150年以上前、チャールズ・ダーウィンが「自然選択」という新しい概念を打ち立てたとき、人々は生物が環境に合わせて姿を変え続けることに大いに驚きました。 ところが、アメリカのミシガン大学（University of Michigan）による研究によって、進化自体がさらに「進化しやすくなる」――つまり「進化が進化する」という現象が示されました。 どういうことかというと、環境が特定のパターンで変わり続けると、生物（あるいはデジタル実験で使われる仮想の“生物もどき”）は、ただ単に今の環境に合わせるだけでなく、将来の変化にも即応できるよう自分自身の「進化しやすさ」を高めていくというのです。 一部のウイルスや細菌が驚くほど素早く薬剤耐性を獲得する背景にも、こうした仕組みが隠されている可能性があります。 まるで“進化”そのものが長い時間をかけて柔軟な対応力を身につけているかのようですが、いったいどのよう

インドのHomi Bhabha National Instituteに所属する研究者らが発表した論文「Multicellular artificial neural network-type architectures demonstrate computational problem solving」は、遺伝子操作された大腸菌由来の細菌（バクテリア）が人工ニューラルネットワーク（ANN）型のアーキテクチャを用いて、様々な数学的問題を解決できることを実証した研究報告である。 この研究では、「バクトニューロン」と呼ばれる特殊な細菌を使用した計算方法を提案している。バクトニューロンは、遺伝子工学的に改変された細菌で、ANNにおける人工ニューロンのように機能するよう設計されている。 バクトニューロンの仕組みは、従来のコンピュータとは大きく異なる。通常のコンピュータが電圧の高低で0と1を表現するの

スマートフォンやPCなど、現代のほぼすべてのデバイスではデータを処理する演算装置とデータを保存する記憶装置がわかれており、装置の間でデータをやりとりする速度がシステム全体の性能を制限します。フォン・ノイマン・ボトルネックと呼ばれるこの課題を抱えた従来型デバイスとは異なり、デオキシリボ核酸(DNA)を用いることで爪の先ほどのスペースにPC1000台分のデータを保存しつつ、簡単な問題を解くこともできる初期の「DNAコンピューティング」に関する論文が発表されました。 A primordial DNA store and compute engine | Nature Nanotechnology https://www.nature.com/articles/s41565-024-01771-6 For First Time, DNA Tech Offers Both Data Storage

生命の起源と人工生命の研究分野は、生命の本質とその発生過程を探求している。両分野とも、「非生命」の状態から「生命」がどのように生まれるかを問うている。生命が出現するほとんどの基質に共通する特徴の一つは、自己複製が始まると同時に、その系の動態が大きく変化することである。 しかし、自然界で自己複製体がどのように発生したかについていくつかの仮説はあるものの、自己複製体が出現するための必要条件については、まだほとんど解明されていない。 研究チームは、単純なプログラミング言語や命令セットを用いて、計算環境における自己複製能力を持つプログラム（自己複製プログラム）が自然発生する過程を詳細に観察し分析した。この研究の中心となったのは、「Brainfuck」（BF）という極めて単純な言語を拡張した「Brainfuck Family」（BFF）と呼ばれる言語環境である。BFFでは、64バイトの長さを持つ13

要点 PaCS-MDシミュレーションを容易に実行できるソフトウエアツールPaCS-Toolkitを開発・公開 Gタンパク質共役型受容体から化合物が解離していく過程のシミュレーションでは1,000億分の1の時間短縮を実現 PaCS-Toolkitの利用によって、計算による生体分子の働く仕組みといった基礎研究・薬剤の設計や効果の予測などの応用研究を加速することが期待 概要 東京工業大学 生命理工学院 生命理工学系の生澤真司大学院生（研究当時）、堀立樹大学院生、Wijaya Tegar（テガル・ウィジャヤ）大学院生らとTran Phuoc Duy（チャン・フ・ズイ）助教、北尾彰朗教授は、多数のMDシミュレーション[用語1]を実行し、上手く行った状態からシミュレーションを再実行するサイクルを繰り返すことで、長時間現象を短時間の計算で観察することができるPaCS-MDシミュレーション[用語2]を容易

東海林ファジィロボット研究所 所長 @Toukairinn_FUZZ 前に総研大の先生方と話した時に，昆虫は脳も凄く小さいし，眼も人間と比べたら殆ど見えてないけど，移動物体の回避も平気でこなすし，蝶に至っては大陸横断するのもいると聞いて，汎用AIとか言う前に昆虫がどうやって異常に少ない計算で，実世界で適応的に振る舞えているのか考えた方がいいと思った． 東海林ファジィロボット研究所 所長 @Toukairinn_FUZZ 東京都公立大学法人発ベンチャー東海林ファジィロボット研究所 代表取締役所長兼CEO / ロボティズ日本支店 研究開発部 部長兼主任研究員 / 東京都立大学 客員研究員・非常勤講師 / 東京都立産業技術大学院大学M1 / 東大先端研・電通大 元研究補助員 / ファジィ理論，神経回路，自己増殖型学習 #東海林_移動ロボット https://t.co/Fysa8sVWVU 東海林

Innovative Tech： このコーナーでは、テクノロジーの最新研究を紹介するWebメディア「Seamless」を主宰する山下裕毅氏が執筆。新規性の高い科学論文を山下氏がピックアップし、解説する。 立命館大学小西聡研究室の研究チームが発表した論文「Active tactile sensing of small insect force by a soft microfinger toward microfinger-insect interactions」は、ダンゴムシの足を遠隔操作で触れて、蹴り返してきた反力を計測する触覚デバイスを提案した研究報告だ。胴体の屈曲する力の計測にも成功している。 このシステムは、ダンゴムシの足の動きを検出するセンシング用マイクロフィンガーと、ダンゴムシに触れるマイクロフィンガーを遠隔操作するオペレーター用インタフェースで構成する。 開発したマイクロフィ

九州大学は8月26日、3Dモデル化した生物標本1400点以上をオンライン公開した。被写体をさまざまな角度から撮影し3Dモデル化する手法「フォトグラメトリ」を使い、水生生物など700種以上1400点のデジタル標本を作成したという。ライセンスはCC BY 4.0で、誰でも自由にダウンロードや配布が可能。 九州大学持続可能な社会のための決断科学センターの鹿野雄一特任准教授が開発した、生物標本を対象としたフォトグラメトリ手法「バイオフォトグラメトリ」を使い、3Dモデルを作成した。これまで生物学分野ではフォトグラメトリはあまり活用されず、CTスキャナーやMRIでの内部構造のモデル化が主流だったという。 生物標本は、分類学や生態学などの研究を進める上で重要な役割を担う。しかし、いくら厳重に管理しても標本の劣化や退色は免れず、利用の際に紛失や損傷のリスクも付きまとう。そのため、近年多くの博物館では、標本

近年では、「スマート家電」のように、身の回りのアイテムを電子的に管理できます。 しかし、それらすべては電気で動くので、より多くの電源プラグや電池が必要になっています。 増大する電力需要に対応するため、イギリスのケンブリッジ大学（University of Cambridge）・生化学科に所属するクリストファー・ハウ氏ら研究チームは、新しい電力源として、藻類である「藍藻（らんそう）」の光合成を使用した小型発電機を開発しました。 藍藻の光合成だけで、マイクロプロセッサ（コンピュータで演算・制御を行うチップ）に半年以上電力を供給できます。 研究の詳細は、2022年5月12日付の科学誌『Energy & Environmental Science』に掲載されました。 Algae-powered computing: scientists create reliable and renewable

米Alphabet傘下の英DeepMindが、遺伝子配列情報からタンパク質の立体構造を解析するAI「AlphaFold v2.0」（以下、AlphaFold2）をGitHub上で無償公開し、ネット上で注目を集めている。Twitterを利用する生物系の研究者からは「革命的な成果だ」「これからの研究の前提が変わっていく」など、AlphaFold2の予測精度に対して驚きの声が相次いだ。 なぜAlphaFold2はこれほどの驚きや賞賛をもって迎えられているのか。タンパク質構造解析の難しさをひも解く。 未知の部分が多いタンパク質の構造 タンパク質は数十種類のアミノ酸からできており、配列によってさまざまな性質に変化する。例えば筋肉、消化酵素、髪の毛はそれぞれ役割が異なるが、いずれもタンパク質で作られている。タンパク質の構造が分かれば、生体内の化学反応の理解が進む。アルツハイマー型認知症やパーキンソン病

南太平洋に浮かぶソシエテ諸島（Society Islands）にはかつて、60種を超えるカタツムリが生息していました。 ところが1970年代に、ある事情から外来の肉食カタツムリを持ち込んだことで大半が全滅。 そのわずかな生き残りの中に、シロポリネシアマイマイ（Partula hyalina）という種がいます。 「1円玉ほどしかない本種がなぜ生き残れたのか」、専門家にとって長年の謎となっていました。 しかし今回、ミシガン大学（University of Michigan）の最新研究により、ついにその謎が解明されたのです。 その方法は、カタツムリたちに世界最小のコンピュータを背負わせることでした。 この奇抜な調査法は、何を明らかにしてくれたのでしょうか。 研究は、6月15日付けで『Communications Biology』に掲載されています。 Solving a Mass Extincti

ノーベル賞を受賞する科学者を多数出してきた日本！しかし科学をとりまく環境は厳しくなるばかり・・・。そこで今回のテーマは　“スーパーサイエンス高校生”。文科省が指定する「ＳＳＨ」に注目します！その目的は、先進的な科学探究教育・国際的な科学技術人材の育成。高校生が研究から得たものは？　ＱｕｉｚＫｎｏｃｋ須貝駿貴さんと未来のノーベル賞に必要な資質を探っていくスペシャル回。井上咲楽さんが高校に潜入！？

by Caroline Davis2010 機械学習は非常にさまざまな分野に応用できることがわかっており、「ジャニーズ系の顔かどうかを判別する」ことや「匿名のソースコードから個人を識別する」といったことまで可能になっています。そんな機械学習を用いることで、「遺伝子編集されたDNAがどこの研究室で遺伝子編集されたのかを、突き止めることができるかもしれない」という研究結果が発表されています。 Deep learning to predict the lab-of-origin of engineered DNA | Nature Communications https://www.nature.com/articles/s41467-018-05378-z CRISPRを始めとする遺伝子編集技術は、近年になって急速に発展が進んだ新技術であり、加速的に研究の規模が増大しています。一方で、分野の

仮想の未知の生物でも，我々はその形状から自然な動きを想像することができる．この研究では，そのような，未知の形状の生物に対して自然な動きを与える手法を提案します．自然な動きを，効率の良い動きと考え，なるべく短時間で目的(報酬)を最大化する動きを深層強化学習で得ます． 近年このような深層強化学習による運動生成はいくつか研究が行われています．本研究では特に，スマートフォンなどのモバイル環境で実行可能な，運動生成のための深層強化学習手法を提案します． ここで報酬とは，たとえば未来に渡っての餌の獲得量など.その報酬を最大化するための出力は，それぞれの生命のすべての関節の，毎フレームでの角度となります．しかし，未来に渡っての報酬を予測して最大化すること，すべての関節をすべてのフレームについて決めること，は非常に難しい問題であるため，限られた計算資源でこの問題を解くために我々は問題を2つに分割したシステ

中川尚史 理学研究科教授らは、細菌から植物・動物に至るまで、生物学に関わる映像・画像を幅広く収録した、生物科学専攻が運営するオープンアーカイブ「KyU Tube Bio」（キュー・チューブ・バイオ）を、2018年6月14日に一般公開しました。 KyU Tube Bioは、本学（Kyoto University）の生物（Bio）に関する動画と写真のオープンアーカイブです。理学研究科生物科学専攻の研究者が研究を通じて撮影してきた映像と画像を、みなさまの研究や教育にお役立てください。 本専攻では、京都大学の伝統であるフィールドワークに重点をおいた個体レベル以上のマクロ的研究と、ラボワークによる細胞の構造や機能、遺伝子の発現、発生、神経伝達、蛋白質の分子構造などを明らかにしようとする細胞レベル以下のミクロ的研究を統合し、細菌から植物、動物まで地球上の多様な生物が織りなすさまざまな生命現象を対象とし

細胞の構造はどうなっているのかという疑問に対し、「一番外側に細胞膜があって、その中に細胞質があって、あとはミトコンドリアや細胞核があって……」と、教科書にのっている内容を想像する人も多いはず。しかし、このような説明は「生物学の出発点としてはすばらしいが、実際の世界とは違う」ということで、細胞を3Dモデルにして、言葉ではなくイメージで一発で細胞の構造を理解できるようにしたプロジェクトが、「Allen Integrated Cell」です。 Allen Integrated Cell - Allen Cell Explorer http://www.allencell.org/allen-integrated-cell.html 研究者たちがなぜAllen Integrated Cellを作り出したのかを説明したムービーは、以下から見ることができます。 Allen Integrated Cel

windowmoon＠𝕏 @windowmoon 「需要はあるよ」と人は言うけれど、ポスドク需要しかなくてPI需要がないので、誰も進学、アカデミアを目指さないんですよね。だからポスドクも見つからない。バイオインフォマティクスのことです。 2018-02-06 10:34:41 windowmoon＠𝕏 @windowmoon 医学薬学、分子生物学は知らんけど、他のバイオインフォマティクスはそんな現状。バイオインフォマティクスもできる～の専門家、になるのは有利になるのですが、バイオインフォマティクスの専門家、になると未来がないのでやめた方がいい。 2018-02-06 10:36:25