■生命系男子の続・生命世界の紹介7コンセプト

ブクマが20もついたので続き．

細胞骨格と結合組織・発生と組織形成

細胞骨格というと，モーターの役割つまり骨格筋における化学エネルギーの運動エネルギーの変換を取り持つアクチンミオシンすべり説が有名だけれど，細胞骨格はどうやら細胞生理において輸送作用をもち重要な機能を持つらしい．この辺を拡散モデルとの対比の分子モーターモデルで説明するのはちょっと理系のカップルならではかな．次元が減るのと熱物理化学的な親和性のための吸着力で輸送が可能になるというお話．細胞外骨格や結合基質もつながる．

結合組織は単に体の支持・結合に役立つだけではなく免疫・情報伝達・熱と物質の輸送等さまざまな機能がある．膠原病から反対に考えてみると普段の結合組織は発生と同様に機能が生理的に制御されている．

で，発生．発生はもう受精卵がヒトになるというので面白いこと請け合い．ちょっと妊娠の話とか混ぜて彼女の考え方を聞いてみてもよいかも，・・・，ではなくてモルフォゲンモデルという古典的な制御のモデルだけでなく最新のモデルの話もあわせて，アポトーシスの話や系統発生繰り返し説にふれてみるとよいかも．発生と完全に地続きのはなしになる．内部状態と環境とが幹細胞の分裂とできた細胞の分化とにかかわってくるんだ．

多細胞の生理―シグナル伝達と細胞環境間における統合と出入力モデル

人間の器官レベルの制御機構は神経系と内分泌系が担っていて，後者の支配を前者が受け持つから神経系―受容効果系は人間の重要な部分．基本的には前者が高コストだから後者の低コストの制御も合わせて使うと考えればよい．糖の出し入れをいちいち神経で支配していたらエネルギーがかかりすぎる．

んで，システムズバイオロジーやさきほどの細胞間情報伝達のつながりで，ある細胞につきそこへの全入力（エネルギー（物質・輻射）・エントロピー・テンパラチャー）と全出力と全内部統合演算とを想定するモデルを考えられるから，細胞の出入力と内部統合につきシステムを建設することが多細胞でも重要なんだなどと自分の扱う細胞のシステム生物学の宣伝をしてみる．

個体の行動モデル

単細胞でも人間でも何でもよいのだけれど，先ほどと同じで出入力と統合あるいは受容統合効果で考えることは同じ．で，感覚器からの情報を統合して，記憶などとも統合し出力をすることを考えるのだけれどこれがしこたま難しい．単細胞生物でも走性に記憶バイアスがかかることなんかが知られているけれど，ブラックボックスとして考えたくなる．強いて僕が考えていることはある入力に大しては特異的に発現しやすい出力があるということから統合のあり方を考えていくのと，神経の機能回路モデルを数学的に建設していくのと，があるけど全然専門外．恋した僕の気持ちも僕にはわからない．

単細胞生物の生理と地表生態系の類比

地表（海含む）では重力が卓越していて生物や多くの物質は地表に束縛される．そこで単細胞生物と同様に生態系は多くのコンポーネントがあるシステムだと考えることができる．そのサブシステムとしては大陸・海洋・気象・太陽系との関係なんかがある．ある個体や生物種・生物群の動態は細胞内における細胞小器官の動態に似ているかな．どちらもシステム特性を規定しているのは物理法則だという点は共通．

確率過程の生命への応用

ダーウィンはすごく頭がよかった．で『The Origin of Species by Means of Natural Selection: The Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life』（1st,1859）のなかで

The slightest advantage in one being, at any age or during any season, over those with which it comes into competition, or better adaptation in however slight a degree to the surrounding physical conditions, will turn the balance.

という一節がある．（個体に変異が起こりその）性質がほんの少しでも有利なら生態系のバランスを変化さす，と括弧内をつけくわえてみると，変異と自然選択のモデルが考えられる．たとえば点変異がDNAにおこって対照状態で細胞生理の変化を定量的に計測ないしシミュレートするモデルとか．

そんなのでなくとも分子動態を確率的に扱ってみるとか．

数学と物理学と制御工学と細胞

僕の興味はというと数理モデルを物理法則のもとに組み立て細胞の制御システムモデルをリバースエンジニアリング的に，帰納することにあるんだよと再び告白．

承前：http://anond.hatelabo.jp/20091005002132

遺伝子・転写・翻訳で三概念と数えれば十個あったのです！

Permalink | 記事への反応(2) | 00:22

ツイートシェア