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目次

第1章 システム生物学とは何か

  1.1 システムとは何か

  1.2 生命システムをいかに表現し解析するか

第Ⅰ部 システム生物学序説

第2章 システム生物学のための力学系入門

  2.1 生命システムの力学系としての表現

  2.2 最も簡単な時間発展システム

  2.3 流入と分解のシステム

  2.4 力学系の固定点

  2.5 生化学反応系を支配する時間スケール

  2.6 次元と無次元化

  2.7 質量作用の法則

  2.8 非線形微分方程式と線形安定性解析

  2.9 分岐

第3章 システム生物学のための熱統計力学入門

  3.1 生体内分子の化学修飾の最も簡単なモデル:自由交換モデル

  3.2 統計力学入門

  3.3 エントロピーと最大エントロピー原理

  3.4 エントロピーとリヤプノフ関数

  3.5 熱力学入門

  3.6 カノニカル分布

  3.7 アレニウスの式

  3.8 グランドカノニカル分布

  3.9 再びミカエリス=メンテン式

第Ⅱ部 細胞のシステム生物学

第4章 ウルトラセンシティビティ

  4.1 生体分子間の協働性

  4.2 モノー=ワイマン=シャンジュー(MWC)モデルとコシュランド=ネメシー=フィルマー(KNF)モデル

  4.3 零次ウルトラセンシティビティ

  4.4 バッファリングメカニズム

第5章 キネティックプルーフリーディング

  5.1 非平衡操作による分子認識のエラーの低減

  5.2 キネティックプルーフリーディングにおけるトレードオフ

第6章 走化性システム

  6.1 バクテリアの走化性

  6.2 分子の拡散とバーグ=パーセル限界

  6.3 適応のダイナミクス-朝倉=本多モデル

  6.4 適応のダイナミクス-フィードバックとフィードフォワード

  6.5 適応のダイナミクス-バルカイ=ライブラーモデル

第7章 概日時計システム

  7.1 概日時計の3つの性質

  7.2 グッドウィンモデル

  7.3 リプレッシレーター

  7.4 シアノバクテリアの概日時計

  7.5 振動子の位相応答と同期

  7.6 周期の温度補償性

  7.7 周期の頑健性と位相の可塑性

第8章 生命システムにおける普遍性

第Ⅲ部 代謝のシステム生物学

第9章 代謝反応のモデリング

  9.1 化学反応量論係数行列

  9.2 定常状態と右零空間

  9.3 保存量と左零空間

第10章 フラックスバランス解析の基礎

  10.1 フラックスバランス解析

  10.2 線形計画法

  10.3 大腸菌中心代謝経路のフラックスバランス解析

第11章 フラックスバランス解析の応用

  11.1 遺伝子変異は定常フラックスをどのように変えるか:エッセンシャリティ解析・MOMAとROOM

  11.2 有用物質生産のための遺伝子ノックアウト:基準モード解析と増殖連動型物質生産

第12章 代謝のダイナミクス

  12.1 代謝動力学モデルの難しさと重要さ

  12.2 ターボデザインとフィードバック制御

  12.3 解糖系振動

  12.4 大腸菌中心代謝経路の動力学モデル

第Ⅳ部 進化・生態系のシステム生物学

第13章 数理生態学の基礎

  13.1 マルサスモデル

  13.2 ロジスティックモデル

  13.3 2種生態系モデル

  13.4 レプリケーターモデル

第14章 生命進化の数理モデル

  14.1 生命進化の決定論モデル

  14.2 生命進化の確率論モデル

第15章 遺伝的アルゴリズムと適応度地形

  15.1 細胞の植え継ぎ実験と進化

  15.2 遺伝的アルゴリズム

  15.3 適応度地形と進化速度

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