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。

Exercise modulation of the alternative splicing landscape in human tissues

この論文は、多組織における急性持久運動とレジスタンス運動の時間的変化を包括的オミクス解析で追跡し、タンパク質コード配列を変更する多数の代替スプライシング事象を同定するとともに、運動反応におけるスプライシング調節の主要な役割を実証したものである。

Zhang, Z., Nudelman, G., Pincas, H., Iyer, G., Smith, G. R., Keshishian, H., Jin, C. A., Trappe, S., Katz, D. H., Burant, C. F., Nair, V. D., Zaslavsky, E., Sealfon, S. C., MoTrPAC Study Group,2026-03-04📄 systems biology

Why Boolean network control tools disagree: a taxonomy of control problems

本論文は、異なる仮定に基づくブールネットワーク制御ツールの結果の不一致を解消するため、制御問題の体系的分類と評価枠組みを提案し、複数のツールの予測を統合した「変異共発生スコア」を用いて、T-LGL 白血病の細胞死に関連する鍵となる変異を特定する手法を確立した。

Biane, C., Moon, K., Lee, K., Pauleve, L.2026-03-03📄 systems biology

STRESS HISTORY ESTABLISHES A TRANSIENT TOLERANT STATE THAT SHAPES ANTIBIOTIC SURVIVAL UPON RESUSCITATION

本研究は、単一細胞解析技術を用いて、飢餓などのストレス履歴を持つ細菌が再活性化時に一時的な耐性状態を示し、これがβ-ラクタム系抗生物質の投与後の集団再生の主要な駆動力となることを明らかにし、最適な投与戦略の確立に貢献しました。

Abbott, K., Hardo, G., Li, R., Bradley, J., Zarkan, A., Bakshi, S.2026-03-03📄 systems biology

Generalized Morphogenesis Theory: A Flow-Inertia Modeling Framework for Cross-Scale Dynamics of Dissipative Structures

本論文は、流体力学と慣性の概念に基づいた「一般化形態形成理論(GMT)」を提唱し、この枠組みが分子から個体レベルまでの多様な散逸構造における動的パターンを統一的に記述し、12 の標準的な設計パターンへと集約できることを示しています。

Iwao, T., Kimura, Y., Iida, T.2026-03-02📄 systems biology

The Potential Effect of Vitamin D Supplement on Selected Coagulability Predictors in Vape-Exposed Female Rats

この研究は、電子タバコ曝露がラットの炎症および凝固系を活性化させることを示し、高用量のビタミン D 補給がこれらの有害な影響を軽減し、ニコチン依存の低下にも寄与する可能性を明らかにしました。

Hammad, A. M., Abu Samak, M., Abu Farha, R., Alzaghari, L. F., Alqudah, A., Malaeb, D., Shnewer, K. R., Hallit, S., Barakat, M.2026-02-27📄 systems biology

Structural and Metabolic Characterization of Ni(I)-inhibitors Provide a Robust Anti-Methanogenicity Scoring System

この論文は、メタン生成阻害剤と補因子F430の結合特性を解明し、機械学習と代謝モデリングを統合した多段階ワークフローを開発することで、反芻動物の腸内発酵を阻害せず、かつ実用的なメタン削減剤を合理的に設計するための基盤を確立したものである。

Aryee, R., Zargar, M. R., SR, V., B, A., Dey, S., Mohammed, N. S., Sanjeevan, K. A., Frazier, N. A., Koziel, J. A., Beck, M., Mansell, T. J., Chowdhury, R.2026-02-27📄 systems biology

CellSwarm: LLM-Driven Cell Agents Recapitulate Tumor Microenvironment Dynamics and Sense Indirect Genetic Perturbations

本論文は、手書きのルールに依存する従来のモデルを越え、大規模言語モデルを細胞の意思決定の中核として用いる「CellSwarm」フレームワークを提案し、腫瘍微小環境の動態を高精度に再現するだけでなく、がん種横断的な一般化、臨床データと一致する治療反応予測、および間接的な遺伝子操作の検出といった新たな能力を実証したものである。

Meng, X., Wang, T., Dong, Z., Li, X., Cui, X., Wang, L.2026-02-26📄 systems biology

What microbes want: exploring microbial substrate preferences with the Web of Microbes Agent

この論文は、微生物の基質嗜好性を予測するベイズ個人化ランキングモデルを開発し、これを植物成長モデルや大規模言語モデルと統合して自律的に実験を設計・解析する「Web of Microbes Agent」を構築したことを報告しています。

Northen, T. R., de Raad, M., Kosina, S. M., Andeer, P. F., Novak, V., Biggs, B., Peng, H., Paulitz, T., Arkin, A. P., Louie, K. B., Wang, M., Bowen, B. P.2026-02-24📄 systems biology

A Fine-Tuned Phosphatidylinositol Profile Contributes to Colonocyte Differentiation and Malignization: Evidence From Integrated Omics

この論文は、統合オミクス解析を用いて、大腸上皮細胞の分化と悪性化においてリン脂質プロファイル、特にアラキドン酸含有ホスファチジルイノシトールから単不飽和脂肪酸種への転換が重要な役割を果たし、がん化に伴いこの脂質リモデリングと関連する転写プログラムが失われることを明らかにした。

Maimo-Barcelo, A., Bestard-Escalas, J., Perez-Romero, K., Martin-Saiz, L., Muncunill-Fortuny, J., Crespi, C., Martinez, M. A., Martin, L., Lopez, D. H., Martin, G. P., Olea, J. M., Fernandez, J. A., R (…)2026-02-22📄 systems biology