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。

Multi-Omics Mapping of Human Kidney Reveals Complement-Mediated Cellular Dynamics During Progression of Focal Segmental Glomerulosclerosis

本論文は、多オミクス解析を用いて局所分節性糸球体硬化症(FSGS)の進行に伴う細胞動態を解明し、コンプリメント活性化が足細胞と糸球体上皮細胞におけるシグナル伝達異常を介して線維化を駆動するメカニズムを明らかにした。

Hayashi, S., Takeuchi, M., Nakano, T., Setoyama, D., Singh, S. A., Sonawane, A. R., Iwamoto, T., Kishimoto, H., Tsuchimoto, A., Yamada, S., Kang, D., Ago, T., Kitazono, T., Aikawa, M., Kunisaki, Y.2026-02-20📄 systems biology

A versatile method to pattern surfaces within microfluidic devices

本論文は、APTES と光分解性 PEG を用いた新規フォトリソグラフィ法を開発し、密閉されたマイクロ流体デバイス内で DNA、タンパク質、金ナノ粒子など多様な分子を高精度にパターン化できることを実証し、共有結合と非共有結合による DNA パターンの機能差を明らかにしたものである。

Collins, K., Stanley, C. E., Ouldridge, T. E.2026-02-20📄 systems biology

Modeling and Tracking of Heterogeneous Cell Populations via Open Multi-Agent Systems

本論文は、腫瘍細胞と間葉系幹細胞の混在培養における細胞動態を捉えるため、オープン・マルチエージェントシステムと拡張カルマンフィルタを統合した新しい細胞追跡アルゴリズムを提案し、その有効性を検証したものである。

Tramaloni, A., Testa, A., Avnet, S., Massari, S., Di Pompo, G., Baldini, N., Notarstefano, G.2026-02-18📄 systems biology

Spatial Rewiring of Enterocyte Identity in Celiac Disease

この論文は、セリアック病において、BMP と WNT を産生する間葉系細胞の距離縮小による形態形成素の重なりが、小腸上皮細胞の領域特異的プログラムの混在や胃の陥凹細胞様への化生を引き起こし、絨毛短縮に伴う栄養吸収不全の細胞基盤を解明したことを報告しています。

Barkai, T., Frieman-Sharabi, R., Bahar Halpern, K., Novoselsky, R., Korem Kohanim, Y., Shir, S., Golani, O., Goliand, I., Addadi, Y., Kedmi, M., Keren-Shaul, H., Prichislov, L., Guz-Mark, A., Nissim (…)2026-02-17📄 systems biology

Agent-Based Model Replication of Global Treadmilling and Competition in the Actin Polymerization System

この論文では、NetLogo 上で実装されたエージェントベースモデルを用いて、アクチン重合の動的過程をシミュレーションし、in vitro での重合プロセスの再現だけでなく、F-アクチンフィラメントの全球的なトレッドミリングや核形成と伸長間の競合といった既知の創発パターンを成功裏に再現したことを報告しています。

Tarantino, R., Contino, S., Gugliotta, L., Indelicato, G., Panunzi, G., Bertolazzi, G., Romano, V.2026-02-16📄 systems biology

Cell cycle-dependent protein dynamics in budding yeast resolved by deconvolution of bulk proteomics

本研究では、単一細胞プロテオミクスが不可能な現状において、酵母の集団モデルと実験データを基にした計算手法を開発し、バッチプロテオミクスデータから細胞周期依存性のタンパク質動態を解像することで、代謝プロセスなどを含む多数のタンパク質の周期変動を明らかにした。

Zylstra, A. J., Rovetta, M., Vedelaar, S., Bleischwitz, C., Fülleborn, J. A., van Oppen, Y. B., Markus, H. P., Korbeld, K. T., Milias-Argeitis, A., Buczak, K., Schmidt, A., Heinemann, M.2026-02-13📄 systems biology