JP2009514062A5

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Publication number: JP2009514062A5
Application number: JP2008523048A
Authority: JP
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2026-07-21

Claims

（ａ）複数の作用物質を第一の細胞による複数の反応に関連付ける第一のデータ構造体であって、該反応の各々が、反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む構造体；
（ｂ）複数の作用物質を第二の細胞による複数の反応に関連付ける第二のデータ構造体であって、該反応の各々が、反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む構造体；
（ｃ）複数の系内作用物質を該第一および第二の細胞の間の複数の系内反応に関連付ける第三のデータ構造体であって、該系内反応の各々が反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む構造体；
（ｄ）該第一、第二および第三のデータ構造体に対する該複数の反応についての拘束条件のセット、および
（ｅ）該拘束条件のセットを該第一および第二のデータ構造体に適用するとき、目的関数を最小化または最大化する少なくとも１つの流束分布を決定するためのコマンドであって、該少なくとも１つの流束分布が該第一および第二の細胞の生理学的機能を予測するコマンド；
を含むコンピュータ読取可能媒体。
前記第一のデータ構造体が第一の反応ネットワークを含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第二のデータ構造体が第二の反応ネットワークを含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第一または第二のデータ構造体が複数の反応ネットワークを含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
さらに、１以上の第四のデータ構造体および１以上の第四の拘束条件のセットを含み、各第四のデータ構造体は複数の作用物質を多細胞生物内の１以上の第三の細胞による複数の反応に関連付け、前記反応の各々は反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記１以上の第四のデータ構造体が複数のデータ構造体を含む、請求項５に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記複数のデータ構造体が複数の異なる細胞についてのデータ構造体を含む、請求項６に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記複数のデータ構造体が複数の異なる細胞型に対するデータ構造体を含む、請求項６に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記１以上の第三の細胞が少なくとも４細胞、５細胞、６細胞、７細胞、８細胞、９細胞、１０細胞、１００細胞、１０００細胞、５０００細胞、１０，０００細胞以上を含む、請求項７または８に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第一および第二の細胞が真核生物細胞を含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第一および第二の細胞が原核生物細胞を含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第一および第二の真核生物細胞が同一組織または器官の細胞を含む、請求項１０に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第一および第二の真核生物細胞が異なる組織または器官の細胞を含む、請求項１０に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記反応の少なくとも１つが関連遺伝子を示すように注釈される、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
さらに、前記関連遺伝子を特徴付ける情報を有する遺伝子データベースを含む、請求項１４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記反応の少なくとも１つが調節された反応である、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記拘束条件のセットが前記調節された反応についての可変拘束条件を含む、請求項１６に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記少なくとも１つの系内反応が造血系、尿、結合組織、収縮系、リンパ系、呼吸器系または腎臓系で行われる１以上の反応を含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記系内反応が炭酸水素塩緩衝系、アンモニア緩衝系、ホルモン、シグナリング分子、ビタミン、ミネラル、またはその組合せよりなる群から選択される作用物質または反応を含む、請求項１８に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第一または第二の細胞が乳腺細胞、肝細胞、白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞、肝臓脂肪細胞、赤色骨格筋細胞、白色骨格筋細胞、中間骨格筋細胞、平滑筋細胞、赤血球細胞、脂肪細胞、単球、網状赤血球、線維芽細胞、ニューロン細胞、上皮細胞、または表５に記載された細胞から選択される、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記生理学的機能が代謝産物収率、ＡＴＰ収率、バイオマス要求、成長、トリアシルグリセロール貯蔵、筋肉収縮、乳分泌および酸素輸送能力から選択される、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記データ構造体が線形代数方程式の組を含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記コマンドが最適化問題を含む、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記複数の作用物質における少なくとも１つの作用物質、または前記複数の反応における少なくとも１つの反応がサブ系または区画への帰属で注釈される、請求項１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記複数の反応における第一の基質または産物が第一の区画に帰属され、前記複数の反応における第二の基質または産物が第二の区画に帰属される、請求項２４に記載のコンピュータ読取可能媒体。
複数の反応が、複数の関連遺伝子を示すように注釈され、前記遺伝子データベースが前記複数の関連遺伝子を特徴付ける情報を含む、請求項１５に記載のコンピュータ読取可能媒体。
（ａ）複数の第一のデータ構造体であって、該第一のデータ構造体の各々が複数の作用物質を多細胞生物内の複数の第一の細胞による複数の反応に関連付け、該反応の各々が反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む構造体；
（ｂ）複数の第二のデータ構造体であって、該複数の第二のデータ構造体の各々が複数の作用物質を該多細胞生物内の複数の第二の細胞による複数の反応に関連付け、該反応の各々が反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む構造体；
（ｃ）複数の第三のデータ構造体であって、該第三のデータ構造体の各々が複数の系内作用物質を該多細胞生物内の複数の系内反応に関連付け、該系内反応の各々は反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む構造体；
（ｄ）該第一、第二および第三のデータ構造体に対する該複数の反応についての拘束条件のセット、および
（ｅ）該拘束条件のセットを該第一および第二のデータ構造体に適用するとき、目的関数を最小化または最大化する少なくとも１つの流束分布を決定するためのコマンドであって、該少なくとも１つの流束分布が該多細胞生物の生理学的機能を予測するコマンド；
を含むコンピュータ読取可能媒体。
前記第一のデータ構造体が第一の反応ネットワークを含む、請求項２７に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第二のデータ構造体が第二の反応ネットワークを含む、請求項２７に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記第一または第二のデータ構造体が複数の反応ネットワークを含む、請求項２７に記載のコンピュータ読取可能媒体。
さらに、複数の第四のデータ構造体および１以上の第四の拘束条件のセットを含み、前記複数の第四のデータ構造体の各々が複数の作用物質を多細胞生物内の複数の第三の細胞による複数の反応に関連付け、前記反応の各々は反応の基質として同定された作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む、請求項２７に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記複数の第一ないし第四のデータ構造体が複数の異なる細胞についてのデータ構造体を含む、請求項３１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記複数の第一ないし第四のデータ構造体が複数の異なる細胞型についてのデータ構造体を含む、請求項３１に記載のコンピュータ読取可能媒体。
前記１以上の第三の細胞が少なくとも４細胞、５細胞、６細胞、７細胞、８細胞、９細胞、１０細胞、１００細胞、１０００細胞、５０００細胞、１０，０００細胞またはそれ以上を含む、請求項３２または３３に記載のコンピュータ読取可能媒体。
（ａ）複数の作用物質を第一の細胞による複数の反応に関連付ける第一のデータ構造体を提供する工程であって、該反応の各々が反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む工程；
（ｂ）複数の作用物質を第二の細胞による複数の反応に関連付ける第二のデータ構造体を提供する工程であって、該反応の各々が反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む工程；
（ｃ）複数の系内作用物質を該第一および第二の細胞の間の複数の系内反応に関連付ける第三のデータ構造体を提供する工程であって、該系内反応の各々が反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む工程；
（ｄ）該第一、第二および第三のデータ構造体に対する該複数の反応についての拘束条件のセットを提供する工程；
（ｅ）目的関数を提供する工程、ならびに、
（ｆ）該拘束条件のセットを該第一および第二のデータ構造体に適用するとき、目的関数を最小化または最大化する少なくとも１つの流束分布を決定し、該少なくとも１つの流束分布が該第一および第二の細胞の生理学的機能を予測する工程；
を含む、多細胞生物の生理学的機能を予測する方法。
前記第一のデータ構造体が第一の反応ネットワークを含む、請求項３５に記載の方法。
前記第二のデータ構造体が第二の反応ネットワークを含む、請求項３５に記載の方法。
前記第一または第二のデータ構造体が複数の反応ネットワークを含む、請求項３５に記載の方法。
さらに、１以上の第四のデータ構造体および１以上の第四の拘束条件のセットを含み、各第四のデータ構造体は複数の作用物質を多細胞生物内の１以上の第三の細胞による複数の反応に関連付け、前記反応の各々は反応の基質として同定される作用物質、反応の産物として同定される作用物質、および該基質および該産物を関連付ける化学量論係数を含む、請求項３５に記載の方法。
前記１以上の第四のデータ構造体が複数のデータ構造体を含む、請求項３９に記載の方法。
前記複数のデータ構造体が複数の異なる細胞についてのデータ構造体を含む、請求項４０に記載の方法。
前記複数のデータ構造体が複数の異なる細胞型についてのデータ構造体を含む、請求項４０に記載の方法。
前記１以上の第三の細胞が少なくとも４細胞、５細胞、６細胞、７細胞、８細胞、９細胞、１０細胞、１００細胞、１０００細胞、５０００細胞、１０，０００細胞またはそれ以上を含む、請求項４１または４２に記載の方法。
前記第一および第二の細胞が真核生物細胞を含む、請求項３５に記載の方法。
前記第一および第二の細胞が原核生物細胞を含む、請求項３５に記載の方法。
前記第一および第二の真核生物細胞が同一組織または器官の細胞を含む、請求項４４に記載の方法。
前記第一および第二の真核生物細胞が異なる組織または器官の細胞を含む、請求項４４に記載の方法。
前記反応の少なくとも１つが関連遺伝子を示すように注釈された、請求項３５に記載の方法。
さらに、前記関連遺伝子を特徴付ける情報を有する遺伝子データベースを含む、請求項４８に記載の方法。
前記反応の少なくとも１つが調節された反応である、請求項３５に記載の方法。
前記拘束条件のセットが前記調節された反応についての可変拘束条件を含む、請求項５０に記載の方法。
前記少なくとも１つの系内反応が、造血系、尿、結合組織、収縮系、リンパ系、呼吸器系または腎臓系で行われる１以上の反応を含む、請求項３５に記載の方法。
前記系内反応が炭酸水素塩緩衝系、アンモニア緩衝系、ホルモン、シグナリング分子、ビタミン、ミネラルまたはその組合せよりなる群から選択される反応または作用物質を含む、請求項５２に記載の方法。
前記第一または第二の細胞が乳腺細胞、肝細胞、白色脂肪細胞、褐色脂肪細胞、肝臓脂肪細胞、赤色骨格筋細胞、白色骨格筋細胞、中間骨格筋細胞、平滑筋細胞、赤血球細胞、脂肪細胞、単球、網状赤血球、線維芽細胞、ニューロン細胞、上皮細胞、または表５に記載された細胞から選択される、請求項３５に記載の方法。
前記生理学的機能は代謝細胞収率、ＡＴＰ収率、バイオマス要求、成長、トリアシルグリセロール貯蔵、筋肉収縮、乳分泌、および酸素輸送能力から選択される、請求項３５に記載の方法。
前記データ構造が線形代数方程式の組を含む、請求項３５に記載の方法。
前記コマンドが最適化問題を含む、請求項３５に記載の方法。
前記複数の作用物質における少なくとも１つの作用物質、または前記複数の反応における少なくとも１つの反応が、サブ系区画への帰属で注釈される、請求項３５に記載の方法。
前記複数の反応における基質または産物が第一の区画に帰属され、前記複数の反応における第二の基質または産物が第二の区画に帰属される、請求項５８に記載の方法。
複数の反応が複数の関連遺伝子を示すように注釈され、前記遺伝子データベースが前記複数の関連遺伝子を特徴付ける情報を含む、請求項４９に記載の方法。