システム生物学

システム生物学︵システムせいぶつがく、システムバイオロジー、システムズバイオロジー、英語: systems biology︶は、システム工学の考え方や解析手法を生物学に導入し、生命現象をシステムとして理解することを目的とする学問分野。

概要[編集]

黎明期にある学問分野であり、システムの構成要素の同定を目的とする網羅的な解析や、システムの動的な特性を解明することを目的とする研究が混在している。最終的には生命現象のシミュレーションもこの範疇に含まれるが、現状では各構成要素︵タンパク質ネットワークなど︶をバイオインフォマティクスの手法により、地道に調べているような段階である。シーケンス・アライメントの考えを前進させ、タンパク質のネットワークを比較して、そのネットワークの機能予測を行おうとするPathBLASTなども一つのシステムバイオロジー的手法と言えるであろう。また、そのシステムを記述するための表記法を策定しようとする動きもある。端的に言えば、生命の各構成要素を電子回路の各部品のように捉え、回路図のような標準的表記方法を確立しようと言うことである。こういったモデルを記述する言語のひとつにSBMLがある。

生物学におけるネットワーク[編集]

酵母内のタンパク質間相互作用の一部可視化︵Cytoscapeによる︶。

具体的に分子生物学におけるシステムとは、狭義には細胞内コンポーネントのネットワーク︵遺伝情報、シグナル伝達、代謝等からなる︶である。その非常に複雑なネットワークの解明は、システム生物学の一つの目標である。タンパク質間相互作用︵Protein-Protein Interaction︶によって形成されたネットワークもその一例だが、酵母︵Saccharomyces cerevisiae︶のような比較的単純なモデル生物においても、非常に多数のタンパク質が複雑に影響を及ぼしあうことが知られている。このような研究には、可視化やデータマイニングが重要な役割を果たす。一例を挙げると、ある種のインタラクトームネットワークから、別の種で発見された既知の局所構造︵サブネットワーク︶を探し出す、という分野がある。これは、ある局所構造が別の種の中にも発見された場合、それは類似の機能を持つ可能性が高いためである。つまり、現在では成熟したテクノロジーとなったシーケンス比較の考え方を一歩進め、サブネットワークをクエリとしてインタラクトームデータベースに入力し、そこから類似のサブネットワークを出力として得る、というものである。しかしながら、どのサブネットワークが類似性が高いか、というものを数値として評価する場合、ネットワークを構成するタンパク質のシーケンス︵アミノ酸配列︶の類似性、トポロジーの類似性、既知の機能の類似性︵具体的には、遺伝子オントロジーによる各タンパク質のアノテーション等︶など、可能な評価方法が多岐にわたるため、様々な点でまだ困難も多い。こういった、タンパク質や遺伝子のネットワークに主眼を置き研究してゆく分野を、ネットワーク生物学 (Network Biology) と呼ぶこともある。

外部リンク[編集]

国際会議[編集]

表話編歴生物学
対象生物学	ウイルス学寄生虫学植物学真菌学人類学動物学微生物学分子生物学
生理・生化学	生化学生理学栄養学疫学毒性学病理学免疫学薬理学
細胞・組織学	解剖学形態学細胞生物学神経科学組織学発生学発生生物学
ゲノム・遺伝学	遺伝学古典遺伝学ゲノミクス分子遺伝学集団遺伝学逆遺伝学
進化生物学	進化生物学生命の起源古生物学分類学系統学分岐学進化分類学分子系統学体系学
生態学	生態学保全生態学生物海洋学群集生態学個体群生態学動物行動学社会生物学
応用・学際領域	保全遺伝学宇宙生物学構造生物学時間生物学数理生物学量子生物学理論生物学システム生物学生物音響学生物情報科学生物地理学生物統計学生物物理学生体力学生命記号論生命倫理学
カテゴリポータルブックスコモンズニューズウィキバーシティウィキデータ

表話編歴システム科学
全般	システム系 (自然科学) システム科学システムアーキテクチャ
タイプ	解剖学(人体) アート体系（英語版）生物学的体系（英語版）複雑系複雑適応系 Conceptual system（英語版）概念体系(オントロジー) en:Coupled human–environment system データベース力学系生態系経済体系エネルギー体系（英語版）形式体系 Holarchic(ホロン) 情報システム法系法系の一覧単位系メートル法マルチエージェントシステム神経系非線型システム論線型システム論オペレーティングシステム惑星系政治システム感覚器社会体系(en:Social system) 恒星系文字
コンセプト	倍加時間 12のレバレッジ・ポイント（英語版）制限要因ネガティブフィードバックポジティブフィードバック
理論分野	カオス理論複雑系制御理論サイバネティックス地球システム科学（英語版）リビングシステム（英語版）社会技術システム（英語版） Systemics（英語版）アーバン・メタボリズム（英語版）社会システム理論オートポイエーシスゲーム理論
分野	システム解析システム生物学システムダイナミクスシステムエコロジー（英語版）システム工学システム神経科学システム薬理学（英語版）システム心理学（英語版）一般システム理論
人物	ラッセル・エイコフ（英語版）ウィリアム・ロス・アシュビーベラ・バナシー（英語版）グレゴリー・ベイトソンリチャード・E・ベルマンスタッフォード・ビーアルートヴィヒ・フォン・ベルタランフィマレー・ボーエン（英語版）ケネス・E・ボールディングチャールズ・ウェスト・チャーチマン（英語版）ジョージ・ダンツィーグハインツ・フォン・フェルスター（英語版）ジェイ・フォレスタージョージ・クリアー（英語版）エドワード・ローレンツニクラス・ルーマンウンベルト・マトゥラーナマーガレット・ミードドネラ・メドウス（英語版）ミハイロ・メサロビッチ（英語版）ジェームス・ミラー（英語版）ハワード・オダム（英語版）タルコット・パーソンズイリヤ・プリゴジンアナトール・ラパポートクロード・シャノンフランシスコ・バレーラケビン・ウォーリック（英語版）ノーバート・ウィーナーアンソニー・ワイルデン（英語版）チャールズ・A・S・ホール（英語版）
応用	人類学でのシステム理論(英語版) 考古学でのシステム理論(英語版) 政治学でのシステム理論(英語版)
システムシステム理論システム科学 Commons

概要[編集]

生物学におけるネットワーク[編集]

関連項目[編集]

外部リンク[編集]

国際会議[編集]

国際学会[編集]

システム生物学研究で用いられるソフトウェア[編集]

各種データベース[編集]