著者
金子 邦彦 古澤 力
出版者
一般社団法人 日本物理学会
雑誌
日本物理学会誌 (ISSN:00290181)
巻号頁・発行日
vol.74, no.3, pp.137-145, 2019-03-05 (Released:2019-08-16)
参考文献数
28

シュレーディンガーは,70年ほど前に著書『生命とは何か』で,情報を担う分子としてのDNAの性質を予言しました.これは分子生物学の興隆への大きな一石となり,以降,生物内の個々の分子の性質は調べあげられてきました.しかし,それら分子の集まった「生きている状態とは何か」の答えには至っていません.物理学は安定した平衡状態に限定することで,マクロシステムをとらえる「熱力学」をつくることにかつて成功しました.もちろん,生命は平衡状態にはありません.しかし生命システム,具体的には細胞は,膨大な成分を有し,その組成を維持して複製でき,外界に適応し進化するという共通特性を持っています.では,こうしたシステムの普遍的性質を記述する状態論を構築できないでしょうか.そこで,熱力学にならって,まずは定常的に成長する細胞状態に対象を限り,さらに進化によって発展してきた状態は摂動に対する安定性を有していることに着目します.これをふまえて,適応と進化に関して,以下のような普遍法則が見出されてきました.(1)様々な外界の環境変化に対し,細胞内の全成分(数千成分)の変化は互いに比例していて,その比例係数は細胞成長速度というマクロ変数で表される.(2)このような短期的適応変化と,長期的進化の間に対しても,全成分(表現型)変化の間に共通比例変化則が成り立つ.(3)こうした外部変化に対する応答と,ノイズによる揺らぎの間には統計力学での揺動応答関係と類似した比例関係が成り立つ.(4)各成分の揺らぎに関しても,ノイズによる短時間スケールでの分散と遺伝子変異による長時間スケールでの分散の間に全成分にわたる比例関係が成り立つ.(5)進化的安定性により細胞の高次元なミクロ状態が低次元なマクロ状態へと次元圧縮されることがこれらの法則の背後にあると考えられる.以上のことは,大腸菌進化実験とトランスクリプトーム解析などによる高次元の表現型解析,細胞モデルの計算機シミュレーション,現象論的理論で確証され,普遍的な法則となることが期待されます.また,この結果から遺伝的変異はランダムに起きても表現型の進化には決定論的な方向性があることも示唆されます.
著者
金子 邦彦
出版者
公益社団法人 計測自動制御学会
雑誌
計測と制御 (ISSN:04534662)
巻号頁・発行日
vol.43, no.1, pp.65-68, 2004-01-10 (Released:2009-11-26)
参考文献数
36
著者
藤本 仰一 石原 秀至 金子 邦彦
出版者
一般社団法人 日本生物物理学会
雑誌
生物物理 (ISSN:05824052)
巻号頁・発行日
vol.50, no.1, pp.018-022, 2010 (Released:2010-01-25)
参考文献数
17

One of the major goals in evolutionary developmental biology is to elucidate the relationship between gene regulatory networks and the diverse morphologies. Segmentation in arthropod embryogenesis represents a well-known example of body plan diversity. Striped patterns of gene expression that lead to the future body segments appear simultaneously or sequentially, respectively. To reveal the basic differences in the network structure, we have numerically evolved hundreds of gene regulatory networks. By analyzing the topologies of the generated networks, we show that the characteristics of striped pattern are determined by Feed-Forward Loops (FFLs) and negative Feed-Back Loops (nFBLs).
著者
畠山 哲央 金子 邦彦
出版者
一般社団法人 日本生物物理学会
雑誌
生物物理 (ISSN:05824052)
巻号頁・発行日
vol.57, no.4, pp.186-190, 2017 (Released:2017-07-28)
参考文献数
20

Robustness and plasticity are important characteristics common to a variety of biological systems and have attracted much attention not only from biologists but also from physicists interested in biosystems. Whereas robustness concerns insensitivity to perturbations against external changes, plasticity concerns changeability upon external inputs. How these two properties are compatible with each other is an important question to be addressed. Recently we have uncovered universal reciprocity relationship between the robustness of period and plasticity of phase in biochemical oscillators such as circadian clocks. We review this relationship and discuss its theoretical origin and biological relevance.
著者
王波濤 牧之内 顕文 金子 邦彦
出版者
一般社団法人情報処理学会
雑誌
情報処理学会研究報告データベースシステム(DBS) (ISSN:09196072)
巻号頁・発行日
vol.1997, no.64, pp.69-75, 1997-07-14

本発表では,64ビット計算機の特徴と,その特徴を生かしたINADA/ODMGの64ビット化について報告する.INADAはメモリマップドファイル機能に基づくデータベースシステムである.従って,32ビット計算機版では一度に扱うのデタベス量に限界がある.64ビット化によりこの制限はなくなる.又,セコイヤ2000ベンチマークの実装についても報告する.In this paper, we discuss properties of 64 bit environment and the redesign of our 32 bit INADA/ODMG for 64 bit environment. INADA is a database system based on memory mapped files. INADA 32 bit version has the limitation of maximum data size. In 64 bit INADA, a very large database in disks can be mapped onto a large size virtual memory, practically without considering the size limitation. At the same time, we give our design of implementation on Sequoia 2000 benchmark on the extended INADA.
著者
金子 邦彦
出版者
一般社団法人 日本物理学会
雑誌
日本物理学会誌 (ISSN:00290181)
巻号頁・発行日
vol.43, no.9, pp.689-697, 1988-09-05 (Released:2008-04-14)
参考文献数
44
被引用文献数
1

自然現象の中には, 自由度の大きい系がもたらす, 時間的にも空間的にも複雑な振舞が数多く見られる. 流体系での乱流現象はむろんのこと, 固体物理の非線形現象や化学反応や光学系, 更には生命現象にも例は挙げられる. ここでは, そのような現象を自由度の大きいカオスとして捉え, その為のプロトタイプとしてのモデル, coupled map lattice (CML) を提唱する. そのsimulationをもとに, 時空力オスの諸現象を概観し, 更に, 定量的記述法, 非線形素子としての可能性などについても触れたい.
著者
近藤 浩志 金子 邦彦
雑誌
研究報告デジタルドキュメント(DD)
巻号頁・発行日
vol.2011-DD-81, no.3, pp.1-7, 2011-07-14

九州大学病院の診療経過等報告システムのインシデントレポートのフォームを参考に,Web フォームを構成する要素をフォーム記述データとして YAML 形式で記述した.そのデータから表形式の Web フォームを生成するシステムを作成し,インシデントレポートの内容を再現した.また,params ハッシュテーブルから送信されたフォームデータだけを取り出し,JSON 文字列に変換することで,TEXT 型データとしてデータベースのテーブルに保存した.その際,送信した内容をブラウザに表示し,それとテーブルの内容を比較して正しく保存されているかどうかを見た.
著者
金子 邦彦
出版者
一般社団法人 日本物理学会
雑誌
日本物理学会誌 (ISSN:00290181)
巻号頁・発行日
vol.55, no.7, pp.508-518, 2000-07-05 (Released:2008-04-14)
参考文献数
39
被引用文献数
1

生命システムを内部のダイナミクスと相互作用が拮抗する増殖系の示す普遍的現象として捉え,発生過程,進化を議論する.理想化した細胞系として,内部での化学反応,細胞間相互作用,そして分裂からなる力学系を考える.その系の普遍的な性質として,多様な細胞のもととなる「幹細胞」から決まったタイプしか作れない細胞へと至る細胞分化過程が現れる.この結果を踏まえ,発生過程の安定性と不可逆性を熱力学と対比して議論する.ついで,この力学系的分化の考えを進化に適用し,相互作用による表現型の分化が遺伝型へ固定されるという,種分化の考えを提示する.最後に,このような複雑系生命科学の立場での細胞生物学の実験について触れる.
著者
金子 邦彦 藤本 仰一
出版者
東京大学
雑誌
新学術領域研究(研究領域提案型)
巻号頁・発行日
2017-06-30

(i)表現型進化の方向性と拘束の理論:触媒反応ネットワークモデルを用いて、大自由度の表現型が進化により低次元に拘束されることを固有値スペクトル解析で明らかにした。さらにそれにより進化の方向が拘束されるがその一方で新たな環境への進化が加速されることを示した。また遺伝子制御ネットワークそして統計力学のスピングラスモデル、またタンパクのデータを用いて、この進化的次元縮減が普遍的であることを示した。(ii)階層進化理論:原始細胞においてその分子数がある程度以上になると遺伝と機能を担う分子の役割が対称性の破れで生じる、つまり分子生物学のセントラルドグマが出現することを発表した。次に細胞と細胞集団の階層では細胞が有用成分をもらすことで多種共生が生じること、最後に個体ー社会の階層に対してはゲーム理論による搾取構造の形成を示し、さらに未開人類社会での婚姻構造の形成を明らかにした。(iii)進化発生対応の理論:発生過程と進化過程の対応関係において、遅く変化する遺伝子発現の意義を調べた。特にエピジェネティック過程を考慮して、発生過程の安定性(homeorhesis)の現れる仕組みを明らかにした。また倉谷班との共同で発生砂時計仮設をサポートするシミュレーション結果を得た。[藤本G]完全変態昆虫のサイズ進化の法則(各種の最終体重は臨界体重に比例)を発見した。ボディプラン(器官の数と空間配置)の進化発生対応では、被子植物の左右対称な花の多様性を包括する発生特性を数理モデルから予測した。加えて、動植物のボディプランに揺らぎを見出した。基部双子葉植物の花器官配置では、らせん状と同心円状の2型のみが同種内で共存し、この拘束された種内多型は発生過程に起因することをモデルから示した。刺胞動物のイソギンチャクでは、器官配置の左右対称性と放射対称性の種内多型を、配置過程の計測を通じて見出した。
著者
秋山 英三 金子 邦彦
出版者
物性研究刊行会
雑誌
物性研究 (ISSN:05252997)
巻号頁・発行日
vol.66, no.5, pp.974-979, 1996-08

この論文は国立情報学研究所の電子図書館事業により電子化されました。ポスター
著者
藤本 悠雅 金子 邦彦
出版者
一般社団法人 日本物理学会
雑誌
日本物理学会講演概要集 71.2 (ISSN:21890803)
巻号頁・発行日
pp.3137, 2016 (Released:2017-12-05)

ゲーム理論において、(特に囚人のジレンマゲームについて)どのようにNash均衡を避けられるかという研究は、幾多なされてきた。(例えば、繰り返しゲームを用いることによりしっぺ返し戦略が裏切り戦略よりも有利になる。)しかし、どの研究もNash均衡を避けることに成功したというよりは、「Nash均衡が変わるように利得表を書き換えた」という方が正しい。今回我々は、相手の戦略に対する自分の戦略、という応答の関数を考えることで、その応答関数が互いに一致するという学習均衡を考えた。また、あるゲームにおいては、学習均衡は従来のNash均衡とは全く違う状態を両プレイヤーがとることを具体的なゲームを例にとって説明する。