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Systems Biology Japanese

システムバイオロジーは、生物をシステムとして理解することを目指した生物学の一分野です。生物に対するシステムレベルの理解は、1960年代から生命科 学の繰り返し挑戦されてきたテーマでした。例えば、Weinerの提唱したサイバネティクスは、動物や機械を制御や通信理論の観点から記述しようという試 みでした。 残念ながら、当初は分子生物学の研究がちょうど始まったばかりで、現象論的な解析しかできない状況でした。分子レベルでの知識を利用してシステムレベルで の解析が行えるようになってきたのはきわめて最近のことです。ヒトゲノムプロジェクトに代表されるようなDNA配列解析などによる膨大なデータを利用する ことによって、我々はシステムレベルでの理解を可能にするステージに来たのです。
それでは、「システムレベルでの理解」とは一体何でしょう?分子生物学では、遺伝子やタンパク質といった分子に着目して研究を進めている分子生物学と異な り、システムバイオロジーではこれら分子で構成されるシステムに注目します。システム自体は物質で構成されていますが、その本質はシステムが起こす振る舞 いにあり、それは単にシステムの構成要素を列挙しただけでは理解できません。同時に、ネットワーク構造のようなシステム構造だけが重要だと考えるのは誤り です。システムの構成要素と構造の両者が、システムの状態を決定するために必須の役割を担うのです。
具体的には、次の4つの大きな課題に分けられます。
1. システム構造の理解
(ア) 物理構造も含めた遺伝子制御や生化学ネットワークなどを理解する
2. システムのダイナミクスの理解
(ア) 定量的および定性的解析と、強力な予測能力を持つモデルと理論の構築
3. システムの制御方法の理解
(ア) システムを特定の状態に誘導する制御理論の構築
4. システムの設計方法の理解
(ア) 特定の挙動を再現するシステムを設計できる方法の開発
生物システムの持つロバスト性などに着目した研究も活発に行われており、今後は創薬にも結びつく研究が進展すると考えられます。システムバイオロジーは、今世紀の主流を占める生物学の分野になると我々は考えています。

参考文献
H. Kitano, Systems Biology: a brief overview, Science, 295:1662-1664, 2002
H. Kitano, Computational Systems Biology, Nature, 420:206-210, 2002

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