細胞シミュレーションをやりたくても何から手を付けたらよいのか、またどのようにモデルを作ったら良いのかわからない方のためにA-Cellモデルを用意しました。モデルの難易度(研究の難易度ではありません)によって基礎、初級、中級、上級に階層化しました。また大雑把なシグナル伝達のポンチ絵からA-Cellを使ったモデル構築を行う方法も解説しています。各階層の定義(のようなもの)は以下の通りです。
基 礎: 反応式モデルの単位は一次反応(複合体の解離反応など)と二次反応(複合体形成反応)です。あらゆるモデルはこの組み合わせでつくることができます。ここでは一次反応と二次反応、およびそれを組み合わせた簡単な反応式モデル、連続反応、平衡反応、Michaelis-Menten型酵素反応をとりあげました。一方時空間モデルについては、普通の拡散(細胞局所で作られたタンパク質の拡散など)と、物質の湧き出し(供給)がある場合の拡散(イ オンチャネルからの流入イオンの拡散など)をとりあげました。
初 級:基礎の反応式モデルを直線的に組み合わせれば構築できるモデルです。シグナルの戻りがあるフィードバックや、反応先に向かうのに平行して2つの経路があるようなフィードフォワードは含みません。この階層のモデルはポンチ絵から丹念にA-Cellモデルを作れば完成します。時空間モデルでは拡散と反応を組み合わせた簡単な反応拡散モデルをとりあげました。
中級:反応にフィードバックやフィードフォワードがある場合や、また反応拡散モデルにおいては空間局在を扱うようなモデルをとりあげました。
上級:タンパク質などの時空間パターン形成に関わるモデルをとりあげました。このようなモデルは作るのが難しいだけでなく、シミュレーション結果の解釈も難しくなります。
実際のモデルは対象特異的なので、ご自身の研究対象ではないシグナル伝達を例にとって解説されているかもしれません。それでも、ご自身のシグナル伝達と比較すると役立つでしょう。
協力:大島大輔博士、渡部綾子博士
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