Article 細胞：分子的揺らぎの抑制に対する根本的な限界 2010年9月9日 Nature 467, 7312 doi: 10.1038/nature09333 負のフィードバックは生物学的過程に広くみられ、内的および外的摂動に対する系の安定性を高めることがある。しかし、分子レベルでは、個々の分子のランダムな生成および消滅に関して、有限の速度をもつシグナル伝達ステップが制御ループに必ず含まれている。今回我々は、制御情報理論を物理化学と統合する数学的手法を開発し、シグナル伝達速度に関する一見緩やかな制約が、分子的揺らぎの抑制能力に対して厳しい制限を加えていることを明らかにする。特に、存在度の最小標準偏差はシグナル伝達事象数の4乗根と共に低下し、精度の向上を、負担が極めて重いものにしている。我々の結果は実験的観察結果によって数式化されており、既存のデータは、ノイズ抑制が不可欠な場合に細胞が強引な手段を用いることを示している。例えば、調節遺伝子は1回の細胞周期で何万回も転写される。この理論は、生化学的精度に関する従来の考え方に疑問を投げかけ、解明が進んでいない生物学的系を厳密に分析する方法を示している。 Full Text PDF 目次へ戻る
