2010年12月07日

医学:心疾患のリスク因子を同定

染色体 9p21 上の DNA 領域の 1 つに生じた遺伝的変異は冠動脈疾患の発生率と関連があることが、数年前から知られていましたが、その関連がどのようなものかはまだわかっていません。

それは、問題となる 58 キロベースのゲノム領域に既知のタンパク質をコードする遺伝子が存在せず、冠動脈疾患の関与が知られている主な因子との関連性は一見ないように見えるからです。

今回、この DNA 領域を欠くマウスを用いた実験により、染色体上のこの領域が、約 10 万個の塩基対を隔てたところにある 2 つの遺伝子の心臓での発現を調節していることが明らかになりました。

Cdkn2a と Cdkn2b というこれら 2 つの遺伝子は、サイクリン依存性キナーゼ阻害因子をコードしており、モデルマウスでこえらの遺伝子の発現を抑制すると、大動脈平滑筋細胞の過剰な増殖が認められました。

この結果は、染色体 9p21 の異変と関連がある心臓疾患感受性の根底に、血管細胞増殖の調節異常があることを示唆しています。


### database ###
nature 464,317-456 18 March 2010 Issue no.7287
Letter p.409 / Targeted deletion of the 9p21 non-coding coronary artery disease risk interval in mice / A Visel et al.(ローレンスバークレー国立研究所およびエネルギー省合同ゲノム研究所:米)

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2010年05月28日

医学: Foxa2 が肥満を防止する可能性

インスリンが、飢餓および摂食に応答して、代謝と行動を調節する新規な機構が発見されました。

神経ペプチドであるオレキシンや MCH (メラニン凝集ホルモン)は、絶食時に脳の古典的な「摂食中枢」である視床下部外側野で放出され、動機付けられた行動を誘発し、食物摂取を促進します。

今回マウスを使った研究で、オレキシンや MCH の発現は、転写因子 Foxa2 による調節を受けていることが示されました。

摂食後には、インスリンシグナル伝達が Foxa2 の影響を無効にし、オレキシンや MCH の産生が止まります。

Foxa2 が恒常的に「オン(活性型)」になっているマウスは、オレキシンや MCH の量が多く、摂食量も増え、身体の動きも活発で、インスリン感受性も改善されていました。

肥満マウスで Foxa2 を「オン」にすると、除脂肪体重が増加し、脂肪量が減少します。

したがって、 Foxa2 のリン酸化の薬理学的阻害は、身体活動のレベル上昇につながり、健康全般が改善される可能性が出てきました。


### database ###
nature 462,535-688 3 December 2009 Issue no.7273
Letter p.646 / Regulation of adaptive behaviour during fasting by hypothalamic Foxa2 / J P Silva et al. (The Rockfeller University)


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2010年04月20日

免疫:新しいヘルプの方法

細胞内病原体に対する防御が成功するには、中和抗体と細胞傷害性 CD8^+ T リンパ球(CTL)応答が必要であり、これらは両方ともヘルパー CD4^+ T 細胞の活性に大きく依存しています。

Nakanishi たちは、CTL 応答における今まで知られていなかった CD4 ヘルプについて報告しています。

CD4^+ T 細胞は、ウイルス感染した粘膜部位への CD8^+ T 細胞の動員に必要であることがわかりました。

CD4^+ T 細胞がもたらすこのヘルプは、インターフェロン -γの産生と局所的なケモカインの分泌誘導が欠かせません。


### database ###
nature 462,381-534 26 November 2009 Issue no.7272
Letter p.510 / CD8^+ T lymphocyte mobilization to virus-infected tissue requires CD4^+ T -cell help / Y Nakanishi et al. (Yale University School of Medicine)
news and views p.418 / Immunology : A helpers' guide to infection / Thomas Gebhardt and Francis R. Carbone


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2010年03月04日

免疫:自己免疫における T 細胞の挙動

中枢神経系の組織は、細胞だけでなく、血中に循環しているほとんどの高分子が透過できない特殊化した血管によって、循環血液から効果的に遮断されています。

この一見完璧な隔絶にもかかわらず、中枢神経系組織は免疫系に監視され、自己免疫性の攻撃を受けることがあります。

今回、Lewis ラット実験的自己免疫性脳脊髄炎モデルで生体内二光子画像化法を使い、T 細胞が最初に脳に到達してから自己免疫疾患が発症するまでの、エフェクター T 細胞と脳の構造との相互作用過程をリアルタイムで示されました。


### database ###
nature 462,1-126 5 November 2009 Issue no.7269
Letter p.94 / Effector T cell interactions with meningeal vascular structures in nascent autoimmune CNS lesions / I Bartholomaus et al. (Max Planck institute for Neurobiology)
news and views p.41 / Immunology : In the beginning / Richard M.Ransohoff


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2010年02月19日

免疫:監視役としての HMGB タンパク質

染色体の HMGB (high-mobility group box) タンパク質である HMGB1 、HMGB2 、および HMGB3 が、核酸受容体を介する自然免疫応答の活性化全般に不可欠であることが、今回明らかになりました。

HMGB は、Toll 様受容体のリガンドと思われるものであれ、細胞質内受容体のリガンドと思われるものであれ、調べたすべての免疫原性核酸に結合したことから、細胞内核酸全般に対する万能の監視役としての生理的役割をもつ可能性があると考えられます。


### database ###
nature 462,1-126 5 November 2009 Issue no.7269
Letter p.99 / HMGB proteins function as universal sentinels for nucleic-acid-mediated innate immune responses / H Yanai et al (University of Tokyo)


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2009年12月08日

遺伝:X 染色体が種分化に果たす役割

日本に生息するトゲウオ科魚類のイトヨの固体群で、新たに生じた性染色体系が見つかりました。

同じ場所に生息するもう1つの近縁種にはこれがありません。

この発見は、性染色体の変化が生殖隔離および種分化の原因として、これまで考えられていたよりも大きな役割を持っている可能性があることを裏付ける証拠となります。

新たに進化した X 染色体は雄の求愛行動に関する遺伝子を含んでおり、一方、祖先型の X 染色体は行動隔離の遺伝子と雄の種不妊の遺伝子の両方を含んでいることが、遺伝学的マッピングで示されました。

これらの形質は、この種と太平洋でみられる祖先種との間の効果的な生殖的障壁の一部となっています。


### database ###
nature 461,1019-1162 22 October 2009 Issue no.7267
Article p.1079 / a role for neo-sex chromosome in stickleback speciarion / J Kitano et al. (Fred Hutchinson Cancer Research Center)
Making the paper p.1026


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2009年12月04日

性決定:鳥類の性を決める Z 遺伝子

鳥類で性を決めている遺伝子は、何十年にもわたる探索でも見つかっていませんでした。

今回、この実に重要な遺伝子座が、 Z 染色体上にあって、すべての動物で性決定に関わっているらしいことが知られている遺伝子であることが明らかになりました。


### database ###
nature 461,135-304 10 September 2009 Issue no.7261
news and views p.177 / SexDetermination : Birds do it with a gene / Jennifer A Marshall Graves
Letter p.267 / The avian Z-linked gene DMRT1 is required for male sex determination in the chiken / C A Smith et al. (The University of Melbourne)


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2009年11月30日

細胞: mRNA の分解は翻訳中に始まる

メッセンジャー RNA は、仕事を終えてその遺伝情報がリボソームによってポリペプチドへと翻訳されると、自身は分解への過程をたどります。

この過程について広く受け入れられているモデルでは「使用済み」 mRNA は細胞質中の RNA プロセシング酵素が高濃度に存在する「 P 体」で分解されると考えられています。

しかし、新たな研究で、この考え方が正しくないことが示唆されました。

分解は、 mRNA が活発に翻訳中のリボソームとまだ会合している間に始まり、 mRNA がリボソームから隔離された状態にならなければ、分解が開始されないということではないらしいです。

このように、翻訳と分解が同時進行することで効率的に分解が行え、一方、最後の翻訳を行っているリボソームも合成を完了できるのであるといいます。


### database ###
nature 461,135-304 10 September 2009 Issue no.7261
Article p.225 / Co-translational mRNA decay in Saccharomyces cerevisiae / W Hu et al.(Case Western Reserve University)

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2009年11月12日

細胞:遺伝的リスクを最小に

ヒトゲノムには、ゲノム再編成やゲノム不安定性の原因になりやすい、さまざまな種類の「危険性が高い」反復配列が含まれており、それらの一部はがんなどの病気を引き起こすこともあります。

細胞はさまざまなタンパク質を用いて、このようなゲノム不安定性がめったに生じないようにしています。

出芽酵母( Saccharomyces cerevisiae )の第 V 染色体左腕の研究で、ゲノム再編成を防ぐ多数の遺伝子が突き止められました。

意外にも、単一コピー配列が介在するゲノム再編成と「危険性が高い」反復配列が介在する再構成とでは、抑制するための経路が別々に用意されているといいます。


### see dada / data bace ###
nature 460,925-1050 20 August 2009 Isse no 7258
Article p.984

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2009年11月02日

海洋:古細菌のアンモニア酸化

好機的アンモニア酸化は地球の窒素循環の重要な過程の1つです。

この反応の触媒を行っているのは、わずかな種類の細菌のみだと考えられていましたが、広く分布する古細菌種も同じ反応を行っていることが数年前に発見されました。

今回、SCM1 という海洋性古細菌分離株の研究により、この株がアンモニア酸化細菌をはるかに上回るアンモニア親和性を持つことが明らかにされました。

このことは、貧栄養性の海洋で海洋性古細菌がほかの微生物と十分に競合できることの説明となり、海洋の窒素循環における硝化作用は、現在通用している生物地球化学的モデルで考えているより、ずっと広範に行われていると考える説を裏付けています。


### see dada / data bace ###
nature 461,837-1018 15 Ocyober 2009 Isse no 7266
Letter p.976

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2009年02月19日

細胞:真核生物のエキソソームによるヌクレオチドRNA切断

 エキソームは真核生物の主要なヌクレアーゼで、核と細胞質の間に局在し、多数の細胞内RNAのプロセシング、品質管理、代謝回転に関わっている。

 この巨大なマクロ分子集合体は 3'→ 5' エキソヌクレアーゼと考えられており、古細菌のエキソソーム様複合体や細菌のポリヌクレオチドホスホリラーゼと進化的に関連する9個のサブユニットから環状構造を有する事が示されている。

 最近の研究結果においては、酵母やヒトの環状構造は、原核生物の対応する環状構造とは異なり、酵素活性を持たないことが示され、これとは対照的に、酵母のエキソソームコアのエキソヌクオチド切断活性は、真核生物特異的なDis3サブユニットのRNBドメインによって仲介される事がわかっている。
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2009年02月18日

細胞:in vivo での細胞運動の接触阻止

 in vivo での細胞運動の接触阻止は神経冠の方向性のある移動を制御しているという。

 細胞運動の接触阻止は50年以上前に Abercrombie によって発見された。

 in vitro で繊維芽細胞が互いに接触すると突起分が引っ込んで、方向転換をする現象として知られる。

 この機能が障害されると、悪性浸潤の一因となることが示唆されているが、細胞運動の接触阻止の分子基盤、また、in vivo でもこれが起こるかどうかはまだわかっていない。

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2008年06月19日

工学:バイオ燃料として分枝高級アルコールを合成するための非発酵的経路

 地球規模のエネルギーおよび環境問題により、再生可能な資源からバイオ燃料を合成する取り組みが活発化している。

 高級アルコールはエネルギー密度が高く吸湿性が低いことから、従来のバイオ燃料であるエタノールよりも、ガソリンの代替品としての長所をいくつか備えている。

 また、分枝アルコールは、対応する直鎖アルコールよりもオクタン価が高い。

 しかし、このようなアルコール類は自然界の生物を利用して経済的に採算の合うように合成することができない。

 そこで、出てきたのが、大腸菌である。

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気候:炭素サイクル〜二酸化炭素の正味の損失

 大気中 CO2の季節変動サイクルの位相変化は、1つの地域が CO2のソース、或いは、シンクになった時期の目印となる。こうした変化に関する研究から、示唆に富む結論が浮かび上がった。(update

 CEA-NBRS より、「秋期の温暖化が引き起こす北半球生態系での CO2 の正味の損失」についての報告が挙げられた。

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2008年06月16日

神経:錐体ニューロン樹状突起での局所的な動的シナプス学習規則

 ロジック上で繋がりのよいシナプスのお隣経験は行動、記憶や理解力を作る。

 機構に関していえば、経験は脳の回路に影響を与えるが、学習の際には、ニューロン接触箇所での協力が、この仮定にかかわっている可能性がある。

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2007年10月24日

物理:反強磁性を自在に制御する

 強磁性体はどこにでもあるが、強磁性という性質自体は稀なものである。その近縁にあたり、もっと不思議なものが反強磁性体で、これにはさらに多く見られるが、この性質が知られたのは100年足らず前で、技術関連で問題とされ始めたのは20年ほど前のことに過ぎない。

 その理由の1つは、強磁性磁区の類似物、つまり強磁性体を分割してできる小さな棒磁石に相当するものが得られないということである。

 今回、X 線光子相関分光法という新しい技術を用いて、クロムの反強磁性体におけるスピン密度と電荷密度の超構造をナノメートルスケールで調べることが可能となり、実験が行われた。

 この結果から、反強磁性体の幅広い応用への道を開くエンジニアリング技術が生まれるかもしれない。

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2007年10月23日

脳:無意識下でのネットワークづくり

 脳が休んでいる間、神経ネットワークを何をしているだろうか。

 実は、脳が休んでいる間はアイドリング状態になっており、神経回路では自発的な変動を起こしている。

 ヒトの脳では既に研究によってわかっているものであるが、サルの脳にも同じような動向が見られるという。

 霊長類では、これらのネットワークの一部は深い麻酔をかけた上体でも、高度に組織だった活動パターンを示すことがわかった。


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2007年10月22日

遺伝:メダカゲノムの概要塩基配列

 メダカ(Oryzias latipes)は、日本では一般家庭で飼われてきた魚だが、最近では、発生遺伝学や進化生物学の実験モデル生物にもなっている、という。

 今回、日本の大規模なコンソーシアムによって、メダカのゲノム塩基配列が解読され、分析された。

 脊椎動物の種分化の遺伝的基盤を解明するための新しいモデル系であるシクリッドやトゲウオは、進化的にはゼブラフィッシュよりもメダカに近縁であり、そのため、メダカのゲノム塩基配列からは脊椎動物の4億年のゲノム進化についての貴重な手がかりが得られると考えられる。

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生態:水不足の熱帯

 熱帯雨林は地球上で最も多様性に富む種類の植物群集であり、その生態系が持つ様々な機能を(そこに集まる生物種だけでなく)人間にも提供している。

 そのため熱帯林には政策立案者から環境保護団体まで、多方面からの注目が集まっている。

 今回、熱帯林に関して一般的な「湿潤な熱帯林には全般に水分がたっぷりある」という前提に疑問が投げかけられた。

 パナマ地峡全域の種分布パターンの評価により、こうした熱帯林の植物群集の構造が作られる上で旱魃が大きな役割を担っていることが示されたのである。

 したがって、気候変動や生息域の細分化によって、土壌成分の利用可能量が変化すると、熱帯の種は大打撃を被ると考えられる。

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2007年10月19日

工学:どんどん進化するNMR

 NMRという優れた測定法をさらに改良。

 まるでソレイドの魔法のような MAS (マジック角回転: magic angle spinning )と呼ばれる手法を使うと、核磁気共鳴分光法で固体の扱う際の感度を、溶液を使う場合と同じくらいにすることができるという。これによって、シグナル検出のさらによい方法が考えられた。

 核磁気共鳴(NMR)は、液体や固体の局所構造と動的性質を探ることが出来るため、現在利用できる最も強力で汎用性の高い分析法の1つとなっている。

 しかし、NMRには本質的に感度が非常に低いという大きな欠点があり、このため極めて小さい試料には向かない。

 そこで登場したのが、「MACS」すなわちマジック角コイル回転という新技術である。

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