The zoo of the gene networks capable of pattern formation by extracellular signaling
この論文は、細胞間シグナリングによるパターン形成を可能にする遺伝子ネットワークの多様なトポロジーが、論理的・数学的にたった 3 つの根本的なクラスとその組み合わせに分類され、各クラス内で同様の論理とパターン形成能力を共有することを示しています。
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systems biology
138 件の論文
Cell-Type-Resolved Pseudobulk Classification Across Independent Cohorts Identifies Microglial PTPRG as a Transcriptional Hub in Alzheimer's Disease
この論文は、単一核 RNA シーケンシングデータを用いた機械学習アプローチにより、アルツハイマー病の分類においてミクログリアと星状細胞が最も重要であることを示し、特にミクログリア発現遺伝子 PTPRG が神経シグナルと炎症性調節の統合ハブとして機能することを同定したことを報告しています。
Rhythmic gene expression and behavioral plasticity in harvester and carpenter ants
ハチの採餌行動の可塑性と概日リズムを制御する遺伝子のネットワークが、異なる種や環境条件において保存されていることを示す研究です。
Nonlinear mixed-effect models and tailored parametrization schemes enables integration of single cell and bulk data
この論文は、非線形混合効果モデルと独自の推定手法を用いることで、単一細胞データと集団平均データを統合し、生物学的プロセスのパラメータ同定性と予測精度を向上させる新しい数学的モデリングアプローチを提案し、特に細胞外アポトーシスへの適用を通じてその有効性を実証したものである。
Improved inference of multiscale sequence statistics in generative protein models
本論文は、タンパク質の多スケール統計構造をより正確に捉え、事後補正なしに多様かつ機能的な配列を生成可能にする新しい正則化戦略「確率的ボルツマンマシン（sBM）」を提案し、その有効性を理論モデルおよび実験データで実証したものである。
Interplay of the ribosome A and CAR sites
本研究は、分子動力学シミュレーションを用いてリボソームの A サイトと CAR サイトの相互作用を解析し、mRNA 配列に依存した水素結合やπスタッキングの調節が翻訳伸長の配列特異的制御に寄与している可能性を示しました。
Time-dependent memory of hypoxia exposure influences tumor invasion dynamics
本研究は、低酸素曝露の持続時間に応じて変化する「低酸素記憶」が、腫瘍先端での低酸素細胞密度の増加や酸素供給変動への耐性向上、拡散効率の増大を通じて、腫瘍の浸潤動態を促進することを、転写・エピジェネティックデータの解析と計算モデルシミュレーションにより明らかにしました。
Quantification of domain-specific intrinsic capacity using mortality data
本論文は、UK バイオバンクの臨床データを用いて各内在的機能領域の「IC 年齢」を推定する死亡率リスクモデルを開発し、そのプロテオミクス代理マーカーを通じて機能低下の監視を可能にする免疫活性化の基盤を提示したものである。
UQ-PhysiCell: An extensible Python framework for uncertainty quantification and model analysis in PhysiCell
本論文は、PhysiCell ベースの細胞モデルに対する不確実性定量化、較正、モデル選択を可能にするモジュール式かつ拡張性の高いオープンソース Python パッケージ「UQ-PhysiCell」を導入し、大規模なシミュレーションの実行と統計分析を統合することで、エージェントベースモデルの厳密な評価と生物医学研究への応用を促進することを提案しています。
Kinome profiling allows examination and prediction of kinase inhibitor cardiotoxicity
本論文は、FDA 承認キナーゼ阻害剤のキノームプロファイリングと機械学習を組み合わせることで、心毒性のメカニズムを解明し、オフターゲット阻害を考慮した新たな心毒性予測枠組みを確立したことを示しています。
An AI-Assisted Workflow for Reconstruction, Extension, and Calibration of Quantitative Systems Pharmacology Models.
この論文は、大規模言語モデルと SBML ベースのモデリングを統合した AI 支援フレームワークを開発し、CAR-T 細胞療法の抵抗メカニズムを反映する QSP モデルの自動再構築・拡張・較正を可能にすることで、細胞・遺伝子療法のモデル駆動型創薬を加速させることを示しています。
Integrative Multi-cohort Transcriptomics and Network Pharmacology Analysis Reveals Key Network Nodes and Potential Drug Clues in PCOS Granulosa Cells
本論文は、多コホート転写組学とネットワーク薬理学を統合した計算機解析により、PCOS 顆粒膜細胞の病態に関与する CD44 などの主要な遺伝子ネットワークを同定し、フラフェニク酸やシトスポロン B などの潜在的な候補薬剤を提示した。
Investigating the dynamics of heat acclimation in pig through transcriptome analysis of blood samples
本論文は、ブタの血液トランスクリプトーム解析を通じて、熱ストレスに対する短期および長期の順応過程において、免疫系の活性化と代謝経路（特にミトコンドリア機能や脂質代謝）の時間的変化が協調的に調節されていることを明らかにしたものである。
A Unified Control of Cellular Differentiation: From Temporal Multistability to Spatial Pattern Formation in Gene Regulatory Networks
この論文は、遺伝子制御ネットワークのトポロジーと無次元パラメータβに基づいて細胞運命の分岐を解析し、3 成分系ネットワークが純粋な拡散によって安定した空間パターン形成を可能にする一方、2 成分系ではそれが不可能であることを理論的に示したものです。
Stochastic Gene Expression Model with State-Dependent Protein Activation Delay
この論文は、活性タンパク質のレベルに依存する遅延を伴う状態依存性の活性化遅延モデルを構築し、その解析とシミュレーションを通じて、遅延構造と負のフィードバックがタンパク質発現の変動を抑制し、細胞内の安定性を向上させるメカニズムを明らかにしたことを報告しています。
Disentangling the cost of gene expression
この論文は、資源競合モデルを用いて遺伝子発現のコストをリボソームや転写因子などの制限要因に分解し、酵母の実験データと比較することで、コストが遺伝子産物そのものではなく転写・翻訳プロセスに由来することを示し、合成生物学における遺伝子設計の最適化に向けた体系的な枠組みを確立したものである。
Speed-Dependent Turning Strategies in Quadrupedal Locomotion: Insights from Computational Modeling
本論文は、計算モデルを用いて四足歩行動物の旋回メカニズムを解析し、歩行速度に応じて体幹の曲げ、側方への力加算、四肢の横移動という異なる戦略が使い分けられ、特に前肢が旋回制御において主要な役割を果たすことを明らかにした。
Attomolar fecal cytokine profiling reveals gut immune dynamics and disease states
本研究は、糞便中の宿主由来タンパク質をアトモルレベルで検出可能な超感度デジタル免疫アッセイ「DIGEST」を開発し、これにより炎症性腸疾患の活動性の鑑別や、メラノーマ患者における PD-1 阻害剤への治療反応性の予測を非侵襲的かつ高精度に行えることを実証した。
A phosphorylation switch in PAGE4 drives MED12-mutant fibroid pathogenesis
本論文は、子宮筋腫の主要な分子サブタイプである MED12 変異腫瘍において、PAGE4 のリン酸化が分子スイッチとして機能し、その相互作用プロファイルを Mediator 複合体や RNA ポリメラーゼ II 転写装置へと再編成することで腫瘍発生を駆動する新たなメカニズムを明らかにした。
sRQA: AN INTEGRATIVE PIPELINE FOR SYMBOLIC RECURRENCE QUANTIFICATION ANALYSIS
本論文は、連続信号だけでなく離散状態系列の分析も可能にするオープンソース R パッケージ「sRQA」を開発し、心電図、fMRI、音声データなど多様な生物・行動データにおいて、その有効性と応用可能性を実証したものである。