model DB 23 has an element table and an element relation table for storing information on in-vivo elements and element relationships in the in-vivo network. The element table shows information on in-vivo elements in the in-vivo network, and has element names and types for identifying each in-vivo element.

生体内要素を識別する情報は要素名でなく要素を示すIDであってもよい。また、このほかに要素名の別名や機能分類などを含んでもよい。要素関係テーブルは、二つの生体内要素の関係を示し、各要素関係を識別する関係名、接続元生体内要素名、接続先生体内要素名、成立条件、結果要素をもつ。要素関係を識別する情報は関係名でなく要素関係を示すIDであってもよい。また、このほかに要素関係の分類などを含んでもよい。   The information for identifying the in-vivo element may be an ID indicating the element instead of the element name. In addition, an element name alias or function classification may be included. The element relationship table shows the relationship between two in-vivo elements, and has a relation name for identifying each element relation, a connection-source in-vivo element name, a connection in-vivo element name, an establishment condition, and a result element. The information for identifying the element relationship may be an ID indicating the element relationship instead of the relationship name. In addition to this, classification of element relations and the like may be included.

図2は、生体内ネットワークモデルデータベースの一例を示す図である。この生体内ネットワークモデルDBは、要素テーブルと要素関係テーブルとから成る。要素テーブルには、要素名と種類を蓄積する。例えば、一レコード目は、要素名が「A」で種類が「タンパク質」である生体内要素をあらわす。要素関係テーブルには、関係名、接続元要素名、接続先要素名、成立条件、成立時要素状態(接続先要素名と組合せて結果要素を構成する)を蓄積する。例えば、一レコード目は、関係名が「アーク1」で、接続元要素名を「A」とし接続先要素名を「AB」とする要素関係である。成立条件から、要素「A」が要素状態「リン酸化」であるとの原因要素、および、要素「B」が要素状態「リン酸化」であるとの原因要素がともに存在すれば、この要素関係は成立し、要素「AB」が要素状態「結合」となる結果要素が得られることを示している。   FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an in-vivo network model database. This in vivo network model DB includes an element table and an element relation table. The element table stores element names and types. For example, the first record represents an in vivo element whose element name is “A” and whose type is “protein”. In the element relation table, the relation name, the connection source element name, the connection destination element name, the establishment condition, and the element state at the time of establishment (combining with the connection destination element name constitute the result element) are accumulated. For example, the first record is an element relationship in which the relationship name is “Arc 1”, the connection source element name is “A”, and the connection destination element name is “AB”. If there is a causal element that the element “A” is in the element state “phosphorylated” and a causal element that the element “B” is in the element state “phosphorylated” from the satisfaction condition, this element relation Indicates that a result element is obtained in which the element state “AB” becomes the element state “combined”.

ここで、成立条件は、複数の生体内要素と要素状態の組合せを含む要素データを、論理演算子で指定する。成立条件には、接続元要素に関する要素データを含む。例えば、図中の関係名「アーク1」の成立条件は、接続元要素「A」に関する要素状態「リン酸化」を条件とし、さらに、接続元要素でない「B」に関する要素状態「リン酸化」を論理積で指定している。このように、複数の生体内要素の要素状態変化を条件に設定できる。また、図中のアーク10のように、成立条件が不明な要素関係があっても良い。   Here, the establishment condition specifies element data including a combination of a plurality of in-vivo elements and element states by a logical operator. The establishment condition includes element data related to the connection source element. For example, the condition for establishing the relation name “arc 1” in the figure is that the element state “phosphorylation” relating to the connection source element “A” is the condition, and the element state “phosphorylation” relating to “B” that is not the connection source element The logical product is specified. In this way, element state changes of a plurality of in vivo elements can be set as conditions. Further, there may be an elemental relationship whose establishment condition is unknown, such as an arc 10 in the figure.

また、結果要素の成立時要素状態は、要素関係成立時の接続先要素の要素状態を指定する。図中のアーク10のように、結果要素の成立時要素状態が不明な要素関係があっても良い。   The element state when the result element is established designates the element state of the connection destination element when the element relation is established. Like the arc 10 in the figure, there may be an element relationship in which the element state when the result element is established is unknown.

要素状態記憶部21は、検索部12で連鎖を検索する際、順次成立した要素関係によって生じた要素状態の変化過程を保持する。保持する情報は、生体内要素、要素状態といった要素データ、要素状態の変化が起きた連鎖数、その要素状態の検索状況である。   The element state storage unit 21 holds the process of changing the element state caused by the sequentially established element relationship when the search unit 12 searches the chain. The information to be held includes element data such as in-vivo elements and element states, the number of chains in which the element state has changed, and the search status of the element state.

図4は、本実施形態における要素状態記憶部と成立要素関係記憶部の一例を示す図である。要素状態記憶部21の一例を図4(1)に示す。要素状態テーブルを持ち、要素名、要素状態、要素状態の変化が起きた連鎖数、検索状況(読込済みか否かを記録するフィールド)を保持する。検索状況とは、検索部12が、当該レコードの要素状態に基づいて、連鎖を検索したか否かの経過情報である。例えば、一レコード目は、要素「A」で要素状態「リン酸化」である生体内要素が、連鎖数「0」の時に状態変化が起き、既に要素状態に基づいて連鎖を検索したことを表している。   FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the element state storage unit and the established element relationship storage unit in the present embodiment. An example of the element state storage unit 21 is shown in FIG. It has an element status table, and holds the element name, element status, the number of chains in which the element status has changed, and the search status (a field for recording whether or not it has been read). The search status is progress information indicating whether the search unit 12 has searched for a chain based on the element state of the record. For example, the first record indicates that an in-vivo element having an element state “A” and an element state “phosphorylated” has undergone a state change when the number of chains is “0”, and has already searched for a chain based on the element state. ing.

成立要素関係記憶部22は、検索部12での連鎖の検索によって順次成立した要素関係の成立過程を保持する。保持する情報は、関係名、成立条件、成立時に状態変化する結果要素、要素関係の成立状態、成立時の連鎖数である。   The established element relationship storage unit 22 holds the establishment process of the element relationships that are sequentially established by the chain search in the search unit 12. The information to be held includes the relation name, the establishment condition, the result element that changes state when established, the establishment state of the element relation, and the chain number at the time of establishment.

成立要素関係記憶部22の一例を図4(2)に示す。成立要素関係テーブルを持ち、関係名、成立条件、成立時に状態変化する要素名、成立時の要素状態(成立時の要素名と組み合わせて結果要素を構成する)、要素関係の成立状態、成立した連鎖数を保持する。成立条件の欄は、検索部12での連鎖の検索において、要素状態の変化があった場合には書き換えられる。要素状態の変化があった場合、対応部分を「True」に置き換える。成立時に状態変化する要素名は、生体内ネットワークモデルDB23の当該要素関係の接続先要素である。   An example of the establishment element relationship storage unit 22 is shown in FIG. Has an established element relation table, relation name, establishment condition, element name that changes state when established, element state when established (result element is combined with element name when established), established state of element relation, established Holds the chain number. The establishment condition column is rewritten when there is a change in the element state in the chain search by the search unit 12. When there is a change in the element state, the corresponding part is replaced with “True”. The element name that changes state when established is the connection destination element of the element relationship in the in vivo network model DB 23.

例えば、一レコード目は、関係名「アーク1」であり、成立条件を参照するとアーク1に対応する全ての要素状態はすでに変化しており、アーク1は成立し、成立した連鎖数は「1」であることを表している。この方法は一例であり、変化した要素状態を保持する属性を別に用意してもよい。   For example, the first record is the relation name “arc 1”, and referring to the establishment condition, all element states corresponding to arc 1 have already changed, arc 1 has been established, and the number of established chains is “1”. ". This method is an example, and an attribute for holding the changed element state may be prepared separately.

次に、検索部12の動作を図19のブロック図と図3のフローチャートを参照して詳細に説明する。   Next, the operation of the search unit 12 will be described in detail with reference to the block diagram of FIG. 19 and the flowchart of FIG.

図19は、本実施形態における検索部12の構成を示したブロック図である。検索部12は、要素状態の変化を要素状態記憶部21に書き込む要素状態書込部121と、要素状態記憶部21から要素状態を読み込む要素状態読込部122と、生体内ネットワークモデルDB23より連鎖に関係のある要素関係を抽出し成立要素関係記憶部22に書き込むネットワーク情報取得部123と、成立要素関係記憶部22に要素状態の変化を書き込む要素状態変更部124と、成立要素関係記憶部22の要素関係が成立するか検証する要素関係検証部125とで構成されている。なお、要素状態書込部121と要素状態読込部122とは要素状態更新部18を構成し、要素状態変更部124と要素関係検証部125とはネットワーク更新部19を構成する。   FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the search unit 12 in the present embodiment. The search unit 12 is chained from the element state writing unit 121 that writes changes in the element state to the element state storage unit 21, the element state reading unit 122 that reads the element state from the element state storage unit 21, and the in vivo network model DB 23. A network information acquisition unit 123 that extracts a related element relationship and writes it in the established element relationship storage unit 22; an element state change unit 124 that writes a change in the element state in the established element relationship storage unit 22; An element relationship verification unit 125 that verifies whether the element relationship is established. The element state writing unit 121 and the element state reading unit 122 constitute an element state updating unit 18, and the element state changing unit 124 and the element relationship verification unit 125 constitute a network updating unit 19.

要素状態書込部121は、要素と要素状態を含む要素データを要素状態記憶部21に書き込む。要素状態書込部121は、次のように動作する。入力部11よりユーザが指定した要素データを受け取り(110121)、要素データを要素状態記憶部21に書き込む(121021)。また、要素関係検証部125より成立時に状態変化する要素と要素状態からなる結果要素の要素データ、現在検索中の連鎖数を受け取り(1250121)、要素データと連鎖数を書き込む。次に、現在検索中の連鎖数を要素状態読込部122に渡す(1210122)。   The element state writing unit 121 writes element data including elements and element states in the element state storage unit 21. The element state writing unit 121 operates as follows. The element data designated by the user is received from the input unit 11 (110121), and the element data is written in the element state storage unit 21 (121021). In addition, the element relation verification unit 125 receives the element data of the result element including the element whose state changes when established and the element state, the number of chains currently being searched (1250121), and writes the element data and the number of chains. Next, the number of chains currently being searched is passed to the element state reading unit 122 (1210122).

要素状態読込部122は、現在検索中の連鎖における要素と要素状態を含む要素データを要素状態記憶部21より読み込む。次のように動作する。要素状態読込部122は、要素状態書込部121より現在検索中の連鎖数を受け取り(1210122)、要素状態記憶部21を参照し、検索中の連鎖数をもとに要素データを読み込む(210122)。この要素データと現在検索中の連鎖数をネットワーク情報取得部123に渡す(1220123)。   The element state reading unit 122 reads element data including elements and element states in the chain currently being searched from the element state storage unit 21. It works as follows. The element state reading unit 122 receives the number of chains currently being searched from the element state writing unit 121 (1210122), refers to the element state storage unit 21, and reads element data based on the number of chains being searched (210122). ). This element data and the number of chains currently being searched are passed to the network information acquisition unit 123 (1220123).

ネットワーク情報取得部123は、現在検索中の連鎖に関連する要素関係を生体内ネットワークモデルDB23より抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む。ネットワーク情報取得部123は、次のように動作する。要素状態読込部122より要素と要素状態を含む要素データと現在検索中の連鎖数を受け取る(1220123)。次に生体内ネットワークモデルDB23を参照し、受け取った要素データを原因要素として成立条件に含む要素関係を抽出する(230123)。次に抽出した要素関係を成立要素関係記憶部22に書き込む(123022)。次に、受け取った要素データ、現在検索中の連鎖数を要素状態変更部124に渡す(1230124)。   The network information acquisition unit 123 extracts the element relation related to the chain currently being searched from the in-vivo network model DB 23 and writes it in the established element relation storage unit 22. The network information acquisition unit 123 operates as follows. The element status reading unit 122 receives the element data including the element and the element status, and the number of chains currently being searched (1220123). Next, with reference to the in-vivo network model DB 23, the element relation including the received element data as a cause element in the formation condition is extracted (230123). Next, the extracted element relation is written into the established element relation storage unit 22 (1230302). Next, the received element data and the number of chains currently being searched are passed to the element state changing unit 124 (1230124).

要素状態変更部124は、要素状態が変化したことを成立要素関係記憶部22の成立条件の欄に書き込む。次のように動作する。要素状態変更部124は、ネットワーク情報取得部123より要素と要素状態を含む要素データ、現在検索中の連鎖数を受け取る(1230124)。次に、成立要素関係記憶部22の要素関係条件の欄の受け取った要素データに対応する部分を書き換える(124022)。次に要素関係検証部125に現在検索中の連鎖数を渡す(1240125)。   The element state change unit 124 writes that the element state has changed in the establishment condition column of the establishment element relationship storage unit 22. It works as follows. The element state changing unit 124 receives element data including element and element state and the number of chains currently being searched from the network information acquiring unit 123 (1230124). Next, the part corresponding to the received element data in the element relation condition column of the established element relation storage unit 22 is rewritten (124402). Next, the number of chains currently being searched is passed to the element relation verification unit 125 (1240125).

要素関係検証部125は、成立要素関係記憶部22の成立条件を参照し要素関係が成立しているか否か検証する。次のように動作する。要素関係検証部125は、要素状態変更部124より現在検索中の連鎖数を受け取る(1240125)。次に、成立要素関係記憶部22を参照し(220125)、各要素関係の成立条件の情報から要素関係が成立したかを検証する。成立した要素関係がある場合、現在検索中の連鎖数を成立要素関係記憶部22に書き込み(125022)、その要素関係の接続先要素と要素状態の組からなる結果要素の要素データと、現在検索中の連鎖数を要素状態書込部121に渡す(1250121)。   The element relationship verification unit 125 verifies whether the element relationship is established with reference to the establishment condition of the established element relationship storage unit 22. It works as follows. The element relationship verification unit 125 receives the number of chains currently being searched from the element state change unit 124 (1240125). Next, the established element relation storage unit 22 is referred to (220125), and it is verified whether or not the element relation is established from the information on the establishment condition of each element relation. If there is an established element relationship, the number of chains currently being searched is written in the established element relationship storage unit 22 (125022), the element data of the result element consisting of the combination of the connection destination element and element state of the element relationship, and the current search The chain number is passed to the element state writing unit 121 (1250121).

図3は、本実施形態のシミュレーションシステムの動作を示すフローチャート図である。図3のフローチャートを用いて、検索部12の処理過程を説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the simulation system of this embodiment. The process of the search unit 12 will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、要素データを要素状態記憶部21に書き込み、最大連鎖数を保持し、現在検索中の連鎖数の初期化を行う(ステップS1)。次に、要素状態読込部122が、要素データを読み込む(ステップS2)。次に、ネットワーク情報取得部123が、この要素データに関連する要素関係を生体内ネットワークモデルDB23より抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む(ステップS3)。次に、要素状態変更部124が、要素データの要素または要素状態が変化したことを成立要素関係記憶部22に書き込む(ステップS4)。   First, element data is written in the element state storage unit 21, the maximum number of chains is held, and the number of chains currently being searched is initialized (step S1). Next, the element state reading unit 122 reads element data (step S2). Next, the network information acquisition unit 123 extracts the element relation related to the element data from the in-vivo network model DB 23 and writes it in the established element relation storage unit 22 (step S3). Next, the element state changing unit 124 writes that the element of the element data or the element state has changed into the established element relation storage unit 22 (step S4).

次に、要素関係検証部125が、成立要素関係記憶部22の要素関係が成立するか検証し、成立した要素関係の結果要素を読み込む(ステップS5)。次に、要素状態書込部121が、得られた結果要素を要素状態記憶部21に書き込む(ステップS6)。そして、現在検索中の連鎖数を増やす(ステップS7)。次に、要素状態記憶部21に未読込の要素データがあり、かつ、現在検索中の連鎖数が最大連鎖数より小さければ、ステップS2へ進み引き続き連鎖を検索し、そうでなければ次のステップS9へ進む(ステップS8)。   Next, the element relationship verification unit 125 verifies whether the element relationship in the established element relationship storage unit 22 is established, and reads a result element of the established element relationship (step S5). Next, the element state writing unit 121 writes the obtained result element in the element state storage unit 21 (step S6). Then, the number of chains currently being searched is increased (step S7). Next, if there is unread element data in the element state storage unit 21 and the number of chains currently being searched is smaller than the maximum number of chains, the process proceeds to step S2, and the chain is continuously searched. The process proceeds to S9 (step S8).

続けて、要素状態読込部122は、未読込の要素データが要素状態記憶部21にあれば読み込む(ステップS9)。ネットワーク情報取得部123が、この要素データと関連する要素関係を抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む(ステップS10)。   Subsequently, the element state reading unit 122 reads unread element data if there is element data in the element state storage unit 21 (step S9). The network information acquisition unit 123 extracts the element relation related to the element data and writes it in the established element relation storage unit 22 (step S10).

次いで、上記の各ステップを詳細に説明する。   Next, each of the above steps will be described in detail.

ステップS1)まず、入力された要素データを要素状態記憶部21に書き込み、最大連鎖数、現在検索中の連鎖数を初期化する。   Step S1) First, the inputted element data is written in the element state storage unit 21, and the maximum number of chains and the number of chains currently being searched are initialized.

要素状態書込部121が、入力部11より(110121)受け取った要素データを、要素状態記憶部21に書き込む(121021)。   The element state writing unit 121 writes the element data received from the input unit 11 (110121) to the element state storage unit 21 (121021).

例えば、入力部11で図5のように要素「A」・要素状態「リン酸化」、要素「B」・要素状態「リン酸化」、要素「I」・要素状態「イオン化」と指定された場合、要素状態記憶部21にそれぞれを書き込み、そのときの連鎖数は「0」、読込属性は空とする。   For example, when the element “A” / element state “phosphorylation”, element “B” / element state “phosphorylation”, element “I” / element state “ionization” are designated by the input unit 11 as shown in FIG. , Each is written in the element state storage unit 21, the chain number at that time is “0”, and the read attribute is empty.

検索部12が変数Nと変数nを初期化する。変数Nは最大連鎖数であり、入力部11より受け取った最大連鎖数があれば代入し、なければ、十分大きな値を代入する。変数nは現在検索中の連鎖数であり、「0」を代入する。例えば、入力部11から最大連鎖数「5」を受け取った場合、N=5、n=0とする。   The search unit 12 initializes a variable N and a variable n. The variable N is the maximum number of chains, and if there is a maximum number of chains received from the input unit 11, it is substituted, and if not, a sufficiently large value is substituted. The variable n is the number of chains currently being searched, and “0” is substituted. For example, when the maximum number of chains “5” is received from the input unit 11, N = 5 and n = 0.

現在検索中の連鎖数nを要素状態読込部122に渡す(1210122)。   The number n of chains currently being searched is passed to the element state reading unit 122 (1210122).

ステップS2)次に、要素状態読込部122が、現在検索中の連鎖数で変化する要素データを要素状態記憶部21から読み込む。   Step S2) Next, the element state reading unit 122 reads element data that changes with the number of chains currently being searched from the element state storage unit 21.

要素状態読込部122が、現在検索中の連鎖数nを受け取り(1210122)、要素状態記憶部21を参照し連鎖数nの未読込の要素データがあれば読み込む(210122)。この時、要素状態記憶部21の読み込んだレコードの読込属性に読込済みであることを書き込む。読み込んだ要素データをネットワーク情報取得部123に渡す(1220123)。   The element state reading unit 122 receives the number n of chains currently being searched (1210122), refers to the element state storage unit 21 and reads any unread element data of the number of chains n (210122). At this time, the fact that it has been read is written in the read attribute of the record read in the element state storage unit 21. The read element data is transferred to the network information acquisition unit 123 (1220123).

例えば、nが「0」であれば、要素「A」・要素状態「リン酸化」、要素「B」・要素状態「リン酸化」、要素「I」・要素状態「イオン化」の三つ、現在検索中の連鎖数n=0を読み込み、これらのレコードの読込属性に「済み」と書き込む。読み込んだ三つの要素と要素状態の組、n=0をネットワーク情報取得部123に渡す。   For example, if n is “0”, element “A”, element state “phosphorylation”, element “B”, element state “phosphorylation”, element “I”, element state “ionization”, The number of chains n = 0 being searched is read, and “completed” is written in the read attribute of these records. A set of three elements and element states read, n = 0, is passed to the network information acquisition unit 123.

ステップS3)次に、受け取った要素データに関連する要素関係を生体内ネットワークモデルDB23より抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む。   Step S3) Next, the element relation related to the received element data is extracted from the in-vivo network model DB 23 and written into the established element relation storage unit 22.

ネットワーク情報取得部123が、要素データ、現在検索中の連鎖数を受け取る(1220123)。次に、生体内ネットワークモデルDB23を参照し(230123)、要素データを原因要素として成立条件に含む要素関係があれば抽出する。次に、成立要素関係記憶部22に抽出した要素関係が書き込まれていなければ書き込む(123022)。   The network information acquisition unit 123 receives the element data and the number of chains currently being searched (1220123). Next, the in-vivo network model DB 23 is referred to (230123), and if there is an element relation including element data as a cause element in the formation condition, it is extracted. Next, if the extracted element relation is not written in the established element relation storage unit 22, it is written (1230302).

例えば、要素「A」・要素状態「リン酸化」、要素「B」・要素状態「リン酸化」、要素「I」・要素状態「イオン化」の三つの要素データ、現在検索中の連鎖数n=0を受け取った場合を考える。図2のような生体内ネットワークモデルDB23の要素関係テーブルを参照し、成立条件に要素「A」・要素状態「リン酸化」を含む要素関係「アーク1」、「アーク2」と、成立条件に要素「B」・要素状態「リン酸化」を含む要素関係「アーク1」、「アーク2」、「アーク9」、「アーク11」と、成立条件に要素「I」・要素状態「イオン化」を含む要素関係「アーク3」を抽出する。次に、これら要素関係の関係名、成立条件、成立時に状態変化する要素と成立時の要素状態との組からなる結果要素を成立要素関係記憶部22に書き込み、成立属性は空とする。成立時に状態変化する要素とは、要素関係の接続先要素である。   For example, three element data of element “A”, element state “phosphorylation”, element “B”, element state “phosphorylation”, element “I” and element state “ionization”, the number of chains currently being searched n = Consider the case where 0 is received. Referring to the element relation table of the in-vivo network model DB 23 as shown in FIG. 2, the element relations “arc 1” and “arc 2” including the element “A” and the element state “phosphorylation” in the establishment condition, The element relation “Arc 1”, “Arc 2”, “Arc 9”, “Arc 11” including the element “B” and the element state “phosphorylation”, and the element “I” and the element state “ionization” as the formation conditions The element relation “arc 3” to be included is extracted. Next, a result element composed of a set of a relation name of the element relation, an establishment condition, an element whose state changes upon establishment and an element state upon establishment is written into the establishment element relation storage unit 22, and the establishment attribute is empty. An element whose state changes when established is a connection destination element in the element relationship.

ここで、ネットワーク情報取得部123は、要素と要素状態を含む要素データを受け取った際、要素状態が「*」である場合、その要素を成立条件に含む要素関係を全て抽出する。また、要素が「*」である場合、その要素状態を成立条件に含む要素関係を全て抽出する。例えば、要素「AB」と要素状態「*」を受け取った場合、図2のような生体内ネットワークモデルDB23の要素関係テーブルを参照し、要素「AB」を含む、要素関係「アーク3」、「アーク4」、「アーク5」、「アーク6」を抽出する。このように、任意の生体内要素や要素状態を受け取った場合でも、成立する可能性のある要素関係を全て抽出することができる。   Here, when the element information including the element and the element state is received and the element state is “*”, the network information acquisition unit 123 extracts all the element relations including the element as a fulfillment condition. If the element is “*”, all element relationships including the element state in the establishment condition are extracted. For example, when the element “AB” and the element state “*” are received, the element relation table of the in-vivo network model DB 23 as shown in FIG. 2 is referred to, and the element relation “arc 3”, “ “Arc 4”, “Arc 5”, and “Arc 6” are extracted. As described above, even when any in-vivo element or element state is received, all element relationships that may be established can be extracted.

さらに、生体内ネットワークモデルDB23の要素関係テーブルの中で、成立条件の要素状態が不明な場合は、接続元要素の全ての要素状態が設定されたものとして扱う。また、結果要素の成立時要素状態が不明な場合、全ての要素状態として扱う。例えば、図2のような生体内ネットワークモデルDB23の関係名「アーク10」の場合、成立条件に「F(*)」、結果要素の成立時要素状態に「*」が設定されているものとして扱う。このように処理することで、成立条件の要素状態が不明な場合や結果要素の成立時要素状態が不明な場合でも、全ての要素状態が設定されたものとして扱うことで、成立する可能性のある要素関係を全て抽出することができる。   Furthermore, in the element relation table of the in-vivo network model DB 23, when the element state of the establishment condition is unknown, it is handled that all the element states of the connection source element are set. If the element state at the time when the result element is established is unknown, it is handled as all element states. For example, in the case of the relation name “arc 10” in the in-vivo network model DB 23 as shown in FIG. 2, it is assumed that “F (*)” is set as the establishment condition and “*” is set as the element state when the result element is established. deal with. By processing in this way, even if the element state of the establishment condition is unknown or the element state at the time of establishment of the result element is unknown, it can be established by treating all the element states as being set. All element relationships can be extracted.

ネットワーク情報取得部123は、受け取った要素データ、現在検索中の連鎖数を要素状態変更部124に渡す(1230124)。   The network information acquisition unit 123 passes the received element data and the number of chains currently being searched to the element state change unit 124 (1230124).

ステップS4)次に、要素と要素状態が変化したことを成立要素関係記憶部22に書き込む。   Step S4) Next, the fact that the element and the element state have changed is written in the established element relation storage unit 22.

要素状態変更部124は、要素データ、現在検索中の連鎖数を受け取る(1230124)。次に、成立要素関係記憶部22を参照し、要素状態の変更を行う(124022)。要素状態の変更は次のように行う。成立要素関係記憶部22の全てのレコードの成立条件の欄の中で、受け取った要素データに対応する部分を、「True」に置き換える。   The element state changing unit 124 receives the element data and the number of chains currently being searched (1230124). Next, the element state is changed with reference to the established element relationship storage unit 22 (124402). The element state is changed as follows. The part corresponding to the received element data is replaced with “True” in the column of the condition for all records in the established element relation storage unit 22.

例えば、要素「A」・要素状態「リン酸化」、要素「B」・要素状態「リン酸化」、要素「I」・要素状態「イオン化」の三つの要素データ、現在検索中の連鎖数n=0を受け取った場合を考える。要素「A」・要素状態「リン酸化」に対して、要素関係「アーク1」の成立条件「A(リン酸化) AND B(リン酸化)」の対応部分を書き換え「True AND B(リン酸化)」とする。同様に要素関係「アーク2」は、「B(リン酸化) AND True」となる。   For example, three element data of element “A”, element state “phosphorylation”, element “B”, element state “phosphorylation”, element “I” and element state “ionization”, the number of chains currently being searched n = Consider the case where 0 is received. Rewrite the corresponding part of the condition “A (phosphorylation) AND B (phosphorylation)” of the element relation “arc 1” for the element “A” and the element state “phosphorylation” “True AND B (phosphorylation)” " Similarly, the element relationship “arc 2” is “B (phosphorylated) AND True”.

続いて、要素「B」・要素状態「リン酸化」の対応部分をさらに書き換えると、要素関係「アーク1」は「True AND True」、関係名「アーク2」は「True AND True」、要素関係「アーク9」は「True AND D(リン酸化)」、要素関係「アーク11」は「D(リン酸化) AND True」となる。さらに、要素「I」・要素状態「イオン化」の対応部分を書き換えると、要素関係「アーク3」は「True AND AB(結合)」となる。   Subsequently, when the corresponding part of the element “B” / element state “phosphorylation” is further rewritten, the element relation “Arc 1” is “True AND True”, the relation name “Arc 2” is “True AND True”, and the element relation “Arc 9” is “True AND D (phosphorylated)”, and the element relationship “Arc 11” is “D (phosphorylated) AND True”. Furthermore, when the corresponding portion of the element “I” and the element state “ionization” is rewritten, the element relation “arc 3” becomes “True AND AB (join)”.

ここで、要素状態変更部124は、要素と要素状態を含む要素データを受け取った際、要素状態が「*」の場合、その要素が対応していれば「True」とし、要素が「*」の場合、その要素状態が対応すれば「True」とする。また、成立要素関係記憶部22の成立条件が不明な場合、成立したとみなし成立条件の欄を「True」とする。   Here, when the element state change unit 124 receives element data including an element and an element state, if the element state is “*”, the element state change unit 124 sets “True” if the element corresponds to the element state, and the element indicates “*”. In this case, if the element state corresponds, “True” is set. Further, when the establishment condition of the establishment element relationship storage unit 22 is unknown, it is regarded that the establishment condition is established, and the column of the establishment condition is set to “True”.

要素状態変更部124は、現在検索中の連鎖数nを要素関係検証部125に渡す(1240125)。   The element state changing unit 124 passes the chain number n currently being searched to the element relation verifying unit 125 (1240125).

ステップS5)次に、成立要素関係記憶部22を参照し、成立した要素関係があるか検証し、成立した要素関係の結果要素を読み込む。   Step S5) Next, the established element relationship storage unit 22 is referenced to verify whether there is an established element relationship, and a result element of the established element relationship is read.

要素関係検証部125は、現在検索中の連鎖数nを入力に(1240125)、成立要素関係記憶部22を参照し(125022)、成立条件を満たしているか確認し、要素関係が成立するか否か検証する。成立条件を検証するには、成立要素関係記憶部22の成立条件のうち「True」の部分に着目し論理式を評価し、論理式が真であればその要素関係は成立する。成立した要素関係があれば、成立要素関係記憶部22の連鎖数属性に現在検索中の連鎖数n+1を書き込み、成立属性に「済み」と書き込み、成立時に状態変化する要素と要素状態の変化を成立要素関係記憶部22から読み込む(220125)。   The element relationship verification unit 125 receives the number n of chains currently being searched (1240125), refers to the established element relationship storage unit 22 (125022), checks whether the establishment condition is satisfied, and determines whether or not the element relationship is established. Verify that. In order to verify the establishment condition, the logical expression is evaluated by paying attention to the “True” portion of the establishment conditions in the establishment element relation storage unit 22, and if the logical expression is true, the element relation is established. If there is an established element relationship, the number n + 1 of the currently searched chain is written in the chain number attribute of the established element relation storage unit 22, “completed” is written in the established attribute, and the element that changes the state at the time of establishment and the change in the element state Read from the established element relationship storage unit 22 (220125).

例えば、現在検索中の連鎖数n=0を受け取る。成立要素関係記憶部22を参照し、要素関係「アーク1」と要素関係「アーク2」の成立条件の論理式を評価した結果、真である場合、関係名「アーク1」と関係名「アーク2」が成立していることが分かる。この場合、成立要素関係記憶部22の対応するレコードに、連鎖数が「1」で成立属性に「済み」と書き込み、要素「AB」・要素状態「結合」の結果要素の要素データを読み込む。   For example, the chain number n = 0 currently being searched is received. With reference to the established element relation storage unit 22, when the logical expressions of the establishment conditions of the element relation “arc 1” and the element relation “arc 2” are evaluated, if the result is true, the relation name “arc 1” and the relation name “arc” It can be seen that “2” is established. In this case, the number of chains is “1” and “completed” is written in the establishment attribute to the corresponding record in the establishment element relationship storage unit 22, and element data of the element “AB” / element state “combined” is read.

要素関係検証部125は、成立時に状態変化する結果要素の要素データ、現在検索中の連鎖数を要素状態書込部121に渡す(1250121)。   The element relation verification unit 125 passes the element data of the result element that changes state when established, and the number of chains currently being searched to the element state writing unit 121 (1250121).

ステップS6)成立した結果要素があれば要素状態記憶部21に書き込む。   Step S6) If there is an established result element, it is written in the element state storage unit 21.

要素状態書込部121は、ステップS5で成立した要素関係があれば、結果要素の要素データ、現在検索中の連鎖数を受け取り(1250121)、要素状態記憶部21に、この要素データが書き込まれていなければ書き込む(121021)。このとき、連鎖数属性にはn+1を書き込む。例えば、要素「AB」・要素状態「結合」、現在検索中の連鎖数n=0を受け取り、この要素・要素状態と連鎖数「1」を書き込み、読込属性は書き込まない。   If there is an element relationship established in step S5, the element state writing unit 121 receives the element data of the result element and the number of chains currently being searched (1250121), and this element data is written into the element state storage unit 21. If not, it is written (121021). At this time, n + 1 is written in the chain number attribute. For example, the element “AB”, the element state “combined”, the number of chains currently being searched n = 0 is received, the element / element state and the number of chains “1” are written, and the read attribute is not written.

ステップS7)次に、現在検索中の連鎖数nに1を足すことで、現在検索中の連鎖数を増やす。例えば、n=1となる。   Step S7) Next, the number of chains currently being searched is increased by adding 1 to the number n of chains currently being searched. For example, n = 1.

ステップS8)次に、現在検索中の連鎖数が最大連鎖数より小さく、かつ、要素状態記憶部21に未読込の要素データがある場合、ステップS2に進み次の連鎖を検索する。例えば、最大連鎖数Nが「5」、現在の連鎖数nが「1」であり、要素「AB」・要素状態「結合」、連鎖数「1」が未読込であれば次の連鎖を検索する。   Step S8) Next, when the number of chains currently being searched is smaller than the maximum number of chains and there is unread element data in the element state storage unit 21, the process proceeds to step S2 to search for the next chain. For example, if the maximum number of chains N is “5”, the current number of chains n is “1”, the element “AB” / element state “bound”, and the number of chains “1” is unread, the next chain is searched. To do.

次の連鎖では、ステップS2において、現在の連鎖数n=1の未読込の要素データを原因要素として読み込む。例えば、要素「AB」・要素状態「結合」を読み込む。図2の生体内ネットワークモデルDB23を参照すると、ステップS3で要素関係「アーク3」と要素関係「アーク6」を抽出し、まだ書き込まれていない要素関係「アーク6」のみを書き込む。ステップS4で要素関係「アーク3」と要素関係「アーク6」の要素データを変更する。ステップS5で「アーク3」と「アーク6」が成立し、要素「AB」・要素状態「分解」、要素「C」・要素状態「発現活性」の二つの結果要素を得る。ステップS7で、この結果要素を書き込む。   In the next chain, in step S2, unread element data of the current chain number n = 1 is read as a cause element. For example, the element “AB” and the element state “join” are read. Referring to the in-vivo network model DB 23 in FIG. 2, in step S3, the element relation “arc 3” and the element relation “arc 6” are extracted, and only the element relation “arc 6” that has not been written yet is written. In step S4, the element data of the element relation “arc 3” and the element relation “arc 6” is changed. In step S5, “arc 3” and “arc 6” are established, and two result elements of element “AB” / element state “decomposition” and element “C” / element state “expression activity” are obtained. In step S7, this result element is written.

ステップS8で条件に合わない場合、ステップS9に進む。   If the condition is not met in step S8, the process proceeds to step S9.

ステップS9)要素状態記憶部21の未読込の要素データを読み込む。   Step S9) Read unread element data in the element state storage unit 21.

要素状態読込部122が、検索部12の指示により、要素状態記憶部21を参照し、連鎖数に関わりなく、未読込の要素データを読み込む。読み込んだ要素データを要素状態記憶部21より削除する。   The element state reading unit 122 refers to the element state storage unit 21 according to an instruction from the search unit 12 and reads unread element data regardless of the number of chains. The read element data is deleted from the element state storage unit 21.

検索部12は、要素状態読込部122から、読み込んだ要素データを取得する。   The search unit 12 acquires the read element data from the element state reading unit 122.

ステップS10)生体内ネットワークモデルDB23を参照し要素関係を抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む。   Step S 10) Element relationships are extracted with reference to the in vivo network model DB 23, and are written in the established element relationship storage unit 22.

検索部12は、ステップS9で受け取った要素と要素状態との組を含む要素データをネットワーク情報取得部123に渡す。   The search unit 12 passes the element data including the combination of the element and the element state received in step S <b> 9 to the network information acquisition unit 123.

ネットワーク情報取得部123は、検索部12から要素データを受け取る。次に、ステップS3と同様に、生体内ネットワークモデルDB23を参照し要素関係を抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む。   The network information acquisition unit 123 receives element data from the search unit 12. Next, as in step S <b> 3, the element relation is extracted with reference to the in vivo network model DB 23 and written into the established element relation storage unit 22.

検索部12は、検索が終了したことを出力部16の構成要素である表示処理部13に通知する(12013)。   The search unit 12 notifies the display processing unit 13 that is a component of the output unit 16 that the search has been completed (12013).

検索部12は次の特徴を持つ。検索部12の特徴は、一つの要素に対し複数の要素状態を考慮していることである。   The search unit 12 has the following features. A feature of the search unit 12 is that a plurality of element states are considered for one element.

検索部12の処理において、一つの要素に対し複数の要素状態を考慮して検索することは重要である。なぜなら、生体内ネットワークでは、一つの生体内要素は同時に様々な要素状態になるからである。例えば、要素「A」と要素「B」が結合した要素「AB」と、要素「AB」を分解する要素「I」が生体内に同時に存在する場合を考える。このとき、要素「I」が要素「AB」を分解するとしても、一度に全ての要素「AB」が分解されるわけではなく、結合している要素「AB」も残っている。   In the processing of the search unit 12, it is important to search for one element in consideration of a plurality of element states. This is because in an in vivo network, one in vivo element is in various element states at the same time. For example, let us consider a case where an element “AB” in which the element “A” and the element “B” are combined and an element “I” that decomposes the element “AB” are present in the living body at the same time. At this time, even if the element “I” decomposes the element “AB”, not all the elements “AB” are decomposed at a time, and the element “AB” that is connected remains.

従って、要素「AB」が結合した状態によって連鎖的におこる状態変化も継続して起きている。つまり、要素「AB」は同時に「結合」と「分解」という二つの要素状態になる。検索部12は、連鎖を検索する過程で、要素と要素状態の組を含む要素データをもとに検索することで、一つの生体内要素が同時に複数の要素状態になることを考慮して検索している。   Therefore, the state change that occurs in a chain according to the state in which the elements “AB” are combined continues to occur. That is, the element “AB” is simultaneously in two element states of “combined” and “decomposed”. The search unit 12 performs a search in consideration of the fact that one in-vivo element simultaneously becomes a plurality of element states by searching based on element data including a pair of elements and element states in the process of searching for a chain. doing.

図1に戻り、次に、表示処理部13は、成立要素関係記憶部22と要素状態記憶部21を参照し(22013、21013)、ネットワークを再構成し表示するためのノードやアークの位置などの情報を作成し、ディスプレイ装置14に渡す(13014)。   Returning to FIG. 1, next, the display processing unit 13 refers to the established element relationship storage unit 22 and the element state storage unit 21 (22013, 21013), and positions of nodes and arcs for reconfiguring and displaying the network. Is created and passed to the display device 14 (13014).

表示処理部13は、まず、生体内ネットワークの要素関係一覧と、影響範囲を拡張させるために必要な要素データの一覧である拡張可能要素状態一覧を作成する。次に、表示処理部13は、要素関係一覧から生体内ネットワークを再構成し、生体内ネットワークを表示するためのノードやアークの位置などの情報を作成する。   First, the display processing unit 13 creates an element relation list of the in-vivo network and an expandable element state list that is a list of element data necessary for extending the influence range. Next, the display processing unit 13 reconfigures the in-vivo network from the element relation list, and creates information such as nodes and arc positions for displaying the in-vivo network.

表示処理部13は、まず、生体内ネットワークの要素関係一覧と、影響範囲を拡張させるために必要な要素データの一覧である拡張可能要素状態一覧を作成する。   First, the display processing unit 13 creates an element relation list of the in-vivo network and an expandable element state list that is a list of element data necessary for extending the influence range.

図7は、本実施形態における表示処理部で作成した要素関係一覧と拡張可能要素状態一覧の一例を示す図である。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of an element relation list and an expandable element state list created by the display processing unit according to the present embodiment.

図7(1)は、要素関係一覧の一例である。各要素関係の接続元の要素名、その種類、その要素状態、接続先の要素名、その種類、要素状態、検索過程における成立した連鎖数、関連要素、成立条件で構成される。ここで、関連要素とは、成立条件を構成する原因要素のうち、接続元要素以外の原因要素である。   FIG. 7A is an example of an element relation list. It consists of the element name of the connection source of each element relationship, its type, its element state, element name of the connection destination, its type, element state, the number of chains established in the search process, related elements, and conditions for establishment. Here, the related element is a cause element other than the connection source element among the cause elements constituting the establishment condition.

図7(2)は、拡張可能要素状態一覧の一例である。拡張可能要素状態一覧とは、ユーザが指定した要素状態にどのような要素状態を追加するとさらに影響範囲が広がるかをあらわした表である。拡張可能な要素データ、これによって成立する要素関係の成立条件、接続元の要素名とその要素状態、接続先の要素名とその要素状態で構成される。   FIG. 7B is an example of the expandable element state list. The expandable element state list is a table showing what kind of element state is added to the element state designated by the user and the influence range is further expanded. It is composed of expandable element data, conditions for establishing element relations established thereby, connection source element names and element states, and connection destination element names and element states.

例えば、検索部12で検索した結果、図4の成立要素関係テーブルになったとする。成立していない要素関係「アーク9」と「アーク11」の成立条件に注目すると、「True」になっていない要素「D」・要素状態「リン酸化」を追加することでこの要素関係が成立し、生体内ネットワークの影響範囲が広がることがわかる。このとき、要素「D」・要素関係「リン酸化」は拡張可能な要素データとして一覧に含める。   For example, suppose that the result of the search by the search unit 12 is the formation element relationship table of FIG. If attention is paid to the conditions for establishing the element relations “Arc 9” and “Arc 11” that are not established, this element relation is established by adding the element “D” and the element state “phosphorylation” that are not “True”. It can be seen that the range of influence of the in-vivo network is widened. At this time, the element “D” and the element relationship “phosphorylation” are included in the list as expandable element data.

要素関係一覧は次のように作成する。   The element relation list is created as follows.

まず、表示処理部13は、成立要素関係記憶部22から、成立している要素関係の関係名と連鎖数を読み込む(22013)。次に、ネットワーク情報取得部123を介して生体内ネットワークモデルDB23を参照し、関係名をキーに検索し、接続元要素名およびその要素状態、接続先要素名およびその要素状態、成立条件、を読み込み、要素名をキーに生体内要素の種類を読み込み(23013)、要素関係一覧の情報を作成する。   First, the display processing unit 13 reads the relationship name and chain number of the established element relationship from the established element relationship storage unit 22 (22013). Next, the in-vivo network model DB 23 is referred to via the network information acquisition unit 123 and searched using the relationship name as a key, and the connection source element name and its element state, the connection destination element name and its element state, and establishment conditions are obtained. Reading, reading the type of in-vivo element using the element name as a key (23013), and creating element relation list information.

接続元要素状態は、要素関係の成立条件における接続元要素に関する要素状態であり、例えば、図2のような生体内ネットワークモデルDB23の関係名「アーク1」では、成立条件の欄から接続元要素「A」、接続元要素状態「リン酸化」である。   The connection source element state is an element state related to the connection source element in the condition for establishing the element relationship. For example, in the relation name “arc 1” in the in vivo network model DB 23 as shown in FIG. “A”, connection element state “phosphorylated”.

次に、表示処理部13は、要素関係には現れないが、要素状態記憶部21のみに現れる要素データを、要素関係一覧に追加する。要素状態記憶部21から、読み込み済みの要素データを読み込む(21013)。先に作成した要素関係一覧の接続元要素・要素状態、接続先要素・要素状態の欄と比較し、要素状態記憶部21のみに現れる要素データを抽出する。抽出した要素データの要素名をキーに要素の種類を、ネットワーク情報取得部123を介して生体内ネットワークモデルDB23より取得する(23013)。抽出した要素・要素状態・種類を接続元要素・要素状態・種類とし、接続先要素、種類、要素状態、連鎖数、関連要素、成立条件を空とするレコードを要素関係一覧に追加する。   Next, the display processing unit 13 adds element data that does not appear in the element relation but appears only in the element state storage unit 21 to the element relation list. The read element data is read from the element state storage unit 21 (21013). Compared with the connection source element / element state and connection destination element / element state fields of the element relation list created earlier, element data that appears only in the element state storage unit 21 is extracted. The element type is acquired from the in-vivo network model DB 23 via the network information acquisition unit 123 using the element name of the extracted element data as a key (23013). The extracted element / element state / type is set as the connection source element / element state / type, and a record in which the connection destination element, type, element state, chain number, related element, and establishment condition are empty is added to the element relation list.

例えば、検索部12が、入力部11より要素「A」・要素状態「リン酸化」のみを受け取り、図2のような生体内ネットワークモデルDB23を参照して検索を行った場合、成立する要素関係はない。そのため、成立要素関係記憶部22には成立している要素関係はない。しかし、要素状態記憶部21には、要素「A」・要素状態「リン酸化」が読込済みとして保持されている。この場合、入力した要素「A」と要素状態「リン酸化」を接続先なしとして一覧に追加する。   For example, when the search unit 12 receives only the element “A” and the element state “phosphorylation” from the input unit 11 and performs a search with reference to the in vivo network model DB 23 as shown in FIG. There is no. Therefore, the established element relationship storage unit 22 has no established element relationship. However, the element state storage unit 21 holds the element “A” and the element state “phosphorylation” as read. In this case, the input element “A” and element state “phosphorylation” are added to the list as no connection destination.

拡張可能要素状態一覧は次のように作成する。   The extensible element state list is created as follows.

まず、表示処理部13は、成立要素関係記憶部22を参照し、成立していない要素関係の関係名と成立条件を取得する(22013)。次に、成立条件に注目し、「True」でない要素データの部分を抽出し、これを、拡張可能な要素データとする。次に、ネットワーク情報取得部123を介して生体内ネットワークモデルDB23を参照し、関係名をキーに接続元要素およびその要素状態、接続先要素およびその要素状態、成立条件を取得する(23013)。次に、拡張可能要素状態一覧の情報を作成する。   First, the display processing unit 13 refers to the established element relation storage unit 22 and acquires the relation name and establishment condition of the element relation that has not been established (22013). Next, paying attention to the establishment condition, a part of element data that is not “True” is extracted, and this is set as expandable element data. Next, the in-vivo network model DB 23 is referred to via the network information acquisition unit 123, and the connection source element and its element state, the connection destination element and its element state, and establishment conditions are acquired using the relation name as a key (23013). Next, information on the expandable element state list is created.

このとき、本実施形態のシミュレーションシステムは、上記の要素関係テーブルにおいて成立条件または成立結果の一部のみが成立した未成立の要素関係レコードを未成立要素関係として格納する未成立要素関係記憶部をさらに備えてもよい。   At this time, the simulation system of the present embodiment includes an unestablished element relation storage unit that stores an unestablished element relation record in which only a part of the establishment condition or the establishment result is established in the element relation table as an unestablished element relation. Further, it may be provided.

このような未成立要素関係記憶部を備えていれば、表示処理部13は、未成立要素関係記憶部から未成立要素関係を取得することにより、上記の拡張可能要素状態一覧の情報を作成することが容易になるからである。   If such an unestablished element relationship storage unit is provided, the display processing unit 13 creates information on the expandable element state list described above by acquiring the unestablished element relationship from the unestablished element relationship storage unit. This is because it becomes easy.

ここで、接続元要素状態は、要素関係の成立条件における接続元要素に関する要素状態とする。また、接続先要素状態は、要素関係の成立結果における接続先要素に関する要素状態とする。   Here, the connection source element state is an element state related to the connection source element in the condition for establishing the element relation. The connection destination element state is an element state related to the connection destination element in the result of establishment of the element relation.

図1に戻り、次に、表示処理部13は、要素関係一覧をもとに、表示方法に応じて、生体内ネットワークを表示するための情報を作成し、ディスプレイ装置14に渡す(13014)。   Returning to FIG. 1, next, the display processing unit 13 creates information for displaying the in-vivo network according to the display method based on the element relation list, and passes the information to the display device 14 (13014).

一つの表示方法は、生体内要素をノード、要素状態をサブノード、要素関係一覧の一レコードをアークとするネットワークとして表現する方法である。ここで、サブノードは、生体内要素とその要素状態の組を含む要素データで一つ存在するように表示情報を作成し、アークは、サブノードである要素状態の間を有向アークで表す。   One display method is a method of expressing a living body element as a node, an element state as a subnode, and a network in which one record of the element relation list is an arc. Here, the display information is generated so that one sub-node exists as element data including a combination of the in-vivo element and its element state, and the arc is represented by a directed arc between the element states that are sub-nodes.

例えば、図7(1)の要素関係一覧の一レコード目のアークは、接続元をノード「A」のサブノード「リン酸化」、接続先をノード「AB」のサブノード「結合」とし、二レコード目のアークは、接続元をノード「B」のサブノード「リン酸化」、接続先をノード「AB」のサブノード「結合」とする。このとき、ノード「AB」は一つであり、サブノード「結合」も一つであり、一レコード目と二レコード目のアークはこのサブノードを接続先とする。ノードの形状を生体内要素の種類毎に変え、サブノードの形状を要素状態毎に変えて表示する。   For example, the arc of the first record of the element relation list in FIG. 7A is the sub-node “phosphorylation” of the node “A” as the connection source, the sub-node “join” of the node “AB”, and the second record , The connection source is the sub-node “phosphorylation” of the node “B”, and the connection destination is the sub-node “coupling” of the node “AB”. At this time, there is one node “AB” and one sub-node “join”, and the arc of the first record and the second record uses this sub-node as the connection destination. The node shape is changed for each type of in-vivo element, and the sub-node shape is changed for each element state for display.

この表示方法では、生体内ネットワークを表示方法に対応した情報として、各ノード、サブノード、アークの配置情報を作成する。   In this display method, arrangement information of each node, sub-node, and arc is created as information corresponding to the display method of the in-vivo network.

配置情報は、ばねモデル等の従来の配置方法を用いて作成する。ただし、従来の配置方法ではサブノードを処理できないため、以下の処理を追加する。   The arrangement information is created using a conventional arrangement method such as a spring model. However, since the conventional arrangement method cannot process subnodes, the following processing is added.

従来のばねモデル等の配置手法で配置情報を作成する前に、ノードに対する各サブノードの相対位置をあらかじめ決めておき、アークをノードに接続する。ノードとアークのみを元に、従来の手法で配置を決定する。配置が終了した後、サブノードを相対位置に置き、各アークの接続元と接続先をサブノードの位置とする。   Prior to the creation of placement information by a placement method such as a conventional spring model, the relative position of each sub-node with respect to the node is determined in advance, and the arc is connected to the node. Based on only the nodes and arcs, the placement is determined by the conventional method. After the arrangement is completed, the subnode is placed at a relative position, and the connection source and connection destination of each arc are set as the subnode positions.

また、この他の方法として、従来のばねモデル等の手法で配置情報を作成する前に、サブノードも全てノードと考え、ノードとサブノードの間にアークを仮定し、従来の配置手法を用いる。配置手法を用いる際、この仮定したアークの距離をノードとサブノードが近接して見えるように調節しながら配置する。例えば、ノードが円形であれば、仮定したアークの距離を半径としたり、ノードが四角形であれば、重心から頂点までの距離とする。   As another method, before the arrangement information is created by a conventional method such as a spring model, all the subnodes are also considered as nodes, an arc is assumed between the nodes and the subnodes, and the conventional arrangement method is used. When using the placement method, the assumed arc distance is placed while adjusting so that the node and the sub-node can be seen close to each other. For example, if the node is circular, the assumed arc distance is the radius, and if the node is square, the distance from the center of gravity to the vertex is used.

表示処理部13は、各ノード、サブノード、アークの配置情報と、ノード、サブノードの形状をディスプレイ装置14に渡す。   The display processing unit 13 passes the arrangement information of each node, subnode, and arc and the shape of the node and subnode to the display device 14.

図1に戻り、次に、ディスプレイ装置14は、表示処理部13より生体内ネットワークを表示する情報を取得し、生体内ネットワークを表示する。   Returning to FIG. 1, next, the display device 14 acquires information for displaying the in-vivo network from the display processing unit 13, and displays the in-vivo network.

図6は、本実施形態における表示処理部で作成した生体内ネットワークに関する表示情報をディスプレイ装置で出力した一例を示す図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example in which display information regarding the in-vivo network created by the display processing unit in the present embodiment is output by the display device.

この例では、生体内要素の種類毎にノード形状を変化させ、要素状態毎にサブノード形状を変化させている。例えばD1はノードであり要素「A」の生体内要素をあらわし、形状から種類がタンパク質であることがわかる。D2はサブノードであり要素「A」の要素状態「リン酸化」を表している。D3はサブノードであり要素「AB」の要素状態「結合」を表し、D4はアークであり要素「A」・要素状態「リン酸化」は要素「AB」の要素状態「結合」と関連があることが分かる。生体内要素の種類は、ノードの色やノード名で分けても良い、要素状態もサブノードの色やアークの色などで分けても良い。   In this example, the node shape is changed for each type of in-vivo element, and the sub-node shape is changed for each element state. For example, D1 is a node and represents an in-vivo element of the element “A”, and it can be seen from the shape that the type is protein. D2 is a sub-node and represents the element state “phosphorylation” of the element “A”. D3 is a sub-node and represents an element state “bond” of the element “AB”, D4 is an arc, and the element “A” / element state “phosphorylation” is related to the element state “bond” of the element “AB” I understand. The types of in-vivo elements may be divided by node color or node name, and element states may be divided by sub-node color or arc color.

このように、生体内要素の要素状態毎に接続関係を表示することで、ユーザは、生体内ネットワークの生体内要素間の関係だけでなく、その成立条件をも含めた関連を容易に見つけることができる。   In this way, by displaying the connection relationship for each element state of the in vivo element, the user can easily find not only the relationship between the in vivo elements of the in vivo network but also the relationship including the conditions for establishment thereof. Can do.

従来の生体内ネットワーク表示方法では、生体内要素をノードとしていたため、ある生体内要素と関連する生体内要素を図示する際には、あるノードと接続するノードを関連するものとして表示していた。しかし、生体内ネットワークは、ある要素状態になるには要素関係が成立するための条件が必要である。さらに、その条件は、複数の要素の要素状態の組合せで表現される。従って、生体内要素の要素状態毎に接続関係を表示し、成立条件を図示することは重要である。   In the conventional in-vivo network display method, since the in-vivo element is a node, when the in-vivo element related to a certain in-vivo element is illustrated, the node connected to the certain node is displayed as related. . However, the in-vivo network needs a condition for establishing an element relationship in order to be in a certain element state. Further, the condition is expressed by a combination of element states of a plurality of elements. Therefore, it is important to display the connection relationship for each element state of the in-vivo element and to illustrate the establishment condition.

本実施形態では、生体内要素の要素状態毎に要素関係を表示することによって、成立条件を見つけやすくしている。例えば、図6のD3のサブノードを参照すると、要素「AB」の要素状態「結合」になるために関連する成立条件は、要素「A」と「B」の要素状態「リン酸化」であり、要素「I」の要素状態「リン酸化」は関連していない。また、D5のサブノードを参照すると、要素状態「分解」に関連する成立条件は、要素「I」であることがすぐに分かる。   In this embodiment, it is easy to find the establishment condition by displaying the element relation for each element state of the in-vivo element. For example, referring to the sub-node of D3 in FIG. 6, the relevant establishment condition for becoming the element state “binding” of the element “AB” is the element state “phosphorylation” of the elements “A” and “B”. The element state “phosphorylation” of element “I” is not relevant. Further, referring to the sub-node of D5, it can be readily understood that the establishment condition related to the element state “decomposition” is the element “I”.

図1に戻り、表示処理部13は、さらに、別な表示方法として、成立条件と連鎖の動きを視覚的にみせるための連鎖動画を作成できる。   Returning to FIG. 1, the display processing unit 13 can further create a chained moving image for visually showing the establishment condition and the chain movement as another display method.

この連鎖動画による表示方法は、生体内要素をノード、要素関係一覧の一レコードをアークとするネットワークとして表現し、各アークを連鎖が起きたタイミングで表示し、各アークの表示も視覚的にアニメーションさせる表示方法である。   This display method using chained animation is expressed as a network in which the elements in the living body are nodes and one record of the element relation list is an arc, each arc is displayed at the timing when the chain occurs, and the display of each arc is also visually animated This is a display method.

まず、要素関係一覧をもとに、生体内要素をノード、要素関係をアークとして、従来のばねモデル等の配置手法で配置情報を作成する。   First, on the basis of the element relation list, arrangement information is created by an arrangement method such as a conventional spring model using in vivo elements as nodes and element relations as arcs.

次に、要素関係一覧をもとに、アークを表示するタイミングを得る。要素関係一覧を連鎖数で小さい順に並べ替え、各アークの表示タイミングを連鎖数とする。   Next, the timing for displaying the arc is obtained based on the element relation list. The element relation list is arranged in ascending order of the number of chains, and the display timing of each arc is set as the number of chains.

次に、表示処理部13で保持している、アニメーション方法の記述されたアークアニメーションテーブルを参照し、各アークのアニメーション方法を決める。   Next, the arc animation table describing the animation method held in the display processing unit 13 is referred to determine the animation method for each arc.

例えば、図20は、本実施形態の表示処理部で保持しているアークアニメーションテーブルおよびディスプレイ装置で表示されるアニメーション画像の一例を示す図である。   For example, FIG. 20 is a diagram illustrating an example of an animation image displayed on the arc animation table and display device held in the display processing unit of the present embodiment.

接続元の要素種類と要素状態、接続先の要素種類と要素状態、アニメーションの種類を記述する。例えば、一レコード目は、接続元の要素種類が「タンパク質」で、要素状態が「リン酸化」、接続先の要素の種類が「タンパク質」で要素状態が「リン酸化」である場合、「アニメーション1」を行う。アニメーション1は図中(1)、(2)、(3)を順番に表示させるものであり、「X」にノード名を記述してアニメーションを行う。各連鎖において、複数の要素関係が成立する場合、アニメーションを重ねて表示する。   Describes the element type and element state of the connection source, the element type and element state of the connection destination, and the type of animation. For example, if the element type of the connection source is “protein”, the element state is “phosphorylated”, the element type of the connection destination is “protein”, and the element state is “phosphorylated”, the first record is “animation” 1 ”. The animation 1 displays (1), (2), and (3) in order in the figure, and performs animation by describing the node name in “X”. When multiple element relationships are established in each chain, animations are displayed in an overlapping manner.

図8は、本実施形態における表示処理部で作成するアニメーションの一例を示す図である。図7(1)の要素関係一覧における連鎖数「1」の時のアニメーションである。図7(1)を参照すると、連鎖数「1」では二つのアークを表示することがわかる。図20のアークアニメーションテーブルから、これらのアークのアニメーションはアニメーション2であることがわかる。この二つのアークのアニメーションを重ねて表示させると、図8(1)、(2)、(3)の順の動画となる。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of an animation created by the display processing unit in the present embodiment. It is an animation when the chain number is “1” in the element relation list of FIG. Referring to FIG. 7A, it can be seen that two arcs are displayed when the chain number is “1”. From the arc animation table of FIG. 20, it can be seen that the animation of these arcs is animation 2. When the animations of these two arcs are superimposed and displayed, the moving images are in the order of FIGS. 8 (1), (2), and (3).

表示処理部13は、この連鎖動画をディスプレイ装置14に渡し、ディスプレイ装置14ではこれを順番に表示する。   The display processing unit 13 passes this chained moving image to the display device 14, and the display device 14 displays them in order.

図1に戻り、表示処理部13は、さらに、別な表示方法として、要素関係一覧と拡張可能要素関係一覧を表示することができる。   Returning to FIG. 1, the display processing unit 13 can further display an element relation list and an expandable element relation list as another display method.

表示処理部13は、入力部11より、要素関係一覧、または、拡張可能要素一覧を表示する指示を受け取る(11013)。先に作成した、要素関係一覧、または、拡張可能要素一覧をディスプレイ装置14に渡す(13014)。   The display processing unit 13 receives an instruction to display an element relation list or an expandable element list from the input unit 11 (11013). The element relation list or the expandable element list created earlier is passed to the display device 14 (13014).

ディスプレイ装置14は、表示処理部13より渡された要素関係一覧、または、拡張可能要素一覧を表示する。   The display device 14 displays the element relation list or the expandable element list delivered from the display processing unit 13.

図1に戻り、ユーザの支持により、出力部より出力されるシミュレーション結果に対し、新たな要素データを含む検索条件を入力部がさらに受け取り、検索部でさらに連鎖を検索し、検索過程を要素状態記憶部と成立要素関係記憶部に追加し、出力部で表示することができる。たとえば、ユーザは、拡張可能要素一覧から要素を選択し、この要素データを元にさらに検索することで、実際にどのくらい影響範囲が広がるかを表示することができる。   Returning to FIG. 1, with the support of the user, the input unit further receives a search condition including new element data for the simulation result output from the output unit, and the search unit further searches the chain, and the search process is performed in the element state. It can be added to the storage unit and the established element relationship storage unit and displayed on the output unit. For example, the user can display how much the range of influence actually expands by selecting an element from the expandable element list and further searching based on this element data.

次に、本実施の形態の効果について説明する。本実施の形態では、検索部において要素データの追加または更新によって起きる連鎖的な状態変化を検索できるように構成されているため、生体内ネットワークにおける生体内要素の要素状態の連鎖的な変化を動的に検索することにより生体内ネットワークに生じる影響をシミュレーションすることができる。   Next, the effect of this embodiment will be described. In the present embodiment, the search unit is configured to be able to search for a chained state change caused by addition or update of element data. Therefore, the chained change of the element state of the in vivo element in the in vivo network is moved. It is possible to simulate the influence on the in-vivo network by performing a search.

また、本実施の形態では、検索部における検索過程を要素状態記憶部と成立要素関係記憶部に保持しているため、表示処理部では、これらの情報を用いて生体内ネットワークの要素データ同士の成立条件を表示することができ、さらに、拡張可能な要素データの一覧も表示することができる。   In the present embodiment, since the search process in the search unit is held in the element state storage unit and the established element relationship storage unit, the display processing unit uses these pieces of information to exchange the element data of the in vivo network. The establishment conditions can be displayed, and a list of element data that can be expanded can also be displayed.

<第2の実施の形態>
次に、本発明の発明を実施するための別の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
<Second Embodiment>
Next, another embodiment for carrying out the invention of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図9は、本実施形態のシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。この実施の形態は、第1の実施の形態の検索部12を検索部12Aに置き換えた構成である。このような構成によって、順方向(下流側へ)の検索だけでなく、逆方向(上流側へ)の検索も行う。   FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the simulation system of this embodiment. In this embodiment, the search unit 12 of the first embodiment is replaced with a search unit 12A. With such a configuration, not only searching in the forward direction (downstream) but also searching in the reverse direction (upstream) is performed.

ここで、順方向の検索では、第1の実施の形態の検索方法であり、要素と要素状態との組を含む要素データを入力されると、要素関係の成立条件に含まれる原因要素を考慮し、成立する要素関係を抽出し、さらに、その結果起きる状態変化後の要素および要素状態の組を含む結果要素を順次検索する。   Here, the forward search is the search method of the first embodiment, and when element data including a combination of an element and an element state is input, the cause element included in the condition for establishing the element relation is considered. Then, the established element relation is extracted, and further, the result element including the set of the element after the state change and the element state occurring as a result is sequentially searched.

一方、逆方向の検索では、要素データを入力されると、要素関係の結果要素を考慮し、要素関係が成立した結果として入力の要素データになる要素関係を検索し、その成立条件で指定されている要素と要素状態との組を含む原因要素をもとに順次検索する。つまり、逆方向の検索は、入力の要素と要素状態となる原因要素を検索する。   On the other hand, in the reverse search, when element data is input, the element relation result element is considered, the element relation that becomes the input element data as a result of the element relation being established is searched and specified by the condition The search is performed sequentially based on the cause element including the pair of the current element and the element state. That is, the reverse search searches for the input element and the causal element that is in the element state.

検索部12Aは、入力部11からの複数の要素データに加え、順方向の検索を行うかどうか、逆方向の検索を行うかどうかの指示をさらに受け取る(11012)。そして、指示内容に応じて、生体内ネットワークモデルDB23を参照し(23012)、要素条件に含まれる原因要素だけでなく、結果要素も考慮し、逆方向の検索も行う。   In addition to the plurality of element data from the input unit 11, the search unit 12A further receives an instruction whether to perform a forward search or whether to perform a reverse search (11012). Then, according to the instruction content, the in vivo network model DB 23 is referred to (23012), and not only the cause element included in the element condition but also the result element is considered, and the reverse search is performed.

逆方向の検索は次のように行う、生体内ネットワークモデルDB23を参照し、受け取った要素データを状態変化後の結果要素とする要素関係を抽出する。抽出できた場合、抽出した要素関係の成立条件をもとに、成立に必要な要素データである原因要素を取得する。   The search in the reverse direction is performed as follows, referring to the in-vivo network model DB 23, and extracting an element relationship using the received element data as a result element after the state change. If extraction is possible, a cause element that is element data necessary for establishment is acquired based on the conditions for establishment of the extracted element relation.

この原因要素をさらに結果要素と想定して、さらに検索し、抽出できる要素関係がなくなるまで順次検索する。検索部12Aは、検索過程を成立要素関係記憶部22と要素状態記憶部21に保持する(12022、12023)。   This cause element is further assumed as a result element, and further search is performed, and the search is sequentially performed until there is no element relation that can be extracted. The search unit 12A holds the search process in the established element relationship storage unit 22 and the element state storage unit 21 (12022, 12023).

このような構成をとることで、要素状態による影響だけでなく、その要素状態になる原因となる生体内要素とその要素状態をも検索できるようになる。   By adopting such a configuration, it becomes possible to search not only the influence due to the element state but also the in-vivo element that causes the element state and the element state.

次に、図9を参照し、本実施の形態における全体動作について詳細に説明する。   Next, the overall operation in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

本実施形態は、第1の実施の形態と比べ検索部12が検索部12Aに置き換わっている点が異なる。   This embodiment is different from the first embodiment in that the search unit 12 is replaced with a search unit 12A.

図10は、本実施形態のシミュレーションシステムの動作を示すフローチャート図である。図21は、本実施形態における検索部の構成を示すブロック図である。   FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the simulation system of this embodiment. FIG. 21 is a block diagram showing the configuration of the search unit in this embodiment.

検索部12Aの動作を図21のブロック図と図10のフローチャートを参照して詳細に説明する。本実施形態の検索部12Aでは、検索部12と比べネットワーク情報取得部123が別のネットワーク情報取得部126に置き換わっている点が異なる。   The operation of the search unit 12A will be described in detail with reference to the block diagram of FIG. 21 and the flowchart of FIG. The search unit 12A of the present embodiment is different from the search unit 12 in that the network information acquisition unit 123 is replaced with another network information acquisition unit 126.

このネットワーク情報取得部126は、現在検索中の連鎖に関連する要素関係を、成立条件に含まれる原因要素だけでなく成立結果に含まれる結果要素をも考慮して生体内ネットワークモデルDB23より抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む。   This network information acquisition unit 126 extracts element relationships related to the chain currently being searched from the in vivo network model DB 23 in consideration of not only the cause element included in the establishment condition but also the result element included in the establishment result. Then, it is written in the formation element relationship storage unit 22.

このネットワーク情報取得部126は、次のように動作する。検索部12Aより、順方向の検索か、逆方向の検索であるかの指示を受け取り、要素状態読込部122より要素データと現在検索中の連鎖数を受け取る(1220126)。次に、順方向の検索の場合は、ネットワーク情報取得部123と同様の処理を行う。逆方向の検索の場合は、生体内ネットワークモデルDB23の結果要素を参照し、受け取った要素データを結果要素とする要素関係を抽出する(230126)。   The network information acquisition unit 126 operates as follows. The search unit 12A receives an instruction indicating whether the search is forward search or reverse search, and receives element data and the number of chains currently being searched from the element state reading unit 122 (1220126). Next, in the case of forward search, processing similar to that performed by the network information acquisition unit 123 is performed. In the reverse search, the result element of the in-vivo network model DB 23 is referred to, and the element relation using the received element data as the result element is extracted (230126).

次に、抽出した要素関係を成立要素関係記憶部22に書き込む(126022)。次に、抽出した要素関係の成立条件から、成立に必要な要素データ(原因要素)を抜き出す。抜き出した要素データ、現在検索中の連鎖数を要素状態書込部121に渡す(1260121)。順方向の検索と逆方向の検索のどちらを用いるかは、検索部12Aが制御する。   Next, the extracted element relation is written into the established element relation storage unit 22 (126022). Next, element data (cause element) necessary for establishment is extracted from the conditions for establishment of the extracted element relation. The extracted element data and the number of chains currently being searched are passed to the element state writing unit 121 (1260121). The search unit 12A controls which of the forward search and the reverse search is used.

さらに、図10のフローチャートを参照して、検索部12Aの動作について詳細に説明する。   Further, the operation of the search unit 12A will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.

ステップ21)まず、入力部11より要素データ、順方向の検索を行うか、逆方向の検索を行うか、その最大連鎖数を取得する。受け取った要素データを要素状態記憶部21に書き込み、最大連鎖数、現在検索中の連鎖数を初期化する。   Step 21) First, element data, whether to search in the forward direction or in the reverse direction, is obtained from the input unit 11, or the maximum number of chains is obtained. The received element data is written in the element state storage unit 21, and the maximum number of chains and the number of chains currently being searched are initialized.

図11は、本実施形態において、入力部より指定された情報を得るための画面の一例を示す図である。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a screen for obtaining information specified by the input unit in the present embodiment.

入力部11は、例えばこのようなグラフィカルユーザインタフェースを通じ、ユーザの指定を受け取る。第1の実施の形態に加えて、順方向の連鎖検索を行うか、逆方向の連鎖検索を行うかを選択できる。このような画面を介して、要素・要素状態の組、最大連鎖数、順方向の連鎖を行うかどうか、逆方向の連鎖検索を行うかどうかを取得する。この画面は一例であり、順方向の検索と逆方向の検索で、最大連鎖数が別々に入力できても良い。   The input unit 11 receives a user designation through such a graphical user interface, for example. In addition to the first embodiment, it is possible to select whether to perform a forward chain search or a backward chain search. Through such a screen, the element / element state pair, the maximum number of chains, whether to perform forward chaining, and whether to perform backward chaining search are acquired. This screen is an example, and the maximum number of chains may be input separately for forward search and reverse search.

図10に戻り、要素状態書込部121は、ステップS1と同様、受け取った要素データを要素状態記憶部21に書き込む。さらに、ステップS1と同様、最大連鎖数を表す変数Nと現在検索中の連鎖数nを初期化する。   Returning to FIG. 10, the element state writing unit 121 writes the received element data in the element state storage unit 21 as in step S <b> 1. Further, similarly to step S1, a variable N representing the maximum number of chains and a number n of chains currently being searched are initialized.

ステップS22)次に、検索部12Aが、順方向の検索を行うかどうか判定する。順方向の検索を行うのであればステップS23へ、行わないのであればステップS24へ進む。   Step S22) Next, the search unit 12A determines whether or not to perform a forward search. If the forward search is to be performed, the process proceeds to step S23. If not, the process proceeds to step S24.

ステップS23)図3のフローチャートに示すように、第1の実施の形態の検索部12の検索処理1と同じ処理を行う。これにより、順方向の検索を行う。   Step S23) As shown in the flowchart of FIG. 3, the same process as the search process 1 of the search unit 12 of the first embodiment is performed. Thereby, a forward search is performed.

ステップS24)検索部12Aが逆方向の検索を行うかどうか判定する。逆方向の検索を行う場合はステップS25へ、行わない場合は終了する。   Step S24) It is determined whether or not the search unit 12A performs a reverse search. If searching in the reverse direction is performed, the process proceeds to step S25.

ステップS25)検索部12Aが逆方向の検索のための初期化を行う。   Step S25) The search unit 12A performs initialization for searching in the reverse direction.

検索部12AがNを逆方向の検索の最大連鎖数、現在検索中の連鎖数nを0とする。さらに、検索部12Aが要素状態記憶部21の連鎖数0のレコードを未読込に設定する。例えば、図11のような入力の場合、N=5、n=0、要素状態記憶部21の要素「A」・要素状態「リン酸化」、要素「B」・要素状態「リン酸化」、要素「I」・要素状態「イオン化」のレコードを未読込にする。   The search unit 12A sets N as the maximum number of chains in the reverse search, and 0 as the number of chains currently being searched. Further, the search unit 12A sets the record of the chain number 0 in the element state storage unit 21 to be unread. For example, in the case of the input as shown in FIG. 11, N = 5, n = 0, element “A” / element state “phosphorylated”, element “B” / element state “phosphorylated”, element in the element state storage unit 21 The record of “I” / element state “ionization” is made unread.

ステップS26)次に、ステップS2と同じく、要素状態読込部122が、現在検索中の連鎖数で変化する要素データを要素状態記憶部21から読み込む。   Step S26) Next, as in step S2, the element state reading unit 122 reads element data that changes depending on the number of chains currently being searched from the element state storage unit 21.

読み込んだ要素データ、現在検索中の連鎖数を、ネットワーク情報取得部126に渡す。   The read element data and the number of chains currently being searched are passed to the network information acquisition unit 126.

ステップS27)次に、このネットワーク情報取得部126が、関連する要素関係を生体内ネットワークモデルDB23より抽出する。   Step S27) Next, the network information acquisition unit 126 extracts related element relationships from the in-vivo network model DB 23.

このネットワーク情報取得部126は、要素と要素状態の組を含む要素データ、現在検索中の連鎖数を受け取る(1220126)。次に、生体内ネットワークモデルDB23を参照し(230126)、読み込んだ要素データが、接続先要素とその要素状態との組を含む結果要素である要素関係を抽出する。   The network information acquisition unit 126 receives element data including a set of elements and element states, and the number of chains currently being searched (1220126). Next, the in-vivo network model DB 23 is referred to (230126), and element relationships in which the read element data is a result element including a set of a connection destination element and its element state are extracted.

次に、成立要素関係記憶部22に抽出した要素関係が書き込まれていなければ、抽出した要素関係を書き込み、成立属性を「済み」とする。書き込まれている場合、その対応するレコードの成立属性を「済み」とする(126022)。   Next, if the extracted element relation is not written in the established element relation storage unit 22, the extracted element relation is written, and the established attribute is set to “completed”. If written, the formation attribute of the corresponding record is set to “completed” (126022).

ここで、このネットワーク情報取得部126は、要素データを受け取った際に、要素状態が「*」である場合、その要素を接続先要素とする要素関係を全て抽出する。また、要素が「*」である場合、その要素状態を結果要素とする要素関係を全て抽出する。さらに、生体内ネットワークモデルDB23の要素関係テーブルの中で、成立条件が不明な場合は、接続元要素の全ての要素状態が設定されたものとして扱う。また、成立結果に含まれる結果要素の要素状態が不明な場合、全ての要素状態が設定されたものとして扱う。   Here, when the element information is received and the element state is “*”, the network information acquisition unit 126 extracts all element relationships having the element as a connection destination element. If the element is “*”, all element relationships having the element state as a result element are extracted. Furthermore, in the element relation table of the in-vivo network model DB 23, when the establishment condition is unknown, it is handled that all the element states of the connection source element are set. Further, when the element state of the result element included in the establishment result is unknown, it is treated as if all element states are set.

ステップS28)次に、このネットワーク情報取得部126が、抽出した要素関係の成立条件を参照し、要素関係の成立に必要な要素と要素状態との組を含む要素データ(原因要素)を抜き出す。   Step S28) Next, the network information acquisition unit 126 refers to the extracted condition for establishing the element relation, and extracts element data (cause element) including a set of elements and element states necessary for establishing the element relation.

このネットワーク情報取得部126は、ステップS27で抽出した要素関係の成立条件を参照し、成立に必要な原因要素の要素データを抜き出す。例えば、成立条件が「D(リン酸化) AND B(リン酸化)」であれば、要素「D」・要素状態「リン酸化」、要素「B」・要素状態「リン酸化」の二つの原因要素の要素データを抜き出す。また、成立条件のうち要素状態が指定されていない場合、指定された要素を接続元要素とし、要素状態を全ての要素状態として扱う。   This network information acquisition unit 126 refers to the element relation establishment condition extracted in step S27, and extracts element data of the cause element necessary for establishment. For example, if the establishment condition is “D (phosphorylation) AND B (phosphorylation)”, two causal elements of element “D”, element state “phosphorylation”, element “B” and element state “phosphorylation” Extract element data of. Further, when the element state is not specified in the fulfillment condition, the specified element is treated as a connection source element, and the element state is treated as all element states.

抜き出した要素データ、現在検索中の連鎖数を要素状態書込部121に渡す。   The extracted element data and the number of chains currently being searched are passed to the element state writing unit 121.

ステップS29)要素状態書込部121が、抜き出した要素データを要素状態記憶部21に書き込む。   Step S29) The element state writing unit 121 writes the extracted element data into the element state storage unit 21.

要素状態書込部121が、ステップS6と同様に、要素データ、現在検索中の連鎖数を受け取り(1260121)、要素状態記憶部21に書き込む。ただし、書き込む際の連鎖数はn−1とし、連鎖数が0以下で、同じ要素データが既に書き込まれている場合は書き込まない。   The element state writing unit 121 receives the element data and the number of chains currently being searched (step 1260121), and writes them to the element state storage unit 21, as in step S6. However, the number of chains at the time of writing is n-1, and when the number of chains is 0 or less and the same element data is already written, the number is not written.

ステップS210)次に、現在検索中の連鎖数nから1を引くことで、現在検索中の連鎖数を減らす。例えば、n=―1となる。   Step S210) Next, the number of chains currently being searched is reduced by subtracting 1 from the number n of chains currently being searched. For example, n = −1.

ステップS211)次に、現在検索中の連鎖数nの絶対値が最大連鎖数より小さく、かつ、要素状態記憶部21に未読込レコードがある場合、次の連鎖を検索する。それ以外の場合はステップS212へ進む。   Step S211) Next, when the absolute value of the number n of chains currently being searched is smaller than the maximum number of chains and there is an unread record in the element state storage unit 21, the next chain is searched. Otherwise, the process proceeds to step S212.

ステップS212)次に、要素状態読込部122が、検索部12Aの指示により、要素状態記憶部21を参照し、連鎖数が負であるレコードの要素データ、読込属性を全て抽出する。   Step S212) Next, the element state reading unit 122 refers to the element state storage unit 21 in accordance with an instruction from the search unit 12A, and extracts all element data and reading attributes of the record having a negative chain number.

ただし、未読込の要素データを読み込んだ場合、そのレコードを要素状態記憶部21より削除する。   However, when unread element data is read, the record is deleted from the element state storage unit 21.

抽出した要素データ、読込属性を検索部12Aに渡す。   The extracted element data and read attributes are passed to the search unit 12A.

ステップS213)次に、要素状態変更部124が、検索部12Aの指示により、要素データを変更する。   Step S213) Next, the element state changing unit 124 changes the element data in accordance with an instruction from the searching unit 12A.

検索部12Aは、ステップS212で受け取った要素データのうち、読込属性が読込済みである要素データを要素状態変更部124に渡す。   Of the element data received in step S212, the search unit 12A passes the element data whose read attribute has been read to the element state change unit.

要素状態変更部124は、検索部12Aより要素データを受け取り、成立要素関係記憶部22の要素データを変更する。変更方法は第一の実施の形態と同様である。逆方向の検索では、要素データの変更を行っていないためここで行う。   The element state change unit 124 receives element data from the search unit 12 </ b> A and changes the element data in the established element relationship storage unit 22. The changing method is the same as in the first embodiment. The reverse search is performed here because the element data is not changed.

ステップS214)次に、ネットワーク情報取得部126が、検索部12Aの指示により、第一の実施の形態のステップS10と同じ処理を行い、要素関係を成立要素関係記憶部22に書き込む。   Step S214) Next, the network information acquisition unit 126 performs the same processing as Step S10 of the first embodiment in accordance with an instruction from the search unit 12A, and writes the element relationship in the established element relationship storage unit 22.

検索部12Aは、ステップS212で受け取った全ての要素データをネットワーク情報取得部126に渡す。   The search unit 12A passes all the element data received in step S212 to the network information acquisition unit 126.

ネットワーク情報取得部126は、検索部12Aより要素・要素状態を受け取り、第一の実施の形態のステップS10と同様、生体内ネットワークモデルDB23を参照し要素関係を抽出し、成立要素関係記憶部22に書き込む。   The network information acquisition unit 126 receives the element / element state from the search unit 12A, extracts the element relationship with reference to the in-vivo network model DB 23, as in step S10 of the first embodiment, and the established element relationship storage unit 22 Write to.

検索部12Aは、検索が終了したことを出力部17の構成要素である表示処理部13に通知する(12013)。   The search unit 12A notifies the display processing unit 13 that is a component of the output unit 17 that the search has been completed (12013).

本実施の形態の効果について説明する。本発明を実施するための本実施の形態では、検索部において逆方向の検索も行うように構成されているため、入力した要素データに至る原因を生体内ネットワークを用いて検索するシミュレーションを行うことができる。   The effect of this embodiment will be described. In the present embodiment for carrying out the present invention, since the search unit is configured to perform a reverse search, a simulation for searching the cause of the input element data using the in vivo network is performed. Can do.

<第3の実施の形態>
次に、本発明の第3の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図12は、本実施形態のシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。   FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the simulation system of this embodiment.

図12を参照すると、本実施形態のシミュレーションシステムは、第2の実施形態のシミュレーションシステムに、外部データベースの実験結果DB31、実験結果対応部15、実験結果対応記憶部24を加えた点が異なっている。   Referring to FIG. 12, the simulation system according to the present embodiment is different from the simulation system according to the second embodiment in that an experiment result DB 31 of an external database, an experiment result correspondence unit 15, and an experiment result correspondence storage unit 24 are added. Yes.

図13は、本実施形態における実験結果データベースの一例を示す図である。実験結果DB31は、実験種類と実験名に対応付けられた実験結果を複数蓄積する。図13では、実験種類が「DNAマイクロアレイ」、実験名「実験1」の実験結果を示している。実験結果は、複数の要素と実験結果値とで構成されている。例えば、一レコード目は、要素「x」の実験結果の値は「0.4」である。これは一例であり、電気泳動など他の実験種類でもよく、要素種類などの情報を含んでいても良い。なお、実験種類の代わりに実験条件を用いてもよい。同じ実験種類でも実験条件が異なれば、実験結果の値の解釈も変わりうるからである。   FIG. 13 is a diagram showing an example of an experiment result database in the present embodiment. The experiment result DB 31 stores a plurality of experiment results associated with experiment types and experiment names. FIG. 13 shows the experimental results of the experiment type “DNA microarray” and the experiment name “experiment 1”. The experimental result is composed of a plurality of elements and experimental result values. For example, in the first record, the value of the experimental result of the element “x” is “0.4”. This is an example, and other experimental types such as electrophoresis may be included, and information such as element types may be included. Note that experimental conditions may be used instead of experimental types. This is because the interpretation of the value of the experimental result can be changed if the experimental condition is different even for the same experimental type.

図14は、本実施形態における実験結果対応記憶部の一例を示す図である。実験結果対応記憶部24は、互いに関連づけられた要素データと、実験種類(または実験条件)と、実験結果の値と、を含む実験データを蓄積している。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example of an experiment result correspondence storage unit in the present embodiment. The experimental result correspondence storage unit 24 stores experimental data including element data, experimental types (or experimental conditions), and experimental result values associated with each other.

例えば、一レコード目は実験種類が「DNAマイクロアレイ」であり、実験値が0.5以下の要素であれば、要素状態は「発現抑制」と対応することを示している。   For example, the first record indicates that if the experiment type is “DNA microarray” and the experimental value is an element of 0.5 or less, the element state corresponds to “expression suppression”.

実験結果対応部15は、入力部11より、順方向の検索を行うか、逆方向の検索を行うか、最大連鎖数の指定に加え、実験種類と、実験結果の組を受け取る(11015)。次に、実験結果対応記憶部24を参照し(24015)、各要素の実験結果の値から、これに対応する要素状態を得る。次に、得られた要素データ、順方向の検索を行うか逆方向の検索を行うかについての指示、その最大連鎖数を検索部12Aに含まれる要素状態更新部に渡す(15012)。   The experiment result handling unit 15 receives, from the input unit 11, whether to perform a forward search or a reverse search, or to specify the maximum number of chains, and an experiment type and a set of experiment results (11015). Next, the experiment result correspondence storage unit 24 is referred to (24015), and the element state corresponding to this is obtained from the value of the experiment result of each element. Next, the obtained element data, an instruction on whether to perform a forward search or a reverse search, and the maximum number of chains are passed to an element state update unit included in the search unit 12A (15012).

なお、この実験結果対応部15は、検索部12Aに含まれる要素状態更新部とは別に設けられてもよいが、この要素状態更新部の一部のブロックとしてもよい。   In addition, although this experiment result corresponding | compatible part 15 may be provided separately from the element state update part contained in 12 A of search parts, it is good also as a one part block of this element state update part.

すなわち、要素状態更新部が、ユーザの要求に応じ、一以上の実験条件および実験結果からなる組合せを取得し、この実験結果対応記憶部24からこの組合せに関連づけられた要素データを作成し、要素状態記憶部21に格納された生体内ネットワークの要素データを追加または更新する構成としてもよい。   That is, the element state updating unit acquires a combination of one or more experimental conditions and experimental results in response to a user request, creates element data associated with the combination from the experimental result correspondence storage unit 24, and The element data of the in-vivo network stored in the state storage unit 21 may be added or updated.

上記のいずれの構成としても、このように構成することで、実験種類(または実験条件)および実験結果を入力すると、それに対応する生体内要素およびその要素状態の組から引き起こされる連鎖的な影響や、その実験種類においてその実験結果となった原因となる生体内要素およびその要素状態の組を検索するシミュレーションを行うことができる。   In any of the above-described configurations, when an experiment type (or experiment condition) and an experiment result are input, a chained influence caused by a corresponding set of in-vivo elements and element states or In addition, it is possible to perform a simulation for searching for a set of in-vivo elements that cause the experiment results and combinations of the element states in the experiment type.

次に、図12を参照し、本実施の形態における全体動作について詳細に説明する。   Next, the overall operation in the present embodiment will be described in detail with reference to FIG.

この実施の形態は、第2の実施の形態と比べると、実験結果DB31、実験結果対応部15、実験結果対応記憶部24を加えた点が異なっている。   This embodiment is different from the second embodiment in that an experiment result DB 31, an experiment result correspondence unit 15, and an experiment result correspondence storage unit 24 are added.

まず、入力部11が、ユーザから指定された実験種類と実験名、順方向または逆方向の指定、最大連鎖数の指定を受け取り、実験結果DB31を参照し、実験種類と実験名に関連づけられた実験結果の表を取得し、実験結果対応部15に渡す(11015)。   First, the input unit 11 receives the experiment type and experiment name designated by the user, designation of the forward or reverse direction, designation of the maximum chain number, refers to the experiment result DB 31, and is associated with the experiment type and experiment name. A table of experimental results is acquired and passed to the experimental result handling unit 15 (11015).

次に、実験結果対応部15が、実験結果対応記憶部24を参照し(24015)、各要素の実験種類(または実験条件)および実験値をもとに、関連づけられた要素データを得る。例えば、実験結果対応部15が実験結果対応記憶部24に格納された図13の実験結果テーブルを参照すると、要素「C」は実験値が「2.6」であり、この要素状態は「発現活性」に対応する。また、要素「D」は実験値が「0.6」であり、この要素状態は不明とする。   Next, the experiment result correspondence unit 15 refers to the experiment result correspondence storage unit 24 (24015), and obtains associated element data based on the experiment type (or experiment condition) and the experiment value of each element. For example, when the experimental result correspondence unit 15 refers to the experimental result table of FIG. 13 stored in the experimental result correspondence storage unit 24, the element “C” has the experimental value “2.6”, and the element state is “expression”. Corresponds to "activity". The element “D” has an experimental value of “0.6”, and this element state is unknown.

次に、実験結果対応部15が、要素状態が不明でない要素データ、順方向か逆方向の指定、最大連鎖数を検索部12Aに渡す(15012)。   Next, the experiment result handling unit 15 passes the element data whose element state is unknown, the designation of forward or reverse direction, and the maximum chain number to the search unit 12A (15012).

次に、検索部12Aが、第2の実施の形態におけるステップS21以降を行うことで、生体内ネットワークを連鎖的に検索する。   Next, the search unit 12A searches the in vivo network in a chained manner by performing step S21 and subsequent steps in the second embodiment.

本実施の形態の効果について説明する。本発明を実施するための本実施の形態では、入力された実験種類(または実験条件)および実験結果の組に対応する生体内要素および要素状態の組を得て検索できるように構成されている。そのため、実験種類(または実験条件)および実験結果を入力した場合に、その実験種類および実験結果の組から引き起こされる生体内ネットワークへの連鎖的な影響を把握するシミュレーションを行うことができる。あるいは、その実験種類および実験結果の組となった原因である生体内要素および要素状態の組を検索するシミュレーションを行うことができる。   The effect of this embodiment will be described. In the present embodiment for carrying out the present invention, a set of in vivo elements and element states corresponding to a set of input experiment types (or experiment conditions) and experiment results can be obtained and searched. . Therefore, when an experiment type (or experiment condition) and an experiment result are input, it is possible to perform a simulation for grasping a chain effect on the in-vivo network caused by the combination of the experiment type and the experiment result. Alternatively, it is possible to perform a simulation for retrieving a set of in-vivo elements and element states that are the cause of the combination of the experiment type and the experiment result.

<第4の実施の形態>
次に、本発明の第4の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
<Fourth embodiment>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図15は、本実施形態における生体内ネットワークシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。   FIG. 15 is a block diagram showing a configuration of the in-vivo network simulation system in the present embodiment.

図15を参照すると、本実施形態のシミュレーションシステムは、第2の実施形態のシミュレーションシステムに、パス検索部16、パス検索記憶部25を加えた構成になっている。   Referring to FIG. 15, the simulation system of the present embodiment has a configuration in which a path search unit 16 and a path search storage unit 25 are added to the simulation system of the second embodiment.

パス検索部16は、入力部11より、開始となる生体内要素・要素状態を含む開始要素データ、終了となる生体内要素・要素状態を含む終了要素データ、最短または最長からいくつのパスを検索するかについての指示を受け取り(11016)、ネットワーク情報取得部126を介して生体内ネットワークモデルDB23を参照し(23016)、開始要素データと終了要素データとを結ぶパスを検索する。パス検索部16は、検索結果をパス検索記憶部25に保持する(16025)。次に、パス上に存在する全ての生体内要素と要素状態の組、順方向または逆方向の検索を行う指定、最大連鎖数「1」を検索部12Aに渡す(16012)。   The path search unit 16 searches the input unit 11 for start element data including a start in vivo element / element state, end element data including an end in vivo element / element state, and a number of paths from the shortest or longest. An instruction on whether to do so is received (11016), and the in vivo network model DB 23 is referred to via the network information acquisition unit 126 (23016), and a path connecting start element data and end element data is searched. The path search unit 16 holds the search result in the path search storage unit 25 (16025). Next, a set of all in-vivo elements and element states existing on the path, a designation for performing a forward or reverse search, and the maximum chain number “1” are passed to the search unit 12A (16012).

パス検索記憶部25は、パス検索部16での検索結果を保持する。図17は、本実施形態におけるパス検索記憶部の一例を示す図である。このパス検索記憶部は、パス検索結果テーブルを持ち、要素と要素状態との組をノードとするパスを保持する。   The path search storage unit 25 holds search results obtained by the path search unit 16. FIG. 17 is a diagram illustrating an example of a path search storage unit in the present embodiment. The path search storage unit has a path search result table, and holds a path having a combination of an element and an element state as a node.

このように構成することで、2つ以上の要素データが影響を与え合っているか、さらには、影響を与えているときこれに関連している生体内要素と要素状態との組はなにかを検索するシミュレーションを行うことができる。   By configuring in this way, it is searched whether two or more element data are influencing each other, and further, what is the set of in vivo elements and element states related to the influence when they are influencing? Simulation can be performed.

次に、図15を参照し、本実施の形態における全体動作について詳細に説明する。   Next, referring to FIG. 15, the overall operation in the present embodiment will be described in detail.

本実施形態のシミュレーションシステムは、第2の実施形態のシミュレーションシステムと比べると、パス検索部16、パス検索記憶部25を加えた構成になっている点が異なる。   The simulation system of the present embodiment is different from the simulation system of the second embodiment in that the path search unit 16 and the path search storage unit 25 are added.

まず、入力部11はユーザから、開始となる生体内要素・要素状態を含む開始要素データ、終了となる生体内要素・要素状態を含む終了要素データ、検索結果のパスの数、順方向や逆方向の検索を行うかどうか、最大連鎖数を取得する。   First, from the user, the input unit 11 receives start element data including an in vivo element / element state to be started, end element data including an in vivo element / element state to be ended, the number of search result paths, forward direction and reverse Get the maximum number of chains, whether to search for directions.

図16は、本実施形態において、入力部より指定された情報を得るための画面の一例を示す図である。   FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a screen for obtaining information specified by the input unit in the present embodiment.

入力部11は、例えば図16のようなグラフィカルユーザインタフェースを通じて、ユーザの指定を受け取る。図16のグラフィカルユーザインタフェースは、開始と終了の要素と要素状態との組を指定する。また、最長のパス、または、最短のパスから、いくつのパスを検索結果として表示するかを指定する。ここでは、開始要素「B」・要素状態「*」、終了要素「H」・要素状態「*」、結果パス数は最短パスから「5」個まで表示するように指定している。図には、順方向や逆方向の検索を行うかどうかの指定、最大連鎖数の指定場所がないが、これらを含んでもよい。   The input unit 11 receives a user's designation through, for example, a graphical user interface as shown in FIG. The graphical user interface of FIG. 16 specifies a set of start and end elements and element states. Also, the number of paths to be displayed as a search result from the longest path or the shortest path is designated. Here, the start element “B”, element state “*”, end element “H”, element state “*”, and the number of result paths are designated to be displayed from the shortest path to “5”. In the figure, there is no place for specifying whether or not to search in the forward direction or the reverse direction, and there is no place for specifying the maximum number of chains, but these may be included.

次に、パス検索部16が、入力部11より、開始となる生体内要素・要素状態と、終了となる生体内要素・要素状態、最短または最長からのパスの個数、指定されていれば順方向や逆方向の検索を行うかどうか、最大連鎖数を受け取る(11016)。   Next, the path search unit 16 receives, from the input unit 11, the in-vivo element / element state to be started, the in-vivo element / element state to be ended, the number of paths from the shortest or longest, and the order if specified. Whether the search in the direction or the reverse direction is performed, the maximum number of chains is received (11016).

次に、パス検索部16が、生体内ネットワークモデルDB23を参照し(23016)、パス検索を行う。   Next, the path search unit 16 refers to the in-vivo network model DB 23 (23016) and performs path search.

このとき、パス検索する際のノードは、要素と要素状態の組を含む要素データ、アークは要素関係とする。アークの接続元ノードは、成立条件にある接続元要素とその要素状態とに対応するノード、アークの接続先ノードは、結果要素に含まれる接続先要素とその接続先要素に関する要素状態とに対応するノードとする。   At this time, a node for path search is element data including a combination of an element and an element state, and an arc has an element relation. The arc connection source node corresponds to the connection source element and the element state in the establishment condition, and the arc connection destination node corresponds to the connection destination element included in the result element and the element state related to the connection destination element. Node.

例えば、図2の生体内ネットワークモデルDB23の関係名「アーク2」は、接続元ノードを要素「B」・要素状態「リン酸化」の組、接続先ノードを要素「AB」・要素状態「結合」の組とする。パス検索方法は、従来の高さ優先探索や幅優先探索などの方法を用いる。   For example, the relation name “arc 2” in the in-vivo network model DB 23 in FIG. 2 has a connection source node of element “B” / element state “phosphorylation” and a connection destination node of element “AB” / element state “coupled”. ”. As the path search method, a conventional method such as height-first search or width-first search is used.

ただし、従来のパス検索方法では、開始または終了の要素または要素状態が、全ての要素や要素状態を示す「*」である場合には対応できないため、次のような前処理を行う。   However, in the conventional path search method, when the start or end element or element state is “*” indicating all elements or element states, the following preprocessing is performed.

受け取った要素が「*」である場合、生体内ネットワークモデルDB23を参照し、受け取った要素と関連づけられた要素状態を含む全てのノードを開始または終了のノードとする。受け取った要素状態が「*」の場合、受け取った要素状態と関連付けられた要素を含む全てのノードを開始または終了ノードをする。複数の開始ノード、終了ノードとなった場合は、それぞれの組合せを開始ノード、終了ノードとするパスを検索する。   When the received element is “*”, the in-vivo network model DB 23 is referred to, and all nodes including the element state associated with the received element are set as start or end nodes. If the received element state is “*”, all nodes including the element associated with the received element state are set as start or end nodes. When there are a plurality of start nodes and end nodes, a path having the respective combinations as start nodes and end nodes is searched.

例えば、開始に要素「B」・要素状態「*」、終了ノードに要素「H」・要素状態「*」を受け取った場合、図2の生体内ネットワークモデルDB23を参照すると、開始ノードは、要素「B」・要素状態「リン酸化」と、要素「B」・要素状態「不活性」に対応する二つのノードであり、終了ノードは要素「H」・要素状態「発現活性」のノードであることがわかる。開始ノードを要素「B」・要素状態「リン酸化」、終了ノードを要素「H」・要素状態「発現活性」とするパスと、開始ノードを要素「B」・要素状態「不活性」、終了ノードを要素「H」・要素状態「発現活性」という二つのパスを検索する。   For example, when element “B” / element state “*” is received at the start and element “H” / element state “*” is received at the end node, referring to the in vivo network model DB 23 of FIG. “B” —the element state “phosphorylation” and two nodes corresponding to the element “B” —the element state “inactive”, and the end node is the node of the element “H” —the element state “expression active” I understand that. Path with start node as element “B”, element state “phosphorylation”, end node as element “H”, element state “expression active”, start node as element “B”, element state “inactive”, end The node is searched for two paths of element “H” and element state “expression activity”.

開始ノードを要素「B」・要素状態「リン酸化」、終了ノードを要素「H」・要素状態「発現活性」であるパスを、図2の生体内ネットワークモデルDB23を参照して検索すると二つのパスが見つかる。「B(リン酸化)→BD(結合)→G(発現活性)→H(発現活性)」、「B(リン酸化)→AB(結合)→C(発現活性)→D(発現活性)→BD(結合)→G(発現活性)→H(発現活性)」である。開始ノードを要素「B」・要素状態「不活性化」、終了ノードを要素「H」・要素状態「発現活性」であるパスはない。   When a path having the element “B” / element state “phosphorylation” as the start node and the element “H” / element state “expression activity” as the end node is searched with reference to the in vivo network model DB 23 of FIG. The path is found. “B (phosphorylation) → BD (binding) → G (expression activity) → H (expression activity)”, “B (phosphorylation) → AB (binding) → C (expression activity) → D (expression activity) → BD (Binding) → G (expression activity) → H (expression activity) ”. There is no path in which the start node is element “B” / element state “inactivated” and the end node is element “H” / element state “expression active”.

次に、パス検索部16が、探索結果の複数のパスをその長さでソートし、入力部11から受け取った最短または最長からのパスの個数分を、パス検索記憶部25に保持する(16025)。   Next, the path search unit 16 sorts the plurality of search results by their lengths, and holds the number of the shortest or longest path received from the input unit 11 in the path search storage unit 25 (16025). ).

次に、パス検索部16が、これらパス探索結果のパス上に存在する要素データを抽出し、この要素データ、順方向の検索か逆方向の検索かについての指示、最大連鎖数の指定を検索部12Aに渡す(16012)。入力部が順方向の検索か逆方向の検索かについての指示、最大連鎖数の指定を受け取っていない場合、規定値を設定しておく。例えば、逆方向の探索で最大連鎖数を1とすることで、その要素状態となる原因や成立条件を検索することができる。   Next, the path search unit 16 extracts the element data existing on the path of the path search result, and searches for the element data, an instruction for the forward search or the reverse search, and designation of the maximum chain number. It is passed to the part 12A (16012). If the input unit has not received an instruction as to whether to search in the forward direction or the reverse direction and the designation of the maximum number of chains, a specified value is set. For example, by setting the maximum number of chains to 1 in the reverse search, it is possible to search for the cause and establishment condition of the element state.

次に、検索部12Aが、パス検索部16より受け取った要素・要素状態の組、順方向または逆方向の検索、最大連鎖数で連鎖を検索する。検索結果を、要素状態記憶部21と成立要素関係記憶部22に保持する。   Next, the search unit 12A searches the chain by the element / element state pair received from the path search unit 16, the forward or reverse search, and the maximum number of chains. The search result is held in the element state storage unit 21 and the established element relationship storage unit 22.

次に、表示処理部13は、これまでの、第1の実施の形態の表示方法に加えて、パス検索結果とともに表示を行う。   Next, in addition to the display method of the first embodiment so far, the display processing unit 13 performs display together with the path search result.

図18は、本実施形態におけるパス探索結果表示の一例を示す図である。   FIG. 18 is a diagram illustrating an example of a path search result display in the present embodiment.

表示処理部13は、生体内ネットワークと共に、パス検索記憶部25を参照し、パス検索結果一覧を表示する。パス検索結果一覧は、一つのパスを一レコードとして表示し、パス検索結果一覧のレコードの一つが選択された場合、これに対応する要素関係と要素・要素状態の組をハイライトする。さらに、各要素関係の成立条件を参照し、成立条件に存在する要素・要素状態の組もハイライトする。   The display processing unit 13 refers to the path search storage unit 25 together with the in-vivo network, and displays a list of path search results. The path search result list displays one path as one record. When one of the records in the path search result list is selected, a pair of element relation and element / element state corresponding to this is highlighted. Further, the element / element state pair existing in the formation condition is highlighted with reference to the formation condition of each element relation.

本実施形態の効果について説明する。本実施形態では、パス検索部において二つの生体内要素のパスを検索し結果を保持し、さらにその結果から原因となる要素データ(原因要素)または影響の及ぶ要素データ(結果要素)を検索できるように構成されている。そのため、ある生体内要素が別な生体内要素に影響を与えているか、さらには、影響を与えているときこれに関連している生体内要素はなにかを検索するシミュレーションを行うことができる。   The effect of this embodiment will be described. In this embodiment, the path search unit searches for paths of two in-vivo elements, holds the results, and further searches the cause data (cause elements) or the affected element data (result elements) from the results. It is configured as follows. Therefore, it is possible to perform a simulation to search whether a certain in vivo element has an influence on another in vivo element, and further, what is an in vivo element related to the in vivo element.

以上、本発明の構成について説明したが、これらの構成を任意に組合せたものも本発明の態様として有効である。また、本発明の表現を他のカテゴリーである、生体内ネットワークで連鎖的に起こる生体内要素の状態変化を検索する情報検索装置や、情報検索装置をコンピュータに実現するためのプログラムなどに変換したものもまた本発明の態様として有効である。   As mentioned above, although the structure of this invention was demonstrated, what combined these structures arbitrarily is effective as an aspect of this invention. In addition, the expression of the present invention is converted into another category, such as an information search device that searches for a state change of an in vivo element that occurs in a chain in the in vivo network, or a program for realizing the information search device on a computer. Those are also effective as an embodiment of the present invention.

例えば、上記実施の形態では、生体内ネットワークモデルDB23としては、東京大学医科学研究所ヒトゲノム解析センターにより提供される分子生物学データベースを用いることとしたが、例えば使用者が独自に構築したデータベースを用いても良く、以下に示した分子生物学に関する世界中の主要なデータベースを利用してもよい。   For example, in the above embodiment, as the in vivo network model DB 23, a molecular biology database provided by the Human Genome Center, the University of Tokyo Institute of Medical Science is used. For example, a database uniquely constructed by the user is used. It may be used, and the following major databases on molecular biology shown below may be used.

DNA すべての塩基配列 (GenBank + EMBL + DDBJ)
Protein すべてのアミノ酸配列 (SwissProt + PIR + PRF + PDBSTR)
nr-nt 重複を除いた塩基配列 (GenBank, EMBL から作成)
nr-aa 重複を除いたアミノ酸配列 (SwissProt, PIR, PRF, GenPept から作成)
GenBank 核酸塩基配列(DDBJ 含む)米国NCBI、国立遺伝学研究所
EMBL 核酸塩基配列 欧州EBI
SwissProt タンパク質アミノ酸配列 ジュネーブ大学、EBI
PIR タンパク質アミノ酸配列 ジョージタウン大学(米国)
PRF タンパク質アミノ酸配列 蛋白質研究奨励会
PDB タンパク質等立体構造 ブルックヘブン国立研究所
PDBSTR PDBアミノ酸配列 京都大学化学研究所
EPD 真核生物プロモーター スイスがん研究所
TRANSFAC 転写因子 ドイツバイオテクノロジー研究所
PROSITE タンパク質配列モチーフ ジュネーブ大学
LIGAND 酵素反応化合物 京都大学化学研究所
PATHWAY 代謝パスウェイ 京都大学化学研究所
PMD 変異タンパク質 国立遺伝学研究所
AAindex アミノ酸指標 京都大学化学研究所
LITDB タンパク質関連文献 蛋白質研究奨励会
OMIM 遺伝病 ジョンズホプキンス大学
LinkDB リンク情報データベース 京都大学化学研究所
Medline 医学・生物学関連文献 国立医学図書館(NLM)
これらの多様な分子生物学データベースを用いることにより、様々なタイプの生体内要素および要素状態の組合せを含む生体内ネットワークのシミュレーションを行うことができる利点がある。また、これらの分子生物学データベースの多くは日々内容が更新され続けているため、常に最新の生体内ネットワークを利用してシミュレーションができる利点もある。
DNA All nucleotide sequences (GenBank + EMBL + DDBJ)
Protein all amino acid sequences (SwissProt + PIR + PRF + PDBSTR)
nr-nt base sequence without duplication (created from GenBank, EMBL)
Amino acid sequence excluding nr-aa duplication (created from SwissProt, PIR, PRF, GenPept)
GenBank Nucleotide Sequence (including DDBJ) US NCBI, National Institute of Genetics
EMBL Nucleotide sequence European EBI
SwissProt protein amino acid sequence University of Geneva, EBI
PIR protein amino acid sequence Georgetown University (USA)
PRF protein amino acid sequence protein research promotion society
Three-dimensional structure of PDB protein Brookhaven National Laboratory
PDBSTR PDB amino acid sequence Institute for Chemical Research, Kyoto University
EPD Eukaryotic Promoter Swiss Cancer Institute
TRANSFAC transcription factor German Institute for Biotechnology
PROSITE protein sequence motif University of Geneva
LIGAND Enzyme Reaction Compound Institute for Chemical Research, Kyoto University
PATHWAY Metabolic Pathway Kyoto University
PMD mutant protein National Institute of Genetics
AAindex Amino Acid Index Institute for Chemical Research, Kyoto University
LITDB Protein Related Literature Protein Research Promotion Committee
OMIM genetic disease Johns Hopkins University
LinkDB Link information database Institute for Chemical Research, Kyoto University
Medline Medical and Biological Literature National Library of Medicine (NLM)
By using these various molecular biology databases, there is an advantage that simulation of in vivo networks including combinations of various types of in vivo elements and element states can be performed. In addition, since the contents of many of these molecular biology databases are continuously updated every day, there is an advantage that simulation can always be performed using the latest in vivo network.

本発明の一実施形態における生体内ネットワークシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the in-vivo network simulation system in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における生体内ネットワークモデルデータベースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the in-vivo network model database in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のシミュレーションシステムの動作を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows operation | movement of the simulation system of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における要素状態記憶部と成立要素関係記憶部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the element state memory | storage part and the formation element relationship memory | storage part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における入力部より指定された情報を得るための画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the screen for obtaining the information designated from the input part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における表示処理部で作成した生体内ネットワークに関する表示情報をディスプレイ装置で出力した一例を示す図である。It is a figure which shows an example which output the display information regarding the in-vivo network produced with the display process part in one Embodiment of this invention with the display apparatus. 本発明の一実施形態における表示処理部で作成した要素関係一覧と拡張可能要素状態一覧の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the element relation list | wrist produced by the display process part in one Embodiment of this invention, and an expandable element state list | wrist. 本発明の一実施形態における表示処理部で作成するアニメーションの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the animation produced in the display process part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における生体内ネットワークシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the in-vivo network simulation system in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態のシミュレーションシステムの動作を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows operation | movement of the simulation system of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において、入力部より指定された情報を得るための画面の一例を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows an example of the screen for obtaining the information designated from the input part. 本発明の一実施形態のシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the simulation system of one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における実験結果データベースの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the experiment result database in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における実験結果対応記憶部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the test result corresponding | compatible memory | storage part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における生体内ネットワークシミュレーションシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the in-vivo network simulation system in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態において、入力部より指定された情報を得るための画面の一例を示す図である。In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows an example of the screen for obtaining the information designated from the input part. 本発明の一実施形態におけるパス検索記憶部の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the path search memory | storage part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態におけるパス探索結果表示の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the path search result display in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態における検索部の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the search part in one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態の表示処理部で作成されるアークアニメーションテーブルおよびディスプレイ装置で表示されるアニメーション画像の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the animation image displayed with the arc animation table produced by the display process part of one Embodiment of this invention, and a display apparatus. 本発明の一実施形態における検索部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the search part in one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 生体内ネットワークシミュレーションシステム
11 入力部
12 検索部
12A 検索部
13 表示処理部
14 ディスプレイ装置
15 実験結果対応部
16 パス検索部
31 実験結果データベース
17 出力部
18 要素状態更新部
19 ネットワーク更新部
21 要素状態記憶部
22 成立要素関係記憶部
23 生体内ネットワークモデルデータベース
24 実験結果対応記憶部
25 パス検索記憶部
27 ネットワーク情報記憶部
121 要素状態書込部
122 要素状態読込部
123 ネットワーク情報取得部
124 要素状態変更部
125 要素関係検証部
126 ネットワーク情報取得部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 In vivo network simulation system 11 Input part 12 Search part 12A Search part 13 Display processing part 14 Display apparatus 15 Experiment result response part 16 Path search part 31 Experiment result database 17 Output part 18 Element state update part 19 Network update part 21 Element state Storage unit 22 Established element relationship storage unit 23 In vivo network model database 24 Test result correspondence storage unit 25 Path search storage unit 27 Network information storage unit 121 Element state writing unit 122 Element state reading unit 123 Network information acquisition unit 124 Element state change Part 125 element relation verification part 126 network information acquisition part

Claims (19)

複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係により前記生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを解析対象とし、いずれかの生体内要素の状態が変動したときに生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを解析するシミュレーションシステムであって、
生体内要素と、前記生体内要素の要素状態とを含む要素データを複数有する前記生体内ネットワークモデルを取得し、ユーザの要求に応じ、前記要素データを追加または更新し、前記要素データの更新を考慮して、前記生体内ネットワークを再構築する検索部を備えることを特徴とするシミュレーションシステム。
A living body including a plurality of in-vivo elements and describing the relation between the in-vivo elements by an element relation represented by a state change between the in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A simulation system that analyzes an in-vivo network model and analyzes how an element relationship between in vivo elements changes when the state of any in vivo element changes.
Obtaining the in-vivo network model having a plurality of element data including in-vivo elements and element states of the in-vivo elements, adding or updating the element data according to a user request, and updating the element data In consideration, a simulation system comprising a search unit for reconstructing the in-vivo network.
複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係により前記生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを解析対象とし、いずれかの生体内要素の状態が変動したときに生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを解析するシミュレーションシステムであって、
生体内要素の名称と、その生体内要素の化学的状態または物理的状態を表す要素状態とを含む要素データを複数有する前記生体内ネットワークモデルを取得するネットワーク情報取得部と、
ユーザの要求に応じ、一以上の前記要素データを追加または更新する要素状態更新部と、
前記要素状態更新部による要素状態の更新を考慮して前記生体内ネットワークに含まれる要素データを順次更新し、前記生体内ネットワークにおける要素関係を再構築するネットワーク更新部と、
再構築された生体内ネットワークモデルに関する情報を前記ユーザに提示する出力部と、
を備えることを特徴とするシミュレーションシステム。
A living body including a plurality of in-vivo elements and describing the relation between the in-vivo elements by an element relation represented by a state change between the in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A simulation system that analyzes an in-vivo network model and analyzes how an element relationship between in vivo elements changes when the state of any in vivo element changes.
A network information acquisition unit for acquiring the in vivo network model having a plurality of element data including a name of an in vivo element and an element state representing a chemical state or a physical state of the in vivo element;
An element state update unit that adds or updates one or more of the element data in response to a user request;
A network update unit that sequentially updates the element data included in the in vivo network in consideration of the update of the element state by the element state update unit,
An output unit for presenting information on the reconstructed in vivo network model to the user;
A simulation system comprising:
請求項2に記載のシステムにおいて、前記ネットワーク更新部は、
追加または更新された前記要素データを原因要素とする新たな要素関係を生成するとともに該要素関係の結果要素に対応する要素データを前記生体内ネットワークに追加する操作を順次実行するように構成されたことを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to claim 2, wherein the network update unit includes:
It is configured to sequentially execute an operation of generating a new element relation using the added or updated element data as a cause element and adding element data corresponding to a result element of the element relation to the in vivo network. A simulation system characterized by that.
請求項3に記載のシステムにおいて、
要素データを格納する要素テーブルと、
1以上の原因要素の要素データにより指定される成立条件と、該成立条件を満たすときに生成される結果要素の要素データとを含む要素関係テーブルと、
をさらに備え、
前記ネットワーク更新部は、前記要素関係テーブルを参照して、
前記生体内ネットワークモデルから前記成立条件を構成する要素データを抽出し、
抽出された原因要素に対応する結果要素の要素データを生成し、
生成された要素データを前記生体内ネットワークに追加する操作
を順次実行するように構成されたことを特徴とするシミュレーションシステム。
The system of claim 3, wherein
An element table for storing element data;
An element relation table including an establishment condition specified by element data of one or more cause elements, and element data of a result element generated when the establishment condition is satisfied;
Further comprising
The network update unit refers to the element relation table,
Extracting element data constituting the establishment condition from the in vivo network model,
Generate element data of the result element corresponding to the extracted cause element,
A simulation system configured to sequentially execute an operation of adding generated element data to the in-vivo network.
請求項2乃至4いずれかに記載のシステムにおいて、前記ネットワーク更新部は、
追加または更新された前記要素データを結果要素とする新たな要素関係を生成するとともに該要素関係の原因要素に対応する要素データを前記生体内ネットワークに追加する操作を順次実行するように構成されたことを特徴とするシミュレーションシステム。
5. The system according to claim 2, wherein the network update unit includes:
It is configured to sequentially execute an operation of generating a new element relationship using the added or updated element data as a result element and adding element data corresponding to a cause element of the element relationship to the in-vivo network. A simulation system characterized by that.
請求項5に記載のシステムにおいて、
要素データを格納する要素テーブルと、
1以上の結果要素の要素データにより指定される成立結果と、該成立結果を生成する原因となる原因要素の要素データとを含む要素関係テーブルと、
をさらに備え、
前記ネットワーク更新部は、前記要素関係テーブルを参照して、
前記生体内ネットワークモデルから前記成立結果を構成する要素データを抽出し、
抽出された結果要素に対応する原因要素の要素データを生成し、
生成された要素データを前記生体内ネットワークに追加する操作
を順次実行するように構成されたことを特徴とするシミュレーションシステム。
The system of claim 5, wherein
An element table for storing element data;
An element relation table including an establishment result specified by element data of one or more result elements and element data of a cause element that causes the establishment result to be generated;
Further comprising
The network update unit refers to the element relation table,
Extracting element data constituting the establishment result from the in vivo network model,
Generate element data of the cause element corresponding to the extracted result element,
A simulation system configured to sequentially execute an operation of adding generated element data to the in-vivo network.
請求項2乃至6いずれかに記載のシステムにおいて、
前記要素状態更新部は、前記ユーザの要求に応じ、2以上の前記要素データを追加または更新し、
前記ネットワーク更新部は、前記要素状態更新部による要素状態の更新を考慮して前記生体内ネットワークに含まれる要素データを順次更新し、前記生体内ネットワークにおける2以上の前記要素データ間を結ぶ要素関係を再構築するように構成されたことを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to any one of claims 2 to 6,
The element state update unit adds or updates two or more element data according to the user's request,
The network update unit sequentially updates the element data included in the in-vivo network in consideration of the update of the element state by the element state update unit, and connects the two or more element data in the in-vivo network A simulation system characterized in that the system is configured to be reconstructed.
請求項2乃至7いずれかに記載のシステムにおいて、
前記要素データの追加または更新を生体内要素の変化過程として順次格納する要素データ記憶部をさらに備えることを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to any one of claims 2 to 7,
A simulation system further comprising an element data storage unit that sequentially stores addition or update of the element data as a change process of an in vivo element.
請求項2乃至8いずれかに記載のシステムにおいて、
前記要素関係テーブルにおいて成立条件または成立結果が成立した要素関係レコードを要素関係の成立過程として順次格納する成立要素関係記憶部をさらに備えることを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to any one of claims 2 to 8,
A simulation system, further comprising: an established element relation storage unit that sequentially stores element relation records in which the establishment condition or the establishment result is established in the element relation table as an element relation establishment process.
請求項9に記載のシステムにおいて、
前記要素関係テーブルにおいて成立条件または成立結果の一部のみが成立した未成立の要素関係レコードを未成立要素関係として格納する未成立要素関係記憶部をさらに備えることを特徴とするシミュレーションシステム。
The system of claim 9, wherein
A simulation system, further comprising: an unestablished element relation storage unit that stores, as an unestablished element relation, an unestablished element relation record in which only a part of the establishment condition or the establishment result is established in the element relation table.
請求項2乃至10いずれかに記載のシステムにおいて、
前記要素データとして、生体内要素の名称または要素状態のうち片方のみが同一である1以上の互いに異なる要素データを含むことを許容するように構成されていることを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to any one of claims 2 to 10,
The simulation system is configured to allow one or more different element data having only one of the names or element states of the in-vivo element to be the same as the element data.
請求項2乃至11いずれかに記載のシステムにおいて、
前記生体内要素は、遺伝子、DNA、RNA、タンパク質、低分子化合物、イオンおよびこれらの複合体からなる群より選ばれる1種以上の生体内要素を含み、
前記要素状態は、リン酸化、イオン化、GTP結合化、GDP結合化、脱リン酸化、活性化、不活性化、発現活性化、発現抑制化、結合、分解、転写、翻訳、細胞内局在、生体内組織名、環境条件およびこれらの複合条件からなる群より選ばれる1種以上の要素状態を含むことを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to any one of claims 2 to 11,
The in vivo element includes one or more in vivo elements selected from the group consisting of genes, DNA, RNA, proteins, low molecular compounds, ions, and complexes thereof,
The element states include phosphorylation, ionization, GTP binding, GDP binding, dephosphorylation, activation, inactivation, expression activation, expression suppression, binding, degradation, transcription, translation, subcellular localization, A simulation system comprising one or more element states selected from the group consisting of in vivo tissue names, environmental conditions, and composite conditions thereof.
請求項2乃至12いずれかに記載のシステムにおいて、前記出力部は、
前記要素データ記憶部に格納された前記要素データの変化過程を取得し、前記成立要素関係記憶部に格納された前記要素関係の成立過程を取得し、前記ユーザの要求に応じ追加または更新した一以上の前記要素データによる影響を表すシミュレーション結果を作成して前記ユーザに提示するように構成されていることを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to any one of claims 2 to 12, wherein the output unit includes:
The change process of the element data stored in the element data storage unit is acquired, the formation process of the element relationship stored in the formation element relationship storage unit is acquired, and the one added or updated according to the request of the user A simulation system configured to create a simulation result representing the influence of the above element data and present it to the user.
請求項13に記載のシステムにおいて、前記出力部は、
前記未成立要素関係記憶部に格納された前記要素関係の未成立関係を取得し、前記ユーザの要求に応じ追加または更新した一以上の前記要素データにより影響が及ぶ可能性のある範囲を表すシミュレーション結果をさらに作成して前記ユーザに提示するように構成されていることを特徴とするシミュレーションシステム。
14. The system according to claim 13, wherein the output unit includes:
A simulation representing a range that may be affected by one or more of the element data added or updated in response to a request from the user by acquiring an incomplete relation of the element relation stored in the non-established element relation storage unit A simulation system configured to further create a result and present the result to the user.
請求項13または14に記載のシステムにおいて、前記出力部は、
前記シミュレーション結果を、前記要素関係の成立過程の成立順に関連づけられた表示順によるアニメーションとして作成して前記ユーザに提示するように構成されていることを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to claim 13 or 14, wherein the output unit includes:
A simulation system configured to create and present the simulation result as an animation in a display order associated with an establishment order of the establishment process of the element relation.
請求項2乃至15いずれかに記載のシステムにおいて、
互いに関連づけられた要素データと、実験条件と、実験結果とを含む実験データを格納する実験結果対応記憶部をさらに備え、
前記要素状態更新部は、ユーザの要求に応じ、一以上の実験条件および実験結果からなる組合せを取得し、前記実験結果対応記憶部から前記組合せに関連付けられた要素データを取得し、生体内ネットワークの要素データを追加または更新するように構成されていることを特徴とするシミュレーションシステム。
The system according to any one of claims 2 to 15,
An experimental result correspondence storage unit for storing experimental data including element data, experimental conditions, and experimental results associated with each other;
The element state update unit acquires a combination of one or more experimental conditions and experimental results in response to a user request, acquires element data associated with the combination from the experimental result correspondence storage unit, A simulation system configured to add or update element data.
複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係により前記生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを表示対象とする表示システムであって、
生体内要素の名称と、その生体内要素の化学的状態または物理的状態を表す要素状態とを含む要素データからなる原因要素および結果要素と、
前記要素関係が成立するための単数または複数の要素データからなる成立条件と、
を関連づけて要素関係として表示する出力部を備えることを特徴とする表示システム。
A living body including a plurality of in-vivo elements and describing the relation between the in-vivo elements by an element relation represented by a state change between the in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A display system for displaying an in-vivo network model,
A cause element and a result element composed of element data including a name of an in vivo element and an element state representing a chemical state or a physical state of the in vivo element;
An establishment condition consisting of one or more element data for establishing the element relationship;
A display system comprising an output unit that associates and displays as an element relationship.
複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係により前記生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを蓄積するデータベースであって、
要素データを格納する要素テーブルと、
1以上の原因要素の要素データにより指定される成立条件と、該成立条件を満たすときに生成される結果要素の要素データとを含む要素関係テーブルと、
を備えることを特徴とするデータベース。
A living body including a plurality of in-vivo elements and describing the relation between the in-vivo elements by an element relation represented by a state change between the in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A database that stores in-vivo network models,
An element table for storing element data;
An element relation table including an establishment condition specified by element data of one or more cause elements, and element data of a result element generated when the establishment condition is satisfied;
A database characterized by comprising.
コンピュータに、複数の生体内要素を含み、生体内要素間の状態変化と、状態変化前の原因要素と、状態変化後の結果要素とにより表される要素関係により前記生体内要素間の関係を記述した生体内ネットワークモデルを解析対象とし、いずれかの生体内要素の状態が変動したときに生体内要素間の要素関係がどのように変化するかを解析させるためのプログラムであって、
前記コンピュータを、
生体内要素の名称と、その生体内要素の化学的状態または物理的状態を表す要素状態とを含む要素データを複数有する前記生体内ネットワークモデルを取得するネットワーク情報取得手段と、
ユーザの要求に応じ、一以上の前記要素データを追加または更新する要素状態更新手段と、
前記要素状態更新部による要素状態の更新を考慮して前記生体内ネットワークに含まれる要素データを順次更新し、前記生体内ネットワークにおける要素関係を再構築するネットワーク更新手段と、
再構築された生体内ネットワークモデルに関する情報を前記ユーザに提示する出力手段と、
として機能させることを特徴とするプログラム。
The computer includes a plurality of in-vivo elements, and the relationship between the in-vivo elements is represented by an element relationship represented by a state change between the in-vivo elements, a cause element before the state change, and a result element after the state change. A program for analyzing the in vivo network model described, and analyzing how the element relationship between in vivo elements changes when the state of any in vivo element changes,
The computer,
Network information acquisition means for acquiring the in-vivo network model having a plurality of element data including a name of an in-vivo element and an element state representing a chemical state or a physical state of the in-vivo element;
Element state updating means for adding or updating one or more of the element data in response to a user request;
Network update means for sequentially updating the element data included in the in vivo network in consideration of the update of the element state by the element state update unit,
Output means for presenting information about the reconstructed in vivo network model to the user;
A program characterized by functioning as
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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