(セッション2 :【数理・情報・計算による挑戦】)「複雑系生命科学」金子　邦彦（東京大学 ： 理論生物物理学）

複雑系生命科学

  • 部分と全体が互いに影響し合うシステムの研究
  • 当初から構成的
  • 生命とは何か、を定量的に定式化して答える時

普遍的に見られる現象の、階層をまたがる動態

  • 階層間の相互作用が多い
  • 分子<->細胞<->多細胞<->個体<->生態系

構成的生物学

  • vs synthetic biology
  • a (抜け部分)
  • b 適応 アトラクターの選択
  • c 発生 (抜け部分)
  • d 進化 揺らぎと進化

分化

  • ワディントン
  • アトラクタ

力学系で細胞を捉える

実際

  • 多アトラクタ描像の問題点
    • 初期条件
    • 相互作用によって自立的に決まる
    • 分化の安定性
    • 不可逆性

同期振動

  • 増殖中に、異なる組成を持ったタイプの形成
  • 状態間の

もっと不安定だと?

  • 階層的な分化過程の出現

階層的分化過程の安定性

  • 比率を自動的に制御
  • このメカニズムは力学系の枠内で理解できる

多様性の表現

  • 発現の多様性
  • バリエーション
  • 理論的には、自由度を増やして不安定にすればいい
  • 発現振動@es cell

遺伝子発現+細胞分化モデル

  • 5遺伝子10パス実現可能な全モデル計算
    • turing type-I 固定点化->分化が3600; 肝細胞がない
    • turing type-II カオス->分化; かん細胞あり
    • 任意の階層分化する遺伝子構成の作成

実験での確認、理論付け

  • 適応、進化
  • ゆらぎによる安定性

提言

  • 生物+理論
  • 大学内で若い人を
  • 若いときに理解を
  • 回り道でも基礎理論は重要

QA

  • 検証として、観測だけでなく作る方は?
  • 大事なコラボレータがw
  • エピゲノムとの関わり
  • 全因子が状態形成に関与してないのは確かなので、エピゲノム的な情報が