普遍性生物学

生命システムが満たすべき普遍構造を理論物理学の立場から議論する。分子、細胞、個体、生態系という異なる階層間での発展ダイナミクスクの整合性を指導原理として、複製、適応、発生、進化の普遍法則を追及する。人工細胞の複製、細胞の適応、多細胞生物の発生過程、人工的進化などの構成的実験をふまえつつ、複製系の統計法則、生命情報の起源、相互触媒制御による適応、発生現象の安定性、細胞分化の不可逆性、ゆらぎと進化の関係、遺伝子型―表現型対応の安定性の理論を述べ、生命システムを理解するための物理理論の方向性を議論したい。質問や議論を通じた積極的な講義への参加を期待する。

Through this course, we discuss universal features in biological systems with the aid of concepts in theoretical physics. Based on the consistency principle between different hierarchal layers including molecules, cells, organisms, and ecosystems, we study the dynamic behavior of complex biological systems. The topics include universal laws in replicating cell systems, an origin of biological information, environmental adaptation by complex reaction network, developmental robustness, irreversibility in stem cell differentiation, a relationship between phenotypic fluctuation and evolution. Active participation in the lecture through questions and discussion is expected.