【学問】東大、分子生物学の基本原理「セントラルドグマ」の理論的導出に成功

分子生物学の基本原理「セントラルドグマ」の理論的導出に成功

〜情報と機能の分業を「対称性の自発的破れ」により解明〜

1.発表者:

竹内 信人（ニュージーランド・オークランド大学 上級講師、東京大学生物普遍性連携研究機構 客員准教授）

金子 邦彦（東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻 教授、生物普遍性連携研究機構 機構長）

2.発表のポイント:

◆全ての生物において、細胞を構成する分子は、遺伝情報を担う分子と触媒機能を担う分子に分化している。この役割分化を、数学や物理学の基本概念である「対称性の自発的破れ」により説明した。

◆これまで遺伝と触媒の間で役割分化が起きる理由は、DNAやタンパク質などの分子が固有に持つ化学的性質によって説明されると考えられており、それが生命であれば普遍的に持つ必然的性質なのかは考察されておらず、またそれがシミュレーションや数学的理論によって導出できる生命に普遍的に性質であるとは考えられていなかった。

◆本研究成果は生命の起源の理解、またミニマルな細胞を構築するための基盤を与えることが期待される。一方で、機能と情報の分化は、たとえば多細胞生物における生殖細胞と体細胞の分化、あるいは社会性昆虫における女王とワーカーの分化など、生命のあらゆる階層で見られ、生命の進化を階層縦断的に考えるうえでも重要な視点を与えるものである。

3.発表概要:

生命の根本原理の1つは、ゲノムと触媒の区別、すなわち遺伝と触媒の分業である。現在知られている生物ではすべてDNAなどの核酸分子が遺伝情報を担い、そこから一方向に情報が流れ、タンパク質がつくられ、それが触媒としてDNAを含む細胞内の分子の合成を助けている。その一方で原始生命においてはゲノムと触媒は未分化であったと考えられている。ではこのような役割の分化はいかに生じたのであろうか。ニュージーランド・オークランド大学上級講師および東京大学生物普遍性連携研究機構客員准教授の竹内信人そして東京大学総合文化研究科広域科学専攻および生物普遍性連携研究機構の金子邦彦教授は、触媒機能を持ち複製する分子が集まった原始的細胞のモデルを考え、それが進化しながら複製していくシミュレーションを行なった。その結果、細胞が複製を続けていくと、その中の分子は触媒機能に特化したものと情報伝達に特化したものに分かれていくことを示した。さらにダーウィン進化の数学的理論を発展させて、この分化が、数学や物理学の基本原理である、対称性の自発的破れの概念で説明されることを示した。本研究成果は生命の起源の理解、複製細胞の進化実験への理論的基盤を与え、また社会一般での役割分業の理解にもつながる可能性がある。なお、本研究は科学研究費基盤(S)(15H05746)、新学術領域研究「進化の制約と方向性」(17H06386)、若手(B)(JP17K17657)、および国立大学改革強化推進補助金(特定支援型「優れた若手研究者の採用拡大」)のもとで行われた。

※以下は添付リリースを参照

リリース本文中の「関連資料」は、こちらのURLからご覧ください。

添付リリース
https://release.nikk..._file/0520360_01.pdf

https://www.nikkei.c...0360_R01C19A0000000/

東大でなければ、胡散臭いと思うのだが
続報で分かりやすくやってほしいね

フェルミオンとボソンってことですねわかります

>>1
細胞とDNAみたいなマクロな仕組みに、
対称の自発的破れのような基本的原理が直接効いてるのか？


ラーメンが塩、醤油、味噌、豚骨に分化したのを数学で証明したみたいに聞こえる

二系統に分化して行くにしても、境目は連続的だと思うがな？

「セントラルド」と言うクマが登場したのかと一瞬思った

人工生命体が生まれるのももう間もなく

エヴァネタが一発目から飛んでこない時点でもう時間の流れを感じる

敢えて言おう　レオナルドクマ

で、結局、セントラルドグマってなんなんよ？

セントラルドグマが丸見えよ

解析作業が始まったのは20年前だよね
それを理論化できたということか

ゲンドウのお家？

STAP細胞に比べたらたいしたことないな

>>13
自分も思い浮かんだのはそれ

>>10
生命に進化を司る最小単位なんてものはないということ
そんな性質をもつBOXなんてありませんということ

遺伝と触媒の二元論において、触媒が本質的であり遺伝を生むということ
わかりにくく例えるならば、
数学において、数字が遺伝とするならば、演算子が触媒ということ
従来のドグマでは、数字にはそれぞれに意味があると考えられていた
でも、演算子という関係項が、数字に意味をもたらしていると仮説した
足し算や引き算や掛け算や割り算などのすべての演算子が内包されている原始集合体モデルを、
複製進化していくと、各演算子に分化していくことで、数字も産まれることになった
そしてその過程が、対称性の自発的破れによって、この数学に例えた場合では、
演算子と数字には意味のないことで対称性が保たれていたが、
自然なバイアス（破れ）によって、演算子と数字にそれぞれ意味がもたらされることになった
つまり、
生命の進化とは、
名辞が本質的なのではなく、比較が本質的であるということ
主語が本質的なのではなく、述語が本質的であるということ
遺伝が本質的なのではなく、触媒が本質的であるということ
すべて、後者の項が前者の項を生み出しているということ
言い換えれば、
あなたは、他者と比較し、行動し、関係することで、何者かになるということ
言い換えれば、
あなたの存在の原因を遡っても、あなたが何者であるかのブラックボックスは、
見つからないということ、そのような性質を決める神の原子はないということ

>>16
わかりづらくと言いつつ割りかしわかりやすかった
あんがと

生物学としては神はいない、ということが証明されたってこと？

エヴァヲタ教授が命名

ガラパゴス諸島にイグアナの先祖がたどり着いた。
海藻もサボテンも食べる。
↓
あるイグアナが、
1.海藻嫌いになる。
2.海藻すきになる。
3.サボテン嫌いになる。
4.サボテンすきになる。
1〜4のいづれかが起こる(対称性の破れ)
↓
海イグアナと陸イグアナに進化。

って感じだよな。

ターミナルドグマはどうした

誤報だ。探知器のミスだ。日本政府と委員会にはそう伝えろ。
シゲル：は、はい!
マコト：汚染区域はさらに下降!トリケラートプスからシグマユニット全域へと広がっています!
冬月：場所がまずいぞ!
ゲンドウ：ああ、アダムに近すぎる。
ゲンドウ：汚染はシグマユニットまでで抑えろ。ジオフロントは犠牲にしても構わん。EVAは?
マコト：第7ケージにて待機、パイロットを回収次第、発進できます。
ゲンドウ：パイロットを待つ必要はない。すぐ地上へ射出しろ。
シゲル・マコト：え?
ゲンドウ：初号機を最優先だ。そのために他の二機は破棄しても構わん。
マコト：初号機を、ですか?
シゲル：しかし、EVA無しでは、使徒を物理的に殲滅できません!
ゲンドウ：その前にEVAを汚染されたらすべて終わりだ。急げ!
シゲル・マコト：はい!
アナウンス：シグマユニット以下のセントラルドグマは、60秒後に完全閉鎖されます。真空ポンプ作動まで、後30秒です。
加持：あれが使徒か…仕事どころじゃなくなったな…
加持：よっ!
オペレータ：セントラルドグマ、完全閉鎖。大深度施設は、侵入物に占拠されました。
冬月：さて、EVA無しで、使徒に対し、どう攻める?


このとき言った加持の「仕事」とは何か？

>>16
その他社が神（見えるとは言ってない、人の形をしているとは言ってない、神と言われている神とは言ってない）である可能性について

「対称性の破れ」なんてのは説明になっているようでなっていない。
問題は、何で、そこで破れるのかだ。
もっと細かい連続的な因果の繋がりと原理があるはずだ。

異なる分野のアイデアを引っ張ってくるのが凄いわな
天才特有の発想
普通の人間は一つのことしかわからない

やはり南部陽一郎は偉大だなあ

>>2
何だこの馬鹿

>>24
対称性の敗れは相転移現象で多体系の協同現象だろ
連続的な因果でなく量子的な現象だ
物理の基本だぞ

単なる妄想じゃねえか

>>6
確かにレオナルドもいたからな

どこからが生命なの？

>>4
イグノーベル賞狙いか

昔からこのグループ、生物業界のポストモダンって感じがするんだよね・・・。
物理の難しい理論でなんか言うと物理のわからない生物学者が騙されるんだけど、中身はないっていう・・・

逆に実際の細胞やなんかををろくに見たことがない物理学者も騙される

>>8
文系って本当に頭悪いよね

エヴァでしか聞いたことない単語

あるんですか？
ないんですか？

何か聞いたこと有るぞ

岡田康志の仕事かと思ったら違うやんけｗｗｗ

エヴァの創作じゃなかったのか！

なぜ科学板ではなくビジネス板？

センとラルどクマ

>>39
俺もそう思った

ガイナックスあたりはSFオタクだからこういうキャッチーなワードを拾えたんだねぇ

彡⌒ミ
(´・ω・`)＜誰が自髪的対称性の破れやねん

>>27
いや、お前がバカだろwww

センターポールの理論か

レオナルドクマ

>>16
卵ではなくニワトリが本質とは意外

なるほど、つまり弁証法的唯物理論で説明できたわけか。

あーランドセルね、完全に理解

意味分かってないくせにつまんないボケで絡んでくるやつってほんとクソ寒いよな

>>33
なんとなく、そんな気がする

>>24
ここで言ってる「対称性の破れ」の原因は、遺伝物質のコピーミス

>>54
の事だと思う

知ってるわ。特務機関NERVの秘密基地がある地下空間だったかしら。

進化させてったらなんで分かれてったんだろう
生物やってないからさっぱりわからん

冬場になるとコタツにドカッと居座る嫁的なセントラルドグマのイメージで

>>33
これで基盤Sな・・・

（ﾟ∀。） ﾅﾙﾍｿ

スレ違いなのに伸びてるな

大半が、すれ違いのレスだが

>>16
西田哲学っぽい⁇

>>16
よくわかんないけどすげーな

レイ、ドグマを降りて槍を使え。

これでまた庵野が鬱起こして延期してしまうん？

竹内均「地球のマグマが…。」

卵が先か鶏が先か
DNAが先

>>22
恐竜じゃねーよ！

セントラルドグマ（英: central dogma[1]）とは、遺伝情報は「DNA→（転写）→mRNA→（翻訳）→タンパク質」の順に伝達される、という、分子生物学の概念である[2]。
フランシス・クリックが1958年に提唱した[3][4]。この概念は細菌からヒトまで、原核生物・真核生物の両方に共通する基本原理だとされた[2]。
中心教義、中心命題、中心ドグマとも[5]。

セントラルとは中心、ドグマとは宗教における教義のことであり、セントラルドグマは、「分子生物学の中心原理」または「生物学の中心教義」と呼ばれることがある。

https://ja.m.wikiped...89%E3%82%B0%E3%83%9E

>>33
>昔からこのグループ、生物業界のポストモダンって感じがするんだよね・・・。

セントラルドグマが存在するという仮説は
ロゴス主義のようなもので
ポスト構造主義の対極にあるんじゃないの

>>33
雑な理論と雑なデータによるシミュレーション
それでも何らかの結果は出力されるからそれをもっともらしく語ってるだけだな

還元主義が生物学でも否定されて当然でしょ
50年前にモノーが名著『偶然と必然』で提示している