Jose C. Nacher 研究室

本研究室は、生物学的なシステムネットワークをコントロール理論の観点から解析しています。タンパク質相互作用や細胞内シグナルなど、複雑に絡み合った分子間の相互作用をネットワークとして捉え、それらを効率的に制御するために重要な要素が何かを明らかにすることを目指しています。特に、最小限の操作で全体のシステムを制御できる要素を特定する「駆動ノード」と呼ばれる分子の同定に注力しており、複数の候補が存在する場合にどの分子が最も重要かを判定するアルゴリズムを開発しています。 現実の生物ネットワークには、相互作用の不確実性が存在するという課題があります。そこで本研究室は、相互作用の強度や存在確率が変動する条件下でも、どの分子が頑健に制御効果を保つかを評価する手法を構築してきました。また、ネットワーク制御の観点から、個々の分子が持つ「中間的な重要性」を定量化し、生物学的な機能や疾患との関連性を照らし出す研究も進めています。 これらの手法を脳の加齢現象に応用した研究では、遺伝子発現の時間的な変化を反映したネットワーク動態を追跡し、加齢に関連する重要なタンパク質を抽出することに成功しています。このように、制御理論と計算アルゴリズムを組み合わせることで、生物学的なシステムの本質的な機能メカニズムを解き明かそうとしています。