104 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。
本研究は、単一細胞遺伝子発現と超解像超微細構造を同時にマッピングして肝静脈内皮細胞の窓構造を支配する特定の遺伝子セットを同定する新規な細胞オミクス構造統合（COSI）プラットフォームを導入し、これにより NASH や糖尿病などの代謝性疾患の評価および治療のための新たな分子マーカーを提供するものである。
MORPHE は、離散的な細胞アイデンティティと空間的関係を連続的な潜在空間にマッピングすることで空間オミクスと画像生成を架橋する AI フレームワークであり、2D および 3D データセット全体にわたって単一細胞分解能で生物学的に忠実な組織構造の合成、再構築、拡張を可能にする。
本研究は、栄養飢餓中の細菌間競争が死細胞の再循環によって駆動されることを示す定量的かつパラメータフリーの枠組みを確立し、維持需要と栄養吸収における生理学的差異が、共有エネルギープールモデルによって正確に予測可能な頻度依存性の生存動態を生み出すことを明らかにする。
本論文は、単一細胞基盤モデルが転移可能な遺伝子制御および動的な事前知識を符号化していることを示す統合ベンチマークを導入し、scGPT のトークン埋め込みや scFoundation の再構成ヘッドといった特定のコンポーネントが、ゼロショット設定における静的ネットワーク再構成および動的遷移プロービングにおいて古典的手法を上回る性能を発揮することを明らかにする。
本研究は、線虫の神経結合網における最初の符号付きモジュール解析を提示し、特定の神経配置を有する正のフィードフォワードループや負のフィードバックループなどの特定の 3 節点パターンの過剰存在を明らかにすることで、生物学的ネットワークの組織を理解するための符号付きモジュール解析の有効性を示している。
本論文は、ノイズの多い遺伝子制御ネットワークにおいて多対多の相同性マッピングを許容することで、厳密なトポロジカルアライメントの限界を克服し、種を超えて大規模で結束性の高い保存された制御モジュールを成功裏に同定する、緩和された多目的最適化アルゴリズムを提案する。
本研究は、出芽酵母におけるタンパク質の構造的安定性、ターンオーバー速度、および存在量がタンパク質間相互作用ネットワークに主要な制約として作用し、特に豊富だが不安定なタンパク質の存在によって高接続性ハブの形成を駆動する一方で、ネットワークのボトルネックには影響を与えないことを明らかにした。
本論文は、陽性・未ラベル分類とアンサンブル手法を統合し、末梢動脈疾患に対する新規かつ適切に較正されたバイオマーカーを優先する不確実性認識グラフ表現学習フレームワークを提示し、既存のベースラインと比較して優れた予測性能と生物学的妥当性を示す。
本研究は、6 つの速度論的モデルを比較するコンピュータ実験を通じて、大腸菌におけるアンモニウム輸送の電気結合メカニズムを同定し、エネルギー共役を説明するとともに、AmtB 輸送体とグルタミン合成酵素の協調的調節がいかに無駄な循環を最小化し、変化する環境条件下で堅牢な成長を確保するかを明らかにする。
本論文は、Trafikk という分子シグナル伝達ネットワークに基づく枠組みを導入し、これは多様な細胞環境における抗がん薬の相乗効果の発現メカニズムに関する洞察を提供しつつ、高い予測精度を達成するものである。