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、時系列データにおける構造変化を、統計的性質の変化ではなく動的モデルのパラメータ変化として捉え、バイナリ分割と遺伝的アルゴリズムを統合してモデルシミュレーションと観測データの不一致を最小化することで、変化点のタイミングと性質を同時に推定する新しい手法「MICA」を提案し、COVID-19 の流行モデルや風力発電タービンの冷却システムなど多様な実例でその有効性を示したものである。
本論文は、動的 FBA との互換性を維持しつつ転写オミクスデータやネットワークトポロジーを活用して文脈特異的なゲノムスケール代謝モデルを構築する新たな手法「GeNETop」を提案し、酵母の発酵過程における動的代謝変化の正確な再現と計算効率の向上を実証したものである。
この論文は、解釈可能な機械学習とシステム生物学を統合することで、連鎖不平衡の制約を克服し、酵母の遺伝子型と表現型の関係を解明して因果遺伝子や新規機能を同定する新たな枠組みを提案しています。
この論文は、畳み込みオートエンコーダーを用いて実験画像とエージェントベースモデルの出力を共通の潜在空間で比較・最適化し、腫瘍の空間的構造や免疫相互作用を再現する柔軟なパラメータ推定フレームワークを提案するものである。
本研究では、交差結合質量分析と統合構造モデリング、および AlphaFold を活用して、ヒストン脱アセチル化酵素 HDAC1/2 が関与する NuRD、SIN3、CoREST 複合体の構造を解明し、特に HDAC1 の内在性無秩序領域（IDR）が複合体内でαヘリックスを形成して安定化することを示しました。
本研究は、空間トランスクリプトミクスを用いてヒト甲状腺の多スケールな細胞異質性を解析し、ホルモン合成の差異ではなく「活性状態」と「ストレス応答状態」のバランスが、組織の空間的構造や患者間のばらつきを支配する主要な軸であることを明らかにしました。
NHANES データを用いた本研究は、男性の方が生物学的年齢の推定感度が高く、加齢研究の臨床試験には男性が最適なコホートである一方、女性の高い生理的頑強性に対処するためには女性特異的なバイオマーカーパネルの開発が緊急の課題であることを示しています。
本研究は、ミトコンドリアジカルボキシレートキャリア SLC25A10 のピンプンポン機構に基づき、ベイズ推論を用いて実験データと整合させた初めての詳細な数理モデルを構築し、ミトコンドリアの形態変化や SDH 欠損下でのスクシナート代謝におけるその役割を明らかにした。
本論文は、実験データに基づく生物学的モデルの構築が困難であるという課題を解決するため、既存の 22 の研究モデルを基に 1100 個の合成ベンチマーク問題を生成し、動的モデリング手法の評価に有用なリソースを提供することを報告しています。
本論文は、システム解析アプローチを用いてネウレグリン -1 が PI3K 経路と p38 経路を介して心筋細胞のサイズと形状を独立して制御するメカニズムを解明し、心不全における病態適応的リモデリングの選択的標的治療への道を開いたことを示しています。