発生・形態形成の設計図
- Yuki

- 2月25日
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生命が自分自身を最適化するための制御OSを方程式に置き換えると
生命OSの方程式
生命状態ベクトルを
x(t)\mathbf{x}(t)x(t)
(遺伝子発現量の集合)
小分子RNA群を
r(t)\mathbf{r}(t)r(t)
(制御信号)
環境入力を
e(t)\mathbf{e}(t)e(t)
とすると、
生体の状態変化は
dxdt=F(x,e)−G(r)x\frac{d\mathbf{x}}{dt} = \mathbf{F}(\mathbf{x},\mathbf{e}) - \mathbf{G}(\mathbf{r})\mathbf{x}dtdx=F(x,e)−G(r)x
■ 各項の意味
F(x,e)→ 通常の遺伝子発現(環境応答含む)
G(r)x→ RNAiによる抑制項(標的遺伝子だけ減衰)
つまり
RNAi =「選択的減衰オペレーター」
生命の目的関数
生命は内部的に次を最小化するよう振る舞うと定式化できる
minr(t)J=∫0T[∥x(t)−xopt∥2+λ∥r(t)∥2]dt\min_{\mathbf{r}(t)} J = \int_0^T \Big[ \|\mathbf{x}(t)-\mathbf{x}_{opt}\|^2 + \lambda \|\mathbf{r}(t)\|^2 \Big]dtr(t)minJ=∫0T[∥x(t)−xopt∥2+λ∥r(t)∥2]dt
生命は同時に
理想状態に近づく(恒常性維持)
無駄な制御を減らす(エネルギー節約)
を達成しようとする
つまりRNAiは
「必要最小限の抑制で最適状態を保つ制御器」
生命OSの方程式は
生命=動的系+最適化制御+選択的抑制

都市空間では




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