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。

📄 systems biology

Uncertainty-aware graph representation learning with positive-unlabeled classification for biomarker discovery in peripheral artery disease

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。

Ayyalasomayajula, V. S. R. K., Senders, M. L., Wolterink, J. M., Yeung, K. K.2026-05-13
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Computer experimentation on E. coli ammonium transport and assimilation reveals mechanisms for energy coupling, balanced futile cycling, and robust growth

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。

Maeda, K., Kurata, H., Javelle, A., Westerhoff, H. V., Boogerd, F. C.2026-05-13
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TRAFIKK: systematic prediction and mechanistic interpretation of anticancer drug synergies

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。

Farinas, M., Bermudez, V., Tsirvouli, E., Zobolas, J., Aittokallio, T., Lehti, K., Flobak, A., Lippestad, K.2026-05-12
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Cross-tissue multiomics reveals that Akkermansia muciniphila counteracts metabolic syndrome by reprograming gut microbiota, oleoylethanolamide and the gut-hypothalamus axis

本研究は、*Akkermansia muciniphila* が腸内細菌叢と代謝物を再プログラミングしてオレイルエタノールアミドのレベルを上昇させることによりフルクトース誘発性代謝症候群を軽減し、これに続く腸 - 視床下部軸の活性化を通じて代謝健康を改善することを示している。

Ha, S. M., Ahn, I.-S., Kowal-safron, T., Yoon, J., Olson, C. A., Diamante, G., Cely, I., Zhang, G., Wang, S., Garcia, K. (…)2026-05-11
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Simulation-conditioned generative modeling for biologically realistic pattern prediction

本論文は、粗粒度のメカニズムモデルと基盤画像モデルを組み合わせ、生物学的に現実的な合成パターンを生成するシミュレーション条件付き生成フレームワークを導入し、実験サンプルが希少な実在の生物データから初期実験条件を推論可能にする。

Sahu, K., Davis, H. M., Lu, J., Villalobos, C. A., Heyman, A., Simsek, E., You, L.2026-05-11
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Pan-cancer proteogenomic interrogation of the Ubiquitin Proteasome System

11 の CPTAC コホートから調和されたプロテオゲノミクスデータを統合することで、本研究は、体細胞変異(特に TP53 の喪失)と系統特異的要因が、ユビキチン・プロテアソーム系をどのように特徴的で文脈依存的に再配線させるかを明らかにし、それによって精密分解子療法の新たな機序的枠組みと治療的脆弱性を定義する。

Gonzalez Robles, T. J., Khan, M., Sastourne-Haletou, P., Triola, M., Zhou, H., Kito, Y., Kaisari, S., Fenyo, D., Rona, G (…)2026-05-10
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Inter- and Intra-individual Variability in Oral Food Processing and Its Impact on Aroma Release

本研究は、リアルタイムPTR-MSモニタリングと呼吸・行動追跡を組み合わせることで、口腔内処理および嚥下の個人内・個人間差が食品からの香り放出速度にどのように大きく影響するかを定量化する。

Andriot, I., Grossiord, D., Beno, N., Chabin, T., Laboure, H., Lucchi, G., Martin, C., Mourabit, O., Piornos, J. A., Sai (…)2026-05-08
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Mathematical Modeling of the Canonical Aryl Hydrocarbon Receptor Pathway

本研究は、多様なリガンドからの時間分解遺伝子発現データを用いて、標準的な芳香族炭化水素受容体経路の機械的常微分方程式モデルを開発・較正し、リガンド特異的な転写応答は上流のシグナル伝達事象ではなく、主に転写調節のレベルでコードされていることを明らかにした。

Wieland, V., Blum, T., Iriady, I., Reverte-Salisa, L., Pathirana, D., Foerster, I., Weighardt, H., Hasenauer, J.2026-05-08
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Ensemble kinetic modelling links residual enzyme activity to clinical symptoms in mitochondrial β-oxidation defects

本研究は、51 個の検証済み計算モデルのアンサンブルを構築することにより、ミトコンドリア脂肪酸酸化(mFAO)モデリングにおける速度論的パラメータの不確実性という課題に取り組み、残留酵素活性と臨床症状を成功裡に結びつけ、長鎖および短鎖・中鎖 mFAO 欠損症間の明確な病態生理学的メカニズムを明らかにした。

Odendaal, C., Krebs, O., Bakker, B. M.2026-05-08
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Accessible Gibbs energy at metabolic activation limits long-term cell growth

本研究は、代謝活性化中にアクセス可能なギブズエネルギーが、細胞を低成長状態に閉じ込めることで長期的な細胞増殖を制限する熱力学的制約として機能することを示しており、この機構は保存された代謝物プールサイズが定常状態のATP生産速度を決定することを示す実験によって確認された。

Barreto, Y. B., Jongman, E. P. H., Patino-Ruiz, M. F., Grundel, D. A. J., Uysal, M., Coenradij, J., Poolman, B., Heinema (…)2026-05-05