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| 講演抄録／キーワード | ||
| 講演名 | 2026-03-18 10:40 フローネットワークを用いた糖鎖生合成過程のモデル化 ○戸塚健人・岡屋さくら・栂谷内 晶・安形清彦・テイラー幸恵・木下聖子・篠宮紀彦（創価大）  CAS2025-106 CS2025-99 |
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| 抄録 | （和） | 糖鎖は細胞表面のタンパク質や脂質に付加され，細胞間相互作用や免疫応答などに重要な役割を果たす生体分子である．糖鎖の生合成は複数の酵素反応が段階的に進行する過程として理解されているが，最終的な糖鎖分布がどのような原理で決定されるのかは十分に解明されていない．また，糖鎖データはDNAやタンパク質データと比較して未観測や欠損が多く，大規模データを前提とした解析手法を直接適用することは困難である．本研究では，糖鎖の生合成過程（パスウェイ）そのものに着目し，これをフローネットワークとして表現する解析枠組みを構築した．糖鎖生合成反応のつながりを表すネットワークに対し，各反応で利用可能な酵素量の近似値（TPM値）を容量制約として導入し，終端糖鎖の生成量を最大化するフロー最適化モデルとして定式化した．さらに，複数の終端糖鎖への流量分布に着目し，最大フロー，最小費用最大フロー，多品種フロー，Max–Min Fair Flow の4種類のモデルを適用して生成分布の特性を比較した．解析の結果，最大流および最小費用最大流は，既知の生物学的傾向と整合する分布を示した．以上の結果は，複雑な糖鎖生合成過程が，フローネットワークの構造と流量分配原理により説明可能であることを示唆する． |
| （英） | Glycans attached to cell-surface proteins and lipids play critical roles in cell–cell interactions and immune responses. Although glycan biosynthesis proceeds through stepwise enzymatic reactions, the principles determining terminal glycan distributions remain unclear. Moreover, compared with genomic and proteomic data, glycan datasets remain limited and incomplete, restricting the applicability of data-intensive approaches. In this study, we model the human N-glycan biosynthetic pathway as a flow network, where reaction connectivity defines the network structure and enzyme availability estimated from transcript abundance (TPM values) is introduced as capacity constraints. Terminal glycan production is formulated as a flow optimization problem. We applied four flow models—maximum flow, minimum-cost maximum flow, multi-commodity flow, and max–min fair flow—to compare flow distributions toward multiple terminal glycans. The results indicate that the maximum flow and minimum-cost maximum flow models generate distributions consistent with known biological tendencies, suggesting that glycan distributions can be explained by structural constraints and resource allocation principles within the biosynthetic network. | |
| キーワード | （和） | 糖鎖パスウェイ / 糖鎖情報学 / グラフ理論 / フローネットワーク / 最適化 / 確率分布 / / |
| （英） | Glycan Biosynthetic Pathways / Glycoinformatics / Graph Theory / Flow Networks / Optimization / Probability Distributions / / | |
| 文献情報 | 信学技報, vol. 125, no. 414, CAS2025-106, pp. 107-112, 2026年3月. | |
| 資料番号 | CAS2025-106 | |
| 発行日 | 2026-03-10 (CAS, CS) | |
| ISSN | Online edition: ISSN 2432-6380 | |
| 著作権に ついて |
技術研究報告に掲載された論文の著作権は電子情報通信学会に帰属します．(許諾番号：10GA0019/12GB0052/13GB0056/17GB0034/18GB0034) | |
| PDFダウンロード | CAS2025-106 CS2025-99 |
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| 研究会情報 | |
| 研究会 | CAS CS |
| 開催期間 | 2026-03-17 - 2026-03-18 |
| 開催地（和） | 那覇市職員厚生会 多目的ホール |
| 開催地（英） | |
| テーマ（和） | ネットワークプロセッサ，通信のための信号処理回路，無線LAN/PAN，一般 |
| テーマ（英） | Network processor, Signal processing and circuits for communications, Wireless LAN / PAN, etc. |
| 講演論文情報の詳細 | |
| 申込み研究会 | CAS |
| 会議コード | 2026-03-CAS-CS |
| 本文の言語 | 日本語 |
| タイトル（和） | フローネットワークを用いた糖鎖生合成過程のモデル化 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Modeling of Glycan Biosynthesis Using Flow Networks |
| サブタイトル（英） | |
| キーワード(1)（和/英） | 糖鎖パスウェイ / Glycan Biosynthetic Pathways |
| キーワード(2)（和/英） | 糖鎖情報学 / Glycoinformatics |
| キーワード(3)（和/英） | グラフ理論 / Graph Theory |
| キーワード(4)（和/英） | フローネットワーク / Flow Networks |
| キーワード(5)（和/英） | 最適化 / Optimization |
| キーワード(6)（和/英） | 確率分布 / Probability Distributions |
| キーワード(7)（和/英） | / |
| キーワード(8)（和/英） | / |
| 第1著者 氏名（和/英/ヨミ） | 戸塚 健人 / Kento Totsuka / トツカ ケント |
| 第1著者 所属（和/英） | 創価大学 (略称： 創価大) Soka University (略称： Soka Univ.) |
| 第2著者 氏名（和/英/ヨミ） | 岡屋 さくら / Sakura Okaya / オカヤ サクラ |
| 第2著者 所属（和/英） | 創価大学 (略称： 創価大) Soka University (略称： Soka Univ.) |
| 第3著者 氏名（和/英/ヨミ） | 栂谷内 晶 / Akira Togayachi / トガヤチ アキラ |
| 第3著者 所属（和/英） | 創価大学 (略称： 創価大) Soka University (略称： Soka Univ.) |
| 第4著者 氏名（和/英/ヨミ） | 安形 清彦 / Kiyohiko Angata / アンガタ キヨヒコ |
| 第4著者 所属（和/英） | 創価大学 (略称： 創価大) Soka University (略称： Soka Univ.) |
| 第5著者 氏名（和/英/ヨミ） | テイラー 幸恵 / Yukie Akune-Taylor / テイラー ユキエ |
| 第5著者 所属（和/英） | 創価大学 (略称： 創価大) Soka University (略称： Soka Univ.) |
| 第6著者 氏名（和/英/ヨミ） | 木下 聖子 / Kiyoko F. Aoki-Kinoshita / キノシタ キヨコ |
| 第6著者 所属（和/英） | 創価大学 (略称： 創価大) Soka University (略称： Soka Univ.) |
| 第7著者 氏名（和/英/ヨミ） | 篠宮 紀彦 / Norihiko Shinomiya / シノミヤ ノリヒコ |
| 第7著者 所属（和/英） | 創価大学 (略称： 創価大) Soka University (略称： Soka Univ.) |
| 講演者 | 第1著者 |
| 発表日時 | 2026-03-18 10:40:00 |
| 発表時間 | 20分 |
| 申込先研究会 | CAS |
| 資料番号 | CAS2025-106, CS2025-99 |
| 巻番号（vol） | vol.125 |
| 号番号（no） | no.414(CAS), no.415(CS) |
| ページ範囲 | pp.107-112 |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2026-03-10 (CAS, CS) |
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