分子生物学によるプラレール周回軌道検出アッセイ

ぺたぞう @pettanesa

@A_Yukita なにも置いてない平面には無限の可能性があって、パーツを一つおくごとにその可能性は指数関数のように減っていくのです…(笑)

A_Yukita @A_Yukita

@pettanesa ただ、配置の洗い出しもレイアウターがどこまで「見える」かによって、かなり結果が変わってきますよね…。先をどこまで読めるかがカギになっている木がします。洗い出しに費やせる時間も制限の1つになる場合もあると思いますし、ホントに奥が深い…。

A_Yukita @A_Yukita

手当たり次第に配置パターンを試していく…生き物にやってもらう方法はないかなぁ。迷路を解く粘菌のように。粘菌プラレール。。。

Masafumi Inui @MasafumiInui

@A_Yukita それがうまく行ったらNatureの表紙ですね。趣味と仕事の一石二鳥。やりますか！

A_Yukita @A_Yukita

@minu0812 都市間ネットワークを解かせようという研究がすでにあるらしいよ(笑) “Rules for biologically inspired adaptive network design.”. Science 327 (5964): 439-42.　読んでみようかな

ぺたぞう @pettanesa

@A_Yukita @minu0812 ＮＰ完全問題ですからね…ひとつずつ当たるのではなく粘菌みたいに一気に全ての可能性を検討できるタイプの解き方が有利ですよね。ＤＮＡコンピューティングなんてまさにうってつけですね。

ぺたぞう @pettanesa

そういえば、プラレールが走行ではなくて、形状の同一性によるコンピューティングをする方法論って可能性あるかなあ。直線、カーブの配列によってはジョイントの位置に相当の特異性が発生するから、結合相手はかなり特異的に同定できると思うんだけど…。 ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

ある形を大量に複製した上で、ランダムに生成した配列を結合させ列車を走らせる。列車はすべての連結部分を通るようになっていて、完全に一致した解である配列でないと最後まで列車は通過しない。なので、単位時間経過後も列車が通過しなかったものは排除し、通過したものが解。 ≡{´・_・｀}≡

A_Yukita @A_Yukita

@pettanesa @minu0812 ぺたぞうさんの知識の幅に感服です！ 大腸菌や培養細胞などよく使う自分としては「困ったら小さい生き物にやらせてみる」 くらいの発想です(笑) 忌避物質と誘引物質とでゴールとレールを敷く場所を誘導するとして、パーツ選びをどうするかですねぇ…。

ぺたぞう @pettanesa

レールのジョイントに来たら直進かカーブ（左右）かランダムで選ぶ生き物がいたとして、その生き物を同じ点から大量（１０の１０乗とかいう数）スタートさせ、その軌跡を表示させることができれば、ある範囲に敷く可能性のあるレールは全部明示できる。（直線カーブだけだけどね） ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

まず、数については、レール５×３の範囲での結果を求めるとすると、とりあえず一周して帰ってくるのに必要なレール数は１５本ぐらい。この一周に考えられるパターンを網羅したいので、３の１５乗の可能性がある。３の１５乗は１．５×１０の７乗ぐらい。 ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

適当だけど、１０の９～１０乗もその生き物がいれば、全ルートが網羅できそう。 ≡{´・_・｀}≡

A_Yukita @A_Yukita

@pettanesa どんな模様になるのか、継時的に記録してみたいですね。個人的には、坂レールか坂曲線を使わせて、上下に行きたがる生き物を混ぜたいんですよねぇ(笑) この場合は、ゲルのような培地の中を進む虫みたいな感じかなぁ。。。綺麗に橋脚一個分上下するような性質が必要ですね。

A_Yukita @A_Yukita

@pettanesa ん、でも、一定の紋様つくって終わり、かなぁ…どうでしょう？

A_Yukita @A_Yukita

@pettanesa 一周させる、遠くに餌を置いて、帰巣させる…。アリに近い？粘菌のように多細胞でネットワークつくる、とかのが効率はよさそうですね。

ぺたぞう @pettanesa

@A_Yukita あ、アリはかなり近いかもしれないですね、言われてみると。でもアリンコに３種類の単位行動を強制するのは大変ですね（笑） ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

プラスミド上の配列で、たとえば適当に（それが重要だけどさ！）３種類のペプチドをコードする配列をランダムで１５個繋いだものを作る。このペプチドが直線、カーブ（右）、カーブ（左）をあらわすとする。 ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

一定方向のカーブ数から反対方向のカーブ数を引いた値が８きっかりになると抗生物質耐性が発現するようにしてこのプラスミドを大腸菌に導入して、抗生物質含有培地上でセレクション。これで、とりあえず一周してる可能性に絞れる。 ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

…なんか、結局、どうなったときにつながるのかを自分で論理的に説明できないことには実験を組み立てられないじゃんか…（笑） ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

まあ、とにかくこの調子でつながらない理由になりそうな要素をセレクションでつぶしていき、最後に残った大腸菌からＤＮＡを抽出してＰＣＲして解読すれば、つながる配列をほぼ網羅したリストができる。そのリストにしたがってＰＣ上でレール配列を再現する。 ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

最初からＰＣに計算させればいいじゃん（おい） ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

まあ、レール設置場所が膨大な広さになった場合でも大腸菌母集団を増やすだけで、同じ手順、同じ時間の実験で結果を網羅できるという利点が…。 ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

以上、「大腸菌を用いた周回可能なプラレール接続配列のin vivoセレクション」Petazou,2012のアブストラクトでした。( ≡{´・_・｀}≡

ぺたぞう @pettanesa

@A_Yukita なんにせよ、一度どこかへ向かい、その後元の場所にもどってくるという行動が必要ですよね。これは単純な命令だけでうごいている生き物としては相当難しい条件かと…。目的もなく「どこかへ向かう」必要がありますので…。 ≡{´・_・｀}≡

A_Yukita @A_Yukita

@pettanesa 自分は神経細胞か血管内皮細胞でネットワークを作らせようかと考えました。忌避物質をまいて、直線とカーブしか伸ばせないような培地を作って、みたいな。でも、大腸菌DNAの方が面白そう。プラスミドのコンストラクト作りをもう少し検討してみたいですね。