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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脳:バレル皮質に対する少数の光学的微小刺激により学習行動が駆動される

 自由行動マウスのバレル皮質に対する少数の光学的微小刺激により学習行動が駆動されるらしい。

 微小刺激によって、ある群のニューロンの活動と知覚・認識機能との因果関係は確立できる。

 しかし、微小刺激を受けたニューロンの数や細胞の種類、誘発された活動電位の数などまで確定することは難しい。

 この問題を解決するために、D Huber らは、光によって開口する藻類のチャネルであるチャネルロドプシン 2 (ChR2)を、マウスの一次体性感覚皮質の第 2/3 層の少数のニューロンに導入した。

 in vivo での ChR2 光刺激によって、50 Hz の頻度までなら刺激に合わせた活動電位を信頼度高く発生できる、という。

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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18日

脳:体性感覚皮質単一ニューロン刺激の行動への反映

 感覚皮質の神経活動がどのように感覚と関係しているか説明することは、神経科学の中心的課題の1つである。

 感覚皮質ニューロンの活動電位は、感覚刺激の性質と強く関係付けられ、固体が刺激について下す主観的判断を反映している。

 これまでの微小刺激実験によって、感覚的判断に影響を及ぼすことが示唆されている。

 しかし、微小刺激では、刺激を受けた細胞要素の種類や数を決めることは出来ない。

 したがって、個々の皮質ニューロンに対する感覚の影響は未解決といえる。

 今回、Houweling と Brecht は、体性感覚皮質の単一ニューロン刺激、即ち、個々のニューロンへの刺激が、行動応答への反映についての実験を行った。

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地震:粉粒体媒質の固着すべりに対する音波の影響

 地震波によって発生した微小な歪が、場合によっては原因となる自身から数千キロメートルも離れた遠隔地で地震を誘発させることがあり、破壊は地震波が通過した後かなり経ってから起こることが多いが、その仕組みはまだわかっていない。

 地震核形成は通常、深さ 10〜20km で生じ、静的な荷重は十分大きく、地震波の応力摂動による地震の誘発を妨げるはずである、とカリフォルニア大学ロスアラモス国立研究所の P. A. Johnson らはいう。

 動的な地震誘発の物理学的性質と、地震の再来に対する動的応力の影響を更に解明するために、音響振動を加えた場合と加えない場合の粉粒体媒質の固着すべりを実験によって調べた。

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2008年06月17日

北極の気候:高所の温暖化

 近年の北極行きの温暖化の鉛直構造が報告された。

 ここ数十年にわたって、全球平均のほぼ 2 倍という大きさで、この現象は「北極増幅(Arctic amplification)」として知られている。しかし、この気温増幅を引き起こす原因はよくわかっていない。

 今回の報告によれば、最近数十年間で引き起こった雪氷面積の減少が、その一因である可能性があるという。

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2008年06月16日

物理:フォノンなんて要らない超伝導

 「古典的な」形の超伝導は、ノーベル賞を受賞した 1950 年代の BCS (Bardeen-Cooper-Schrieffer) 理論より、フォノン交換を介して相互作用する電子ペアの超流動として、最終的に説明された。

 いったん決着がつくと、今度はフォノンによって実現する変形可能な格子は超伝導にとって不可欠なのかどうかという疑問が浮上してきた。

 フォノンが不可欠ではないということは、その後に「非従来型」超伝導体が次々と発見されてわかってきた。

 2007年12月20/27日号の Review Article で、P Monthoux 、D Pines 、および、G Lonzarich は、フォノンを必要としない超伝導の解釈の強力な枠組みとして出現した磁気相互作用模型について、改めて解説している。

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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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古気候:暁新世 / 始新世境界における軽い炭素の急速な注入に先行した環境上の変化

 温暖化が先か、炭素注入が先か…?

 暁新世 / 始新世境界温暖極大期、つまり、約 5,500 万年前の極度に温暖化した時期は、特徴的な同位体組成を持つ温室効果ガスの海洋―大気への大量放出と関連していた。

 しかし、温室効果ガスの注入が、この出来事の特徴である地球温暖化と環境変動の原因なのかは、はっきりしていない。

 Sluijs たちは、米国ニュージャージー州の 2 つの堆積物断面から得られた暁新世 / 始新世境界にまたがる環境変動の分解能の高い記録を用いて、この問題の解明を試みた。

 その結果、この地点では温室効果ガスの注入の起こる数千年前から、環境変動と海洋表層の水温上昇がはじまっていたことがわかった。

 このことから、Sluijs たちは「暁新世 / 始新世境界における軽い炭素の急速な注入に先行した環境上の変化」について報告している。

 このような順序で事態が進行したことは、深海の水温上昇によって海底のガスハイドレートが解離し、温室効果ガスであるメタンが大量に放出されたという考え方と一致する。

 しかし、初期の温暖化の原因は、まだよくわからないままである。

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2008年06月15日

地震:海溝軸に平行な流れと地震波速度異方性

 マリアナ沈み込み帯と南アンデス沈み込み帯のマントルウェッジ上における S 波スプリッティングの測定によって、海溝の近くでは海溝に平行に地震速度が速いが、背弧側では海溝に直交した方向の異方性へと急激に回転することを示している。

 このような地震波速度異方性のパターンは、スラブの形状が海溝軸の走方向に沿って変化することに伴う 3 次元的な流れによって起きている可能性がある。

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