第1次 分子控制论・分子机器人 定例研究会的举办
2021年3月第1次分子控制论・分子机器人定例研究会将按如下安排举办。
主办：科研费 学术变革领域(A)「分子控制论」
后援：计测自动控制学会（SICE）系统信息部门「智能分子机器人调查研究会」
时间：3月17日（周三，预计13:00～约16:30）
地点：Zoom 的URL将另行通知。
参会费：免费
本次线上定例会计划邀请东京大学 水内良 老师作题为「模拟原始生命的分子复制系统的构建与进化」的讲演， 并邀请京都大学 本田直树 老师作题为「生命系统的数据驱动建模」的讲演。
除上述讲演外，我们还将面向青年研究人员与学生征集约2个口头报告。
有意者请使用以下提交表单报名。
学生请在报名之前先与指导教师商量后再提交。
报告报名请于3月3日（周三）之前登记。
仅听讲参会请于3月10日（周三）之前登记。
报名表单 https://forms.gle/kBudASqJLQLD4Hbs7
期待各位踊跃参加。
联系人（世话人）
庆应义塾大学 小塚太资 tkotsuka [at] keio.jp
东北大学 岩渕祥璽 hoji.iwabuchi.p5 [at] dc.tohoku.ac.jp
庆应义塾大学 小塚太资 tkotsuka [at] keio.jp
东北大学 岩渕祥璽 hoji.iwabuchi.p5 [at] dc.tohoku.ac.jp
----------研究会日程（暂定）----------
第1次 分子控制论・分子机器人 定例研究会
主办：科研费 学术变革领域(A)「分子控制论」
主办：科研费 学术变革领域(A)「分子控制论」
后援：计测自动控制学会（SICE）系统信息部门「智能分子机器人调查研究会」
13:00 - 13:20 报到
13:20 - 13:25 世话人致辞
13:20 - 13:25 世话人致辞
特邀讲演
13:25 - 13:30 介绍水内老师
13:30 - 14:20 特邀讲演
13:25 - 13:30 介绍水内老师
13:30 - 14:20 特邀讲演
讲师：水内良 老师（东京大学）
「模拟原始生命的分子复制系统的构建与进化」
14:20 - 14:30 问答
14:30 - 14:35 介绍本田老师
14:35 - 15:25 特邀讲演
讲师：本田直树 老师（京都大学）
「生命系统的数据驱动建模」
15:25 - 15:35 问答
15:35 - 15:45 休息
一般讲演
15:45 - 16:05 讲演者1
16:05 - 16:25 讲演者2
16:25 - 16:45 交接等
---------------------------------------------------
水内良 老师（东京大学）
「模拟原始生命的分子复制系统的构建与进化」
摘要：
一般认为，原始生命以RNA等简单信息分子的自我复制体形式诞生，并通过进化逐渐复杂化。理解该过程的一种方法是构建模拟原始复制体的实验模型，并让其在实验中实际发生进化。 因此，我们将RNA、蛋白质与微小区室等相结合，自主开发了简单的RNA复制系统，并通过对其进行实验进化来研究可能存在的原始生命进化路径。 本讲演将以我们迄今关于RNA复制系统的研究为中心，介绍分子复制系统的构建方法及其可能发生的进化。
讲演前半部分将首先概述可进化的分子复制系统，并介绍我们在RNA复制系统中观察到的最新进化研究结果。例如，近年来我们对RNA复制系统进行长期复制与进化，发现原本为克隆群体的RNA逐渐积累多样突变，并分岔为5个具有不同性质的群体（未发表）。这些分岔群体还通过多种相互作用形成了复杂的复制网络。 同时，我们也研究人为复杂化的RNA复制系统的进化：在两种RNA协同复制的系统中，在特定条件下进化会增强其协同性[1]。 这些结果表明，即便是简单的分子复制体，也可以通过进化实现渐进式复杂化，以及复杂性的增强。
讲演后半部分将介绍为改良分子复制系统而开展的构建相关研究。例如，我们研究了适用于RNA复制系统的RNA特征，得到的认识是：若要通过简单机制实现高效RNA复制，特定的序列结构十分重要[2]。 此外，我们还表明：作为封装RNA与蛋白质的区室结构，不仅可以使用常见的脂质双层膜或油中水滴，也可以使用由液-液相分离形成的无膜液滴[3]。 我们认为这些发现对于构建并利用更具“原始生命”特征的人工分子复制系统非常重要。
一般认为，原始生命以RNA等简单信息分子的自我复制体形式诞生，并通过进化逐渐复杂化。理解该过程的一种方法是构建模拟原始复制体的实验模型，并让其在实验中实际发生进化。 因此，我们将RNA、蛋白质与微小区室等相结合，自主开发了简单的RNA复制系统，并通过对其进行实验进化来研究可能存在的原始生命进化路径。 本讲演将以我们迄今关于RNA复制系统的研究为中心，介绍分子复制系统的构建方法及其可能发生的进化。
讲演前半部分将首先概述可进化的分子复制系统，并介绍我们在RNA复制系统中观察到的最新进化研究结果。例如，近年来我们对RNA复制系统进行长期复制与进化，发现原本为克隆群体的RNA逐渐积累多样突变，并分岔为5个具有不同性质的群体（未发表）。这些分岔群体还通过多种相互作用形成了复杂的复制网络。 同时，我们也研究人为复杂化的RNA复制系统的进化：在两种RNA协同复制的系统中，在特定条件下进化会增强其协同性[1]。 这些结果表明，即便是简单的分子复制体，也可以通过进化实现渐进式复杂化，以及复杂性的增强。
讲演后半部分将介绍为改良分子复制系统而开展的构建相关研究。例如，我们研究了适用于RNA复制系统的RNA特征，得到的认识是：若要通过简单机制实现高效RNA复制，特定的序列结构十分重要[2]。 此外，我们还表明：作为封装RNA与蛋白质的区室结构，不仅可以使用常见的脂质双层膜或油中水滴，也可以使用由液-液相分离形成的无膜液滴[3]。 我们认为这些发现对于构建并利用更具“原始生命”特征的人工分子复制系统非常重要。
[1] Mizuuchi, R.; Ichihashi, N. Sustainable replication and coevolution of cooperative RNAs in an artificial cell-like system. Nat. Ecol. Evol. 2018, 2, 1654–1660.
[2] Mizuuchi, R.; Usui, K.; Ichihashi, N. Structural transition of replicable RNAs during in vitro evolution with Qβ replicase. RNA 2020, 26, 83–89.
[3] Mizuuchi, R.; Ichihashi, N. Translation-coupled RNA replication and parasitic replicators in membrane-free compartments. Chem. Commun. 2020, 56, 13453–13456.
[2] Mizuuchi, R.; Usui, K.; Ichihashi, N. Structural transition of replicable RNAs during in vitro evolution with Qβ replicase. RNA 2020, 26, 83–89.
[3] Mizuuchi, R.; Ichihashi, N. Translation-coupled RNA replication and parasitic replicators in membrane-free compartments. Chem. Commun. 2020, 56, 13453–13456.
本田直树 老师（京都大学）
「生命系统的数据驱动建模」
摘要：
随着以活体成像与下一代测序仪为代表的测量技术不断发展，生体内的分子活性与基因表达量可以被高通量测定，我们进入了能够获取海量且高维数据的时代。 由此，我们得以观察到超出以往想象的动态且复杂的生命现象，也使得人类更难识别其背后潜藏的规律性。 因此，从数据中提取生命系统机制的“逆问题”式方法将愈发重要。 本讲演将讨论一种融合机器学习与数理建模的思路，以数据驱动方式解读支配生命系统的规律。 具体而言，我们将介绍该方法如何在细胞、多细胞以及个体等层级上，对生体所进行的信息处理与最优控制实现机理性理解。