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。
この論文は、チコリ芋由来の短鎖脂肪酸が肝臓のエネルギー代謝に与える影響を、Recon3D と Human-GEM の 2 つのゲノム規模代謝モデルを用いた再現性のある双モデル制約ベースの枠組みで定量的に評価し、モデル間の差異を特定して相互検証を行ったことを報告しています。
この論文は、数学的モデリングと最適制御理論を用いて、乳がん関連線維芽細胞（CAFs）を標的とした治療戦略が、ER 陽性乳がんの内分泌療法における治療効果を向上させる可能性を明らかにしたものである。
本論文は、哺乳類の多様な細胞タイプにおける寿命や生着性などの特性を統合した「プログラム可能性・持続性スコア（PPS）」とパレト最適分析を導入し、細胞療法や組織工学における最適な細胞選択を支援するシステムフレームワークを提案している。
この研究は、5 名の健常者から MRI 画像を用いて作成した心臓の 4 腔モデルに対して感度分析を実施し、個体間の解剖学的な違いに関わらず、心臓の全体的な機能を支配する主要な因子は心臓の形状や電気的特性ではなく、全身および肺血管抵抗などの循環動態的な負荷条件であることを明らかにし、心臓デジタルツインの較正に向けた基準となるフレームワークを確立したものである。
この論文は、遺伝子発現の量的情報と「ボトルネック原理」を統合した新たな計算フレームワーク「グリカン到達性解析」を提案し、従来の閾値ベースの手法では捉えきれなかった組織ごとのグリカン生合成能力の連続的な差異を定量的に評価可能にしたことを報告しています。
本論文は、従来の空間オミクス解析が見過ごしてきた自然な勾配や境界を定量化し、細胞の近隣割り当ての不確実性を生物学的信号として捉えることで、組織構造を連続的かつ定量的に評価する確率的フレームワーク「MINGL」を提案し、メラノーマや腸、バレット食道など多様な組織データにおいてその有効性を示したものである。
この論文は、科学文献から抽出された分子相互作用リストと構造化された基盤グラフを体系的に統合・比較するためのモジュール型フレームワーク「VIOLIN」を提案し、その高い正確性と解釈可能性を実証したものである。
本研究は、GLEAM と呼ばれる新たな計算手法を用いてマウスの肝臓代謝を解析した結果、絶食や肥満による代謝物濃度の変化にもかかわらず、肝臓が酵素発現コストを投じてギブズ自由エネルギー変化（ΔrG）のロバスト性を維持し、代謝制御に有利な熱力学的状態を保持していることを明らかにしました。
本研究は、微生物群集データから特定の種に焦点を当てた局所的な相互作用ネットワークを効率的に推定するための新しい R パッケージ「NeighborFinder」を開発し、その高い精度と計算効率を実証したものである。
この論文は、大規模な遺伝子スクリーニングの実験コストを削減し、未測定遺伝子や表現型の効果を高精度に予測・優先順位付けできる、グラフベースの機械学習アプローチを提案し、その有効性を検証したものである。