数理生命科学プログラム
Theoretical Biology Group 理論生命システム研究室
We study biological physics—how simple, predictive laws emerge from messy microscopic interactions. Our lab develops theory and inference tools for evolutionary and networked biological systems, from biochemical reaction networks to viral and population dynamics.
シングルセル計測やオミクス、病原体ゲノム監視、脳活動計測など、生命システムの動態データが急速に蓄積しています。こうした状況で、観測をメカニズム理解へ翻訳し、検証可能な予測や介入へつなぐ理論が強く求められています。
生命システムは要素を個別に調べるだけでは不十分で、相互作用から全体として普遍的な法則が立ち現れます。分子反応ネットワーク、微生物群集の相互作用、ウイルス進化と感染拡大、神経ネットワークといったさまざまなシステムを対象に、確率過程・統計物理・情報理論・機械学習を駆使した数理モデルと推定手法を開発し、データと理論を往復して普遍原理を抽出します。また、得られた原理をもとに生命動態の予測・制御の指針へ展開し、実験・観測とも連携して検証します。
- Reaction networks: connectivity, robustness, and multistability in biochemical systems
- Evolutionary dynamics: genetic drift with extreme reproductive variability; phylodynamics from time series
- Information & control: information flow and interpretable theory for stochastic control networks
- 反応ネットワーク：生化学システムの連結性・頑健性・多安定性
- 進化ダイナミクス：極端な繁殖変動を伴う遺伝的浮動・時系列データからの系統動態
- 情報と制御：確率的制御ネットワークにおける情報流と解釈可能な理論
We welcome inquiries from prospective students, postdocs, and anyone interested in collaboration — feel free to get in touch. 学生さん・ポスドク・共同研究など、どなたでもお気軽にご連絡ください。
Research研究概要 ↗ Publications論文 ↗ Membersメンバー ↗ Contact連絡先 ↗ CV ↗
- 2026.04 British Journal of Haematologyに論文 "Recombinant zoster vaccine induces superior immunogenicity compared with live varicella vaccine in allogeneic haematopoietic stem cell transplantation recipients" を発表しました。
- 2026.04 松尾直樹さん(B4)が研究室に加わりました。
- 2026.04 広島大学大学院統合生命科学研究科 数理生命科学プログラムに異動しました。
- 2026.03 カリフォルニア大学バークレー校との共同研究で、論文 "Inferring Migration Networks with Time-Lagged F2 Statistics" をBioRxivに掲載しました。
- 2026.03 学術変革領域研究（A）EPIC Assembly 進化情報アセンブリ 公募研究に採択されました。
- 2026.02 論文 "Uncovering heterogeneous intercommunity disease transmission from neutral allele frequency time series" が、PNASの Commentary に取り上げられました。
- 2026.01 現代化学1月号に解説記事が掲載されました。
- 2025.11 カリフォルニア大学バークレー校・ハーバード大学との共同研究で、PNASに論文 "Uncovering heterogeneous intercommunity disease transmission from neutral allele frequency time series" が掲載されました。
- 2025.10 国際オンラインセミナー Autocatalysis in reaction networks で招待講演しました。
- 2025.07 ACMB-JSMB 2025で、Special Symposia "Dynamics and Structures of Biological Networks I, II, III" をorganizeしました。
- 2025.03 国際オンラインセミナー MoRN Seminar (Mathematics of Reaction Networks) で招待講演しました。
- T. Ono, T. Okada, R. Ikeda, M. Yamashita, K. Koyauchi, F. Takagi, M. Adachi, T. Takemura, K. Mitsui, and Y. Nagata, Recombinant zoster vaccine induces superior immunogenicity compared with live varicella vaccine in allogeneic haematopoietic stem cell transplantation recipients, British Journal of Haematology, (2026).
- G. Isacchini, T. Okada, C. Schmid, D. R. Popli, B. M. Peter, S. Schiffels and O. Hallatschek, Inferring Migration Networks with Time-Lagged F2 Statistics, BioRxiv (2026).
- T. Okada, G. Isacchini, Q. Yu & O. Hallatschek, Uncovering heterogeneous intercommunity disease transmission from neutral allele frequency time series, PNAS 122(48), e2500663122 (2025).
- Y. J. Huang, T. Okada and A. Mochizuki, Uncovering Bifurcation Behaviors of Biochemical Reaction Systems from Network Topology, Sci. Rep. 15, 27596 (2025).
- M. Honjo, K. Suzuki, J. Katai, Y. Tashiro, T. Aoyagi, T. Hori, T. Okada, Y. Saito and H. Futamata, Stable States of a Microbial Community Are Formed by Dynamic Metabolic Networks with Members Functioning to Achieve Both Robustness and Plasticity, Microbes Environ. 39, ME23091 (2024).