135 件の論文
システム生物学は、個々の遺伝子やタンパク質をバラバラに調べるのではなく、生命全体を一つの複雑なネットワークとして捉える学問です。まるでオーケストラの調和を理解するためには、一人ひとりの楽器の音だけでなく、全体が奏でる旋律に耳を澄ませるようなもので、この分野では生体内のあらゆる要素がどう相互作用し、命という現象を生み出しているのかを探求しています。
Gist.Science では、この分野の最先端の知見を bioRxiv から毎日収集し、専門家の手による詳細な解説と、誰でも読める平易な要約の両方を提供しています。最新の研究動向を素早く把握できるよう、私たちは bioRxiv に投稿されたすべての新プレプリントを処理し、その内容をわかりやすく整理してお届けします。
以下に、システム生物学の最新研究から厳選された論文リストをご紹介します。
本論文は、「選択的に有利な不安定性」（SAI）が、生物がより優れた適応状態に到達するために特定の生物学的情報を能動的に不安定化させる、進化的に好ましいメカニズムであることを提唱しており、この概念が、情報の維持という利益にもかかわらず生じる、性差のある老化、拮抗的多面的作用、および不可逆的な損傷の蓄積の背後にあるトレードオフを説明する「安定化と不安定化の相補性」を形成していると論じている。
本論文は、ベイズ情報理論的実験計画法と非線形混合効果モデルを統合することで、患者の測定スケジュールを適応的に調整し、固定プロトコルと比較して必要なスキャン回数を大幅に削減し、個別化された治療予測を加速させるフレームワークであるINFORMEを導入するものである。
本研究は、ペリサイトの電気生理学および細胞内カルシウム動態を血管壁の力学へと結びつけるマルチスケール・イン・シリコ・フレームワークを導入および検証し、多様な実験的および薬理学的条件下における毛細血管の収縮性を予測することに成功しており、脳血管疾患に対する治療戦略を支援するものである。
本論文は、卵巣がんモデリングを通じて、AICやBICといった統計的指標が適合度と簡潔性のバランスをとる助けとなる一方で、最も生物学的に洞察に満ちたモデルを選択するには、識別不能性や過学習を回避するために、統計的な簡潔さと不可欠な生理学的メカニズムの包含との間の意図的なトレードオフが必要であることを示している。
本研究は、遺伝子制御相互作用の強さにおける時間的な変動、具体的には加法的ノイズと乗法的ノイズが、共発現状態および単一高発現状態の占有率を差別的に再形成することによって、細胞運命決定ネットワークにおいて相反する表現型をもたらし、それによって発生システムを前駆細胞様運命または終末分化運命のいずれかへと押し進めることができることを実証している。
本研究は、複数の大腸菌K-12適応実験からのトランスクリプトームデータを統合することで、多様な進化の軌跡にわたって運動性、走化性、輸送、およびバイオフィルム機能を一貫して再構築する109個の遺伝子の保存されたコアを特定している。
本論文は、エビデンス、不確実性、および意思決定の好みの明確な表現を保持しつつ、薬物投与レジメンの選択を最適化するために、異種的な生物学的エビデンスを固定されたメカニズム仮説のアンサンブルに対する制約へと変換するフレームワークである、Evidence-Constrained Mechanistic Synthesis (ECMS) を導入するものである。
研究者たちは、経路の不活性化を予測することに一貫して失敗するという、TLR4シグナル伝達の定量的ルールベースモデルを構築することによって、炎症を抑制するためにMyD88-IRAK1-TRAF6モジュールを負に制御する、未知のTANK依存的なIKKεチェックポイントを特定した。
本論文は、成長過程にある細胞における不適切なタンパク質配分による適応度コストをモデル化するための非線形成長バランス解析（GBA）フレームワークを導入し、複雑なリソースのトレードオフと酵素反応速度論を考慮することが実験的パターンと一致する予測をもたらし、代謝工学のための実用的なツールを提供することを実証している。
本研究は、ヒト・クラッベ病モデルのマルチオミクス解析を利用して、新規の代謝異常、すなわち、セラミドのデノボ合成の亢進およびN-型糖鎖付加の障害を明らかにしており、これらはテザカフトルによる基質減少療法やガラクトース補充を伴う有望な治療戦略を示唆している。