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2024-10-04 11:18:24
最近の研究は、アセンブリ理論の革新的な主張に異議を唱え、アセンブリ理論がシャノン・エントロピーのような既存の複雑さの尺度を反映しており、生命を定義する独自の方法を提供していないことを示しています。クレジット: SciTechDaily.com
新しい研究は、分子の複雑さと生命を理解するために提案された枠組みであるアセンブリ理論が独自のものではなく、シャノンエントロピーなどの既知の方法と同等であることを示しています。
彼らは、従来の統計ツールを使用することで、アセンブリインデックスが「生存度」を一意に判断できるという主張の誤りを暴き、生命の複雑さを真に理解するには多様な科学的洞察を統合することの重要性を強調しました。
アセンブリ理論とその課題
分子の複雑さのアセンブリ理論（AT）が新しい「すべての理論」であると主張されている主張に、3 つの新しい論文が反論しています。
2017 年に初めて公に提唱されたアセンブリ理論は、生命を特徴づけ、自然選択と進化を説明し、さらには時間、物質、生命、宇宙についての理解を再定義すると主張する、分子の複雑さの測定可能性に関する仮説です。
批判的分析と同等の理論
しかし、生物医工学画像科学部（BMEIS）のヘクター・ゼニル博士率いる研究者らは、キング・アブドラ科学技術大学（KAUST）およびスウェーデンのカロリンスカ研究所の同僚と協力して、論文で実証することに成功した。最近Nature誌に掲載された npj システム生物学従来の統計アルゴリズムと圧縮アルゴリズムを使用しても同じ結果が得られるということです。
が出版したばかりの 2 番目の論文では、 PLoS 複合システムまた、アセンブリ理論はシャノン エントロピーと同等であり、したがってそれらのアプリケーションに対する新しいアプローチではなく、ZIP 圧縮や PNG などの画像エンコード形式の背後で使用されるよく知られた一般的な圧縮アルゴリズムの実装であることも数学的に証明しました。 。
議会インデックスの誤りを暴く
「私たちの研究は、オブジェクトが所有する正確なコピーの数によってオブジェクトの『生存度』を判断するアセンブリ理論の中核コンポーネントであるアセンブリインデックスが本来の方法ではなく、その結論に欠陥があることを実証しました。」
ヘクター・ゼニル博士、生体医工学・画像科学部上級講師/准教授、筆頭著者。
ゼニル博士はさらに次のように続けました。「従来の圧縮アルゴリズムを分子または化学データに適用すると、アセンブリ理論と同じ検証結果が得られました。これは、アセンブリ理論が新しいフレームワークであるというよりも、他の既存の複雑さの尺度と区別できないことを意味します。しかし、オリジナルの作成者は他のアルゴリズムをテストしていません。」
現実世界の含意と誤解
「タマネギやシダなどのいくつかの野菜や植物は、多数の遺伝子コピーを持ち、最大 50 倍も長いゲノムを持っているにもかかわらず、アセンブリ理論がそのような一次元に基づいて示唆するように、タマネギやシダが人間よりも複雑である、または生きていると主張することは困難です。索引。生命を真に定義づけるものは、単に遺伝的な長さや構成要素の数ではなく、環境との複雑な関係、生命が示す作用、そしてその本質的な特性を保存する際の生命の回復力です。」
Jesper Tegner 教授は、キング・アブドラ科学技術大学、KAUST リビング システム研究所の生物科学およびコンピュータ サイエンスの教授であり、共著者でもあります。
「私たちの分析は、アセンブリ理論の数値指標の限界を明らかにし、「生きやすさ」と生命の特徴を定義することを試みています。私が本当に驚いたのは、生命の複雑さを理解する上での動的な相互作用の重要な役割が無視されていることです。さらに憂慮すべきは、根拠のない固定の生命検知閾値を提案する決定である。本当の進歩は、私たちがすでに開発したツールを使ってすでに知っていることを焼き直すのではなく、確立された知識に基づいて構築し、一見多様な理論を統合して、生命を形づくる複雑な多次元の力学を解明することにあります。」
ナルシス A. キアニ博士、カロリンスカ研究所分子医学センター腫瘍病理学部門上級研究員、共著者。
代替理論フレームワークの探求
生命を特徴づけるのは難しく、依然として未解決の問題ですが、グレゴール・メンデルのモジュール単位からエルヴィン・シュレーディンガーの熱力学、クロード・シャノンの統計エントロピー、グレゴリー・チャイティンのアルゴリズム情報に至るまで、さまざまな角度から研究されてきました。これらすべての知識と、複雑性科学とシステム生物学から得た多くの知識を備えて、私たちは今日、生命の重要な側面の 1 つはオープンエンド性、つまり生命の主体性がその適応と関係における規則的な行動や反復に制限されていないように見えるという事実であることを知っています。その環境に。
ヘクター・ゼニル博士とその共同研究者が率いるアルゴリズム情報ダイナミクス (AID) などの分野は、自然現象の因果モデルや生命システムのプロセスの機構的説明を見つける方法に光を当てています。 AID は、これまでの情報理論と因果推論の最新の知識を組み合わせた知識に完全に基づいており、世界を理解するために今日使用されているこれらの基本的な領域を構築し、橋渡しします。
AID の背後にあるメソッドはすでにモジュールの正確なコピーをカウントしていますが、これは最も明白な最初のステップであり、分子長の関数として有機化合物と非有機化合物を分離できると Zenil 博士が Assembly Theory の前に報告したものです。
参考文献:
「集合理論の方法と分子バイオシグネチャーの分類の顕著な限界について」Abicumaran Uthamacumaran、Felipe S. Abrahão、Narsis A. Kiani、Hector Zenil、2024 年 8 月 7 日、 npj システム生物学と応用。
DOI: 10.1038/s41540-024-00403-y
「アセンブリ理論は、LZ 圧縮に基づくアルゴリズムの複雑さの近似であり、選択や進化を説明するものではありません」フェリペ S. アブラハオ、サンティアゴ エルナンデス オロスコ、ナルシス A. キアニ、ジェスパー テグネル、ヘクター ゼニル、2024 年 9 月 23 日、 PLOS 複合システム。
DOI: 10.1371/journal.pcsy.0000014
「アセンブリ理論は単純な統計アルゴリズムによってシャノンのエントロピーに還元され、冗長になる」ルアン・オゼリム、アビクマラン・ウタマクマラン、フェリペ・S・アブラハオン、サンティアゴ・エルナンデス・オロスコ、ナルシス・A・キアニ、ジェスパー・テグネル、ヘクター・ゼニル著、2024年9月23日 コンピュータサイエンス > 情報理論。
arXiv:2408.15108
#科学者たちは革命的な万物の集合理論は結局それほど革命的ではないことを証明