細胞シグナル応答と輸送の空間モデリングアルゴリズム研究 背景紹介 生物細胞は、複雑な生化学反応ネットワークを通じてその機能を実現しています。これらの反応ネットワークは顕著な時空間的動態を持ち、細胞の異なる領域やサブセル構造において顕著な空間的分断（spatial compartmentalization）が存在します。しかし、従来の細胞シグナル伝達モデルでは、細胞を均一に混合された系として扱い、反応や輸送プロセスにおける空間効果を無視することが多いです。この簡略化は特定の場合には有効ですが、多くの実際のシナリオではモデルの予測能力を低下させます。例えば、シグナル分子の拡散速度が遅い、細胞内環境が混雑している、細胞構造の複雑さなどが空間効果の顕著な影響をもたらします。そのため、細胞シグナル伝達...

ゲノム医学におけるCRISPRガイド配列再注釈：EXORCISEアルゴリズムの応用と検証 学術的背景 CRISPR-Cas9技術は、その登場以来、特に遺伝子の必須性や化学-遺伝相互作用の研究において、遺伝子スクリーニング分野を劇的に変化させました。特定の遺伝子を標的とするガイドRNA（guide RNA, gRNA）の設計を通じて、CRISPR-Cas9システムは細胞内で正確な遺伝子ノックアウトを導入でき、遺伝子機能や疾患におけるその役割の理解を進める助けとなります。しかし、CRISPRライブラリーの設計は通常、参照ゲノムに基づいて行われますが、実際に研究対象となる細胞系（特にがん細胞系）はしばしばゲノム変異を持ちます。これにより、CRISPRガイド配列のミスマッチや偏りが生じ、実験結果の正...

学術的背景 タンパク質の自己集合は生物学的システムにおいて普遍的な現象であり、その機能は構造支持から生化学的反応の制御まで多岐にわたる。近年、タンパク質設計の分野で顕著な進展が見られたが、既存の自己集合タンパク質構造は通常、厳密な対称性に依存しており、そのサイズと複雑性のさらなる向上が制限されていた。この制限を打破するため、研究者らは細菌のマイクロコンパートメントやウイルスカプシドに見られる擬似対称性（pseudosymmetry）に着想を得て、大規模な擬似対称性を持つ自己集合タンパク質ナノ材料を設計するための階層的な計算手法を開発した。この研究は、厳密な対称性の制約を超えることで、より大きく、より複雑なタンパク質ナノケージ（nanocages）を設計し、自己集合タンパク質構造の多様性を拡大...