非熱大気圧プラズマによるPI3K-AKT-ZEB1軸を介したmiRNA調節によるメラノーマ抑制に関する研究報告 学術的背景 メラノーマは皮膚がんの中で最も侵襲的で死亡率の高いタイプであり、特に中後期では治療が非常に困難です。近年のターゲット治療や免疫療法の進展により患者の生存率は向上していますが、全体的な治療効果はまだ不十分です。そのため、新しい治療手段の探求が現在の研究の焦点となっています。非熱大気圧プラズマ（Non-Thermal Atmospheric Pressure Plasma, NTP）は、新興の物理治療手段として、近年がん治療においてその可能性を示しています。NTPは活性酸素および窒素種（Reactive Oxygen and Nitrogen Species, RONS）を...

単細胞遺伝子発現の適応進化が腫瘍サブクローンの非ゲノム的貢献を明らかにする 学術的背景 がんは複雑な疾患であり、その進展は成長優位性を獲得した細胞の適応によって駆動される。従来、がん進化の研究は主に遺伝子変異に焦点を当てており、変異が腫瘍進化の主要な要因であると考えられてきた。しかし、エピジェネティックな変化や遺伝子発現の変化などの非遺伝的要因もがん進化において重要な役割を果たすことが増えている証拠が示されている。遺伝子発現の適応的な変化は細胞機能に直接影響を与える可能性があり、これらの変化を明らかにすることは腫瘍進化における選択圧を理解し、より効果的な治療法の設計に役立つ。しかし、技術的な制限、特にバルクシーケンシングに基づく研究では細胞レベルの発現変化と細胞集団の組成変化を区別することが...

T細胞受容体（TCR）特異性予測の新たな進展——SCEPTRモデルの提案 学術的背景 T細胞受容体（TCR）は免疫システムにおいて極めて重要な役割を果たしており、主要組織適合複合体（MHC）によって提示されたペプチドと結合することで、免疫反応の特異性を決定します。TCRと特定のペプチド-MHC複合体（pMHC）の相互作用を理解することは、免疫学における大きな課題です。高スループット実験技術の発展により、大量のTCR配列データが得られるようになりましたが、TCRが特定のpMHCと結合する能力を正確に予測することは依然として困難です。現在、タンパク質言語モデル（PLMs）は高スループットデータ分析において強力な可能性を示していますが、TCR特異性予測タスクでは特にデータが不足している状況下では不...

CDK2活性がERKとp38 KTR信号に及ぼす干渉とその計算手法 最近、Timothy E. Hoffman、Chengzhe Tian、Varuna Nangiaらによって『Cell Systems』に掲載された論文は、細胞周期依存性キナーゼ2（CDK2）がERK（細胞外信号調節キナーゼ）およびp38シグナル経路におけるキナーゼ転位レポーター（KTR）に干渉する現象を明らかにし、その干渉を計算手法によって解消する技術を提案しました。この研究は、細胞シグナル伝達の複雑性を理解する新たな視点を提供するだけでなく、今後の関連研究において重要なツールと手法を提供するものです。 研究背景 MAPK（ミトジェン活性化プロテインキナーゼ）経路は、細胞の成長、分化、生存において重要な役割を果たしています...

多モーダル学習による遺伝子型と表現型の動的関係の解明 背景紹介 遺伝子型と表現型の複雑な関係は、生物学分野の核心的な問題の一つである。遺伝子型（genotype）は生物体の遺伝情報を指し、表現型（phenotype）はこれらの遺伝情報が特定の環境下でどのように表れるかを指す。1909年にWilhelm Johannsenがこれら二つの用語を提唱し、その関係を定量化しようと試みたが、一世紀以上経った現在でも、遺伝子型がどのように複雑な遺伝子発現パターンを通じて表現型を形作るかを正確に記述することはできていない。近年、単一細胞RNAシーケンシング（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）などの技術の発展により、細胞解像度で遺伝子発現の複雑なダイナミクスを観察す...

単細胞解像度での遺伝子空間マッピング：遺伝子シグナルパターン分析（GSPA）研究 学術的背景 単細胞RNAシークエンシング（single-cell RNA sequencing, scRNA-seq）技術は、近年の生物学研究において大きな進展を遂げており、特に細胞状態空間（cellular state space）の組織構造を明らかにする上で重要な役割を果たしています。しかし、細胞状態空間をマッピングするための多くの計算手法が開発されている一方で、遺伝子空間（gene space）のマッピングや埋め込み（embedding）に関する研究は比較的少ない状況です。遺伝子発現は高度に組織化されており、遺伝子間は複雑な生物学的プロセスや経路を通じて協調して機能しています。しかし、生物学的および技術的...