AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約


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Science June 1, 2001, Vol.292


フィルムに閉じこめられた気候の変化(Climate Change Caught in Film)

顕生代のほとんどの期間を通じて、海洋は溶解カルシウムを多量に含んでおり、これが 海洋性ラン藻類が持つ生体フィルム中でCaCO3の過飽和状態を可能にしてい たが、その結果、このほとんどの期間、カルシウム炭酸塩となって沈殿した。プレカン ブリア紀には石灰化(炭酸カルシウムの沈積による硬化)したラン藻類はほとんど見ら れず、後期白亜紀以降には全く見られない。Arpたち(p. 1701;および表紙参照)は、光 合成によるラン藻類生体フィルムの石灰化モデルと古代大気のCO2濃度推定 値を結びつけ、白亜紀の海洋のカルシウム濃度は、それ以前の顕生代よりずっと低濃度 であり、プレカンブリア紀の海洋は溶解無機炭素の濃度が高かったに違いないことを示 した。このどちらの条件もラン藻類によるCaCO3生成を妨げたと思われる。 (Ej)

南極の氷にあく動的な穴(A Dynamic Hole in the Ice)

南極のWeddell海の冬季氷結した海氷に発生するpolynyaと呼ばれる穴は1970年代中ごろに 初めて観察されて以来、不規則な間隔で現れるが、常にほぼ同じような地域に発生する 。この不規則な、時には英国と同じくらいの大きさの穴は近くにある大規模な海山である Maud Riseに関連するものと考えられてきたが、polynyaの発生と維持のメカニズムはよく 分かっていなかった。Holland(p. 1697、Lemkeによる展望も参照)は、Weddell Polynyaに 対し一般的に用いられる熱力学的モデルと対照的な、海流がMaud Rise海山により妨げら れることで発生する大規模な渦巻きの結果によることを説明する動的モデルを開発した 。このpolynyaは深海の組成と海洋-大気間のCO2交換に重要な役割を果たす可 能性がある。(NA)

貝殻遊び(Shell Games)

大量の化石記録のある種では、古生物学と分子データを蓄積することによって、過去の 気候変化に対して進化がどのように反応したかについての追跡が可能になる。Hellberg たち (p. 1707) は、カリフォルニア海生腹足類が、後期更新世の気候変化によって急 速な形態的進化を生じたことを利用して、地理的範囲を北方に拡大したことを実証した 。個体レベルの顕著な形態的進化は、これら気候による種の地理的密集生息範囲の移動 によって生じたものである。これらの発見は、形態的進化は更新世の避難場所に密集し ているはずであるという従来の予想に反するものである。この研究は、古生物学者や進 化生物学者にとって価値があるだけでなく、環境保存生物学者や、気候変化が生物に及 ぼす影響を心配している政策決定者にとっても意味あるものであろう。(Ej)

極限環境における惑星形成(Forming Planets in Extreme Environments)

微惑星は、中心星の周りを回るガスとダストからなる円盤内部の粒子の凝集を通して形 成されると考えられる。シミュレーションでこれらの円盤内部に惑星を作ることは、ダ ストとガスが十分に大きな微惑星を形成できる前に脱出するために、困難であった 。Throop たち (p.1686) は、オリオン星雲中の惑星状円盤 Orion 114-426 に対する 、Trapezium cluster 中の若い星からの紫外輻射の効果をモデル化した。比較的大きな ケイ酸塩の粒子(最大直径1m)が、円盤の内側周縁内部で形成でき、これが陰を作るこ とによって他の星からの紫外輻射による破壊を免れることができる。大きな粒子の存在 は、また、著者たちの Orion 114-426 内の最近の観測とも矛盾しない。これらの粒子 は、地球サイズの惑星の形成の出発材料となる可能性がある。しかしながら、このよう な放射の強い環境下における木星サイズの惑星形成は、なお、捕らえることができない ままである。(Wt,Og,Nk)

イオンで計算する(Computing with Ions)

量子コンピュータを実際に実装するには、2レベルの系(qubit)の集合に対する正確で 制御可能な一連の量子操作の実行が必要であろう。このようなアーキテクチャの一つは 、トラップ中に保持された直線状の一連のイオンに基づくものである。このアーキテク チャでは、計算処理は、個々の、しかしながら、もつれたイオンの状態を操作すること が必要である可能性がある。Duan たち (p. 1695; Lloyd による展望記事を参照のこ と) は、このような配列したイオンへの量子的計算処理のために、情報に対する操作と 蓄積の幾何学的アプローチを提案している。量子ゲートの集合は、イオンに使用可能な パラメータ空間中に環状の経路を構成することで実現可能となるであろう。イオンはこ のパラメータ空間中で操作されるので、それらは幾何学的な位相、すなわち Berry位相 を得ることができる。それは、イオンの進化を監視することに使え、かつ、計算空間へ のマッピングすることが可能である。(Wt)

子供に食べさせる(Feeding the Kids)

子供の要求に対して親が餌を与える。この関係に於ける緊張は、人間の親がよく知って いることであるが、すべての動物においても多様な形態で存在しており、この親子の対 立は行動生態学において強い注目を集めている。Agrawalたち (p. 1710)は穴居性昆虫 (sehirus cinctus)について実験研究し、親子の対立は遺伝的なものだけでなく、行動 性の観点からも存在することを示した。著者たちは、1回に孵化する幼虫サイズや餌の レベルを変化させた交差養育(cross-fostering)を利用して、雌の穴居性昆虫は子供の 必要性(幼虫の数や空腹度)に応じて餌を供給することを示した。同一ファミリーの一 員は、この餌の誘発信号において類似している。子供の誘発信号と、母性供給レベルは 遺伝的に負の相関がある(充分な餌を与えれば、餌の要求信号は少なくなろう)。(Ej)

再発見( Lost and Found)

北アフリカから見つかった恐竜の最も優れたコレクションは、Ernst Stromerによって 発見されたものでありミュンヘンに所蔵されていたが、彼の記録と共に、1944年に行な われた爆撃中に失われてしまった。多くのアフリカの恐竜の標本が不足していることは 、中生代後期に起こった恐竜の動物相におけるPangeaの崩壊の影響に対する理解を妨げ てきた。Smithたち(p.1704;Stokstadによるニュース記事参照)は、エジプトの Bahariya層(Formation)においてStromerの発掘現場を再発見した。彼等は、90メートル トンをやや下回る、30メートルの長さになる巨大な竜脚類草食恐竜を発見し、それによ ると知られている最大の竜脚類の草食恐竜であり、アフリカでは最大の恐竜となる。こ の竜脚類草食恐竜と他の恐竜はマングローブの環境下で生活していたと考えられる 。(TO,Og)

シナプスについての共通のレシピ(Shared Recipe for a Synapse)

膜タンパク質のクラスター化は、Tリンパ球とニューロンによるシグナル伝達に本質的 なものであり、その両方の場合とも、細胞表面を通過する膜微少ドメインの運搬に依存 する。 Khanたち(p. 1681;TrautmannとVivierの展望記事を参照)は、神経筋シナプ スを組織化するために必要とされる凝集タンパク質であるagrinが、T細胞においても発 現され、そしてT細胞と抗原提示細胞との接触点である“免疫シナプス”の形成にも影 響を与えていることを示す。精製されたagrinをT細胞培養物に添加することにより、ま たはagrinに対する抗体によりクラスター化を亢進することにより、T細胞による抗原反 応性の閾値が顕著に低下する。このように、リンパ球とニューロンとの間の情報送達の 態様は、以前に予想されていたよりもずっと緊密に関連していると考えられる。(NF)

ソート・ソート(Sorting Sorted Out)

ライソゾームの酵素がゴルジ小体からライソゾームに移行するとき、それらの酵素は 、ゴルジ小体の出口(トランス)側において、クラスリンでコートされた小胞中にパッ ケージされる。このソート(選り分け)の工程において、ライソゾームの酵素は、マン ノース-6-ホスフェート受容体(MPR)に結合し、そのマンノース-6-ホスフェート受容 体が続いて ゴルジの方向へ進行するための小胞中にパッケージ化される。adaptinファ ミリーのタンパク質がこのパッケージングプロセスを媒介していると考えられている 。Puertollanoたち(p. 1712)およびZhuたち(p. 1716)はここで、いわゆるGGAファ ミリーのタンパク質がこのソート過程の鍵であるらしいことを示している(Toozeによ るPerspectiveを参照)。それぞれのGGAは、トランス-ゴルジネットワークにおいてマ ンノース-6-ホスフェート受容体と相互作用し、そしてGGAタンパク質のうちの一つがド ミナントネガティブ変異型である場合、ゴルジはマンノース-6-ホスフェート受容体を 放出することができなくなった。逆に、GGAに結合することができない変異型受容体の 場合には、正確にライソゾームにソートすることができなかった。(NF)

囲み突破の要素(Building Blocks of Breakout)

哺乳類は、生物体の集合であり、その生物体の多数は腸に存在し、そこに閉じこめられ ているが、普通はそれが相互の利益にもなっている。時々、病原因子をもつ生物体、例 えばリステリア菌、がこの囲みから抜けだし、致死的な感染を引き起こす。洗練された リステリア症のin vivoモデルで、Lecuitたち(p 1722;Finlayによる展望記事参照)は 、どのように囲みの突破が起きるかを明かにした。リステリアは、分子インターナリン (internalin)を表面にもつが、この分子は、Eカドヘリンと呼ぶ相補的の宿主分子と種 特異的に結合する。リステリアは、ヒト形Eカドヘリンを発現するように遺伝子操作し たマウス以外のマウスにおいては、浸潤性の感染を引き起こさない。Eカドヘリンがリ ステリアのインタナーリンに結合すると、細菌が、腸壁の内側の細胞に入り込み、、細 胞を横切って細胞から出ていき、全身性の感染を引き起こすことができるようになる。 (An)

グルコース取り込み(The Act of Glucose Uptake)

インシュリンは、血液中のグルコース濃度の正常な制御に必要であり、インシュリン情 報伝達の失敗が2型糖尿病に関与する。インシュリン受容体は、複数の細胞内信号を送 信するが、どの信号が肝臓と筋肉の代謝の制御、及び血糖濃度の制御に対して重要であ るかが不明であった。Choたち(p 1728)は、タンパク質キナーゼAkt2(タンパク質キナ ーゼBβとも呼ぶ)を欠乏した動物は、若干高血糖性であり、野生動物に比べて、インシ ュリンが血液からグルコースを取り込む能力が弱いようであることを報告している。更 に、インシュリンが肝臓におけるグルコース生成を抑制する能力が非常に減少した。こ のように、Akt2による情報伝達は、インシュリンの生理学的な関連性を示す代謝効果の 説明になるようである。(An)

Tc温度以下のCuprate の磁性整列(Magnetic Ordering in Cuprates Below Tc)

銅塩(cuprate)の高温超伝導の電子的挙動は、遷移温度Tcより低温になると、どのよう に変化するかについては議論の余地がある。多くの論文が低ドープ状態の高温cuprate 超伝導中の正常状態の"疑似ギャップ"の役割を理解しようとしている。最近では、この "疑似ギャップ"が超伝導と関係あるかどうかの論争に移ってきている。Sonierたち(p. 1692)は、高品質のYBa2Cu3O6+x結晶にドーピング と温度を変えて、詳細なミューオンスピン共鳴を測定した。この結果から、自発性静磁 場の開始温度はドーピングレベルに依存し、しかもTcよりはずっと低いことを明らかに した。(Ej)

アット秒パルス列を捕らえる(Catching the Attosecond Train)

サブフェムト秒光学によって、電子励起の高速なダイナミクスを探索できる可能性があ る。これはいままでのところ現在のプローブでは探索できない現象である。しかしなが ら、このような短いパルス発生の課題は、結局短いパルス測定とパルス特性の課題とな る。Paulたち(p. 1689; Serviceによるニュース記事を参照)は、短いパルス列発生技術 について述べている。そしてその短いパルス列は、ヘリウム原子ジェットとの交互作用 を経て得られる強いレーザ基本波の高調波成分を発生させる非線型光学過程を通して形 成される。彼らは、一対の高調波を比較し、それらパルスは位相が合っていることを見 つけた。それは、それらパルスのパルス幅が確かに250アット秒であることを示す必要 条件となる。(hk)

Frizzledタンパク質がGタンパク質をみつける(Frizzled Proteins Find G proteins)

Wntタンパク質は、発生の制御において決定的な役割を果たしており、Frizzledタンパ ク質として知られる受容体に結合することによって作用しているようである 。Frizzledタンパク質はGタンパク質(ヘテロ三量体のグアニン・ヌクレオチド-結合タ ンパク質)-結合受容体らしく見えるが、それを示す情報伝達機構が存在していることを 支持する証拠はほとんどなかった。その受容体機能の分析は、精製されたWntリガンド が手に入らなかったせいで、制限されてきたのである。Liuたちは、Frizzled受容体の キメラを創り出した(p. 1718)。このキメラは、ハムスターβ2-アドレナリン受容体 (β2AR)の細胞外領域および膜貫通領域を、ラットのFrizzled-1の細胞内領域に融合し たものである。この修飾された受容体を発現するマウスのF9奇形癌腫細胞は、あたかも Wntで処理されたかのように、β2AR作用薬のイソプレナリンに応答した。それはβ-カ テニンの典型的安定化を示したが、これが次に核において作用して、TcfおよびLef転写 因子と協同して、Wntで制御される遺伝子の転写を促進するのである。アフリカツノガ エルの受精卵から得られた培養された動物性capにおいては、百日咳毒素(Gタンパク質 の情報伝達の阻害薬)が、導入されたWnt8への転写性応答を遮断した。こうしたことを まとめると、これらの結果が示しているのは、Frizzledタンパク質が、Gタンパク質に 結合することによって、β-カテニンとTcf-Lefを介して、まさに発生への影響を産み出 している、ということなのである。(KF)
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