CombinGym: a benchmark platform for machine learning-assisted design of combinatorial protein variants
本研究は、タンパク質の組み合わせ変異設計における機械学習の課題を解決するため、14 のデータセットと 9 つのアルゴリズムを評価し、低次変異データを活用して高次変異を予測する手法の有効性をシミュレーションおよび実験で実証したベンチマークプラットフォーム「CombinGym」を提案しています。
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synthetic biology
49 件の論文
合成生物学は、生命の設計図をまるでプログラミングのように書き換え、新しい機能を持つ生物システムを作り出す最先端の分野です。従来の生物学が自然の仕組みを理解することに重きを置くのに対し、ここでは人工的な部品を組み合わせて、医療や環境問題の解決に役立つ新たなソリューションを構築します。
Gist.Science では、この分野の最新動向を bioRxiv から毎日収集し、すべてを網羅的に取り上げています。各プレプリント論文について、専門知識がなくても理解できる平易な要約と、研究者向けの詳細な技術的解説の両方を提供し、複雑な研究成果を誰でもアクセスしやすく変えることを目指しています。
以下に、bioRxiv から新たに追加された合成生物学の最新論文リストを示します。
Engineering bacterial combinatorial promoters for two-input chemical AND switching
Marionette 転写因子カセットを用いて大腸菌の 2 入力化学的 AND スイッチを体系的に設計・評価し、9 種類の堅牢なアーキテクチャを特定するとともに、部分的な誘導状態の抑制やオペレータの向き管理など、多入力プロモータの工学における実践的な設計指針を明らかにしました。
Substrate transport limits phenylalanine ammonia-lyase activity in engineered Lacticaseibacillus rhamnosus GG
本論文は、フェニルケトン尿症治療用酵素 AvPAL* を発現する乳酸菌の全細胞触媒において、基質輸送が活性制限要因であることを示し、異種トランスポーターの発現により反応速度を 3〜4 倍向上させたことを報告している。
The Cepeda Framework: A Modular, Safety-First Preclinical Architecture for Testing Coordinated Multi-Hallmark Rejuvenation Hypotheses in Biological Aging
この論文は、老化の12の指標を網羅し、21,000回のシミュレーションサイクルを通じて安全性と有効性を検証した、部分的なリプログラミングを安全かつ体系的に試験するためのモジュール型前臨床研究フレームワーク「セペダ・フレームワーク」を提案する理論的予備論文である。
A genetically encoded local learning rule enables physical learning in engineered bacteria
この論文は、大腸菌の遺伝子回路を用いて物理的なニューラルネットワークを直接学習させる新たな手法を開発し、細胞内のプラスミドコピー数比を重みとして保存・更新する「メムレギュロン」システムにより、単一細胞から多菌株混成培養、さらには多層構造に至るまで環境感知や医療応用に向けた適応型生体ハードウェアの実現可能性を示したものである。
A Toolbox for Biomanufacturing of Functionalised PHA Nanoparticles with C. necator
本論文は、Cupriavidus necator を用いて PHA ナノ粒子の製造プロセスを最適化し、PHA 合成酵素の多様性や共培養による収量向上、そして SpyTag-SpyCatcher 技術による機能化を実現する包括的なプラットフォームを開発したことを報告しています。
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。
Selection-free whole genome transplantation revives dead microbes
この論文は、ミトマイシン C 処理によりゲノムを不活化した死んだ細菌細胞へ合成ゲノムを移植することで、抗生物質耐性マーカーに依存しない「選択不要」な全ゲノム移植を実現し、非生きた部品から構成された初の生きた合成細菌細胞を創出したことを報告しています。
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。
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。