Behavioral, Physiological, and Transcriptional Mechanisms of Memory in a Synthetic Living Construct
この論文は、神経系を持たない合成生物「Xenobot」が、化学刺激への曝露によって長期にわたる刺激特異的な記憶を形成し、カルシウムシグナリングや転写応答の変化を通じて行動を調節できることを実証し、非神経系における学習と記憶のメカニズムの解明に新たな道を開いたことを報告しています。
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synthetic biology
68 件の論文
De novo design of metalloproteases for targeted amyloid-β cleavage
本研究では、生成モデル「Proteus2」を用いてアミロイドβの特定の部位を高精度に切断するよう設計された新規金属プロテアーゼを開発し、実験的にその高い特異性と触媒効率、および設計モデルとの構造的一致を実証しました。
Robust Multiplicative Control in Chemical Reaction Networks -Extended Version
この論文は、化学反応ネットワークを用いて複数の生体分子種の濃度の積（または一般の単項式）で定義される出力を目標値に強制的に追従させ、その安定性を解析するロバストな制御手法を提案し、数値シミュレーションでその有効性を示したものである。
Programmable bacterial adhesion to plastic surfaces for enhanced biodegradation
この論文は、大腸菌のクリや Antigen 43 の過剰発現によるプラスチック表面への効率的な付着と、同時に分泌される PET 分解酵素の組み合わせにより、プラスチックの生分解性を大幅に向上させる新しい手法を報告しています。
Generative AI-based design of hybrid transcriptional activator proteins with new DNA-binding specificity
この論文は、変分オートエンコーダを用いて LuxR ファミリーの DNA 結合ドメインを学習させ、その潜在空間の中間領域からサンプリングすることで、lux および las プロモーターの両方を認識・活性化するハイブリッド転写因子を設計・実証したことを報告しています。
Continuous hypermutation and evolution of noncanonical amino acid synthases
本研究は、酵母内で非天然アミノ酸合成酵素を連続的に超変異・進化させることで、単純な前駆体から非天然アミノ酸を細胞内合成し、遺伝コード拡張を可能にする包括的なフレームワークを確立したものである。
Built-in integrated living electronics: from biosynthesis tomodulation of neuronal function
本研究は、生体内で自己組織化により蛍光性繊維を合成し、膜電気特性や活動電位を調節することでニューロン機能を制御する「バイオニックニューロン」を開発し、生きた脳内に任意の神経回路を構築する新たな可能性を示した。
Optimization of the glucosinolate core pathway for production of simple glucosinolates in Escherichia coli
この論文は、大腸菌においてグルコシノレートのコア経路を最適化し、膜アンカーの切断や硫酸同化の改変などの戦略を用いて、ベンジルグルコシノレートの生産量を37倍、インドール-3-メチルグルコシノレートの生産量を酵母比で500倍に向上させ、さらにチロシン由来のp-グルコシノレートの微生物合成を初めて達成したことを報告しています。
Fung-AI: An AI/ML-driven pipeline for antifungal peptide discovery
この論文は、生成 AI を活用して新規抗真菌ペプチドを設計・生成し、実験的に真菌に対する活性と低細胞毒性を確認することで、抗真菌剤発見のための新しいパイプライン「Fung-AI」の有効性を実証したものである。
Reaction-Conditioned Enzyme Discovery with Multimodal Deep Learning
本研究は、化学反応と酵素の関係をシームレスに統合するマルチモーダル深層学習フレームワーク「VenusRXN」を提案し、既知の反応に依存しないゼロショット探索により、3 億以上のタンパク質から未報告の化学反応を触媒する酵素を高精度に発見し、従来のホモロジーに基づく手法の限界を突破する新たなパラダイムを示しました。
Hydration-dehydration cycles drive compartment dynamics in minimal protocells
この論文は、複雑な化学反応や代謝を必要とせず、単一成分の膜の物理的性質と乾燥・再水化の周期的環境変動のみによって、原始細胞が成長、分裂、内容物の濃縮といった細胞様の動的サイクルを維持できることを実証しています。
Impact of retroactivity on information flows in engineered synthetic biological circuits
本論文は、合成生物回路における下流からの負荷（レトロアクティビティ）が情報伝達に与える影響を定量的に解析し、その課題を克服する設計指針と、逆にこれを制御可能な機能として活用する新たな戦略を提案するものである。
Automated mini-bioreactors reveal the temporal dynamics and multi-omics responses of CRISPRi knockdowns in Pseudomonas putida
この論文は、Pseudomonas putida において CRISPRi による遺伝子ノックダウンの表現型解析を可能にするため、自動ミニバイオリアクターとタービドスタットモードを統合し、エスケイパー変異体の出現前に最大生理的影響が現れる時間的窓を特定するとともに、マルチオミクス解析を通じてア르기ニン生合成経路の応答を解明したことを報告しています。
Synthetic Genome Shuffling of Poxviruses through Yeast for Next-Generation Oncolytic Platforms
この論文は、酵母を用いた変異関連組換え（TAR）技術を活用して、ワクシニア、カウポックス、ラビットポックス、MVA のゲノムをシャッフルし、次世代のがん治療用オポロウイルスプラットフォームとして機能するキメラポックスウイルスを初めて作出したことを報告しています。
Engineering S. cerevisiae extracellular vesicles using synthetic biology
本研究は、合成生物学の手法を用いて酵母（S. cerevisiae）の細胞外小胞を遺伝子工学的に改変する概念実証を行い、特に Bro1 タンパク質が効率的な足場として機能し、酵母由来の細胞外小胞を創薬用デリバリーベクターとして設計・生産できるプラットフォームを確立したことを示しています。
Synergistic Multi-Enzyme Cascades Assembled on Modular Protein Scaffolds for Efficient PET Biorecycling
本研究は、コヒシリン - ドーカリンや SH3 などの直交性ドメインを用いたモジュラータンパク質足場に PETase、MHETase、ICCG を組み合わせて多酵素カスケードを構築し、PET の効率的なモノマー化と価値付加を可能にする統合バイオ触媒システムを開発したものである。
Fundamental limitations of genomic language models for realistic sequence generation
本研究は、Evo 2 や megaDNA などのゲノム言語モデルが局所的な配列統計は捉えられるものの、長距離のゲノム構造や反復配列、進化的制約などの生物学的特徴を再現できず、合成ゲノムと天然ゲノムを高い精度で識別可能であることを示し、現在のアーキテクチャには現実的な配列生成における根本的な限界があることを明らかにした。
High Diversity Gene Libraries Facilitate Machine Learning Guided Exploration of Fluorescent Protein Sequence Space
大規模な遺伝子合成と DNA シャッフルによって蛍光タンパク質の配列多様性を実験的に拡大し、そのデータで機械学習モデルを微調整することで、自然に存在しない領域にも機能する新規蛍光タンパク質の設計を可能にした。
CADGE 2.0, Transcription-Translation-Coupled DNA Replication is Improved in a Chemically Modified Cell-Free System
CADGE 2.0 は、市販のエネルギー混合物を DNA 複製に最適化された自家製混合物に置き換えることで、合成マイクロコンパートメント内でのクローナル増幅と転写・翻訳の効率を大幅に向上させた化学修飾された細胞フリーシステムである。
Evaluating AI-Assisted Customer Verification for Synthetic Nucleic Acid Screening
合成核酸の注文者検証において、AI（特に Gemini 2.5 Pro）は人間と同等の精度を維持しつつ、情報収集タスクではコストを約 50 分の 1 に削減できることが示され、AI による情報収集と人間による最終判断の組み合わせが実用化の有力な手段であることが結論付けられました。