AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約


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Science April 19, 2002, Vol.296


速報(Brevia)

レトロウイルス遺伝子マーキングで誘導されるネズミ白血病(Murine Leukemia Induced by Retroviral Gene Marking) レトロウイルスベクターは遺伝子治療で外来遺伝子を導入するためのツールとしてよく 用いられるが、遺伝子の損傷や外来遺伝子と関連する新しい型の副作用を引き起こす可 能性がある。Liたちは、レトロウイルス遺伝子マーキングの動物モデルを用いて白血病 が誘導されることを観察した。この結果は、外来遺伝子産物による情報の干渉と挿入さ れる癌遺伝子の活性化が結びついて癌化が始まることを示しており、外来遺伝子の挿入 と発現に関連する副作用の危機管理のために動物モデルや、多施設での試験を行うこと が必要である。(hE)
Murine Leukemia Induced by Retroviral Gene Marking
   Zhixiong Li, Jochen Düllmann, Bernd Schiedlmeier, Manfred Schmidt, Christof von Kalle, Johann Meyer, Martin Forster, Carol Stocking, Anke Wahlers, Oliver Frank, Wolfram Ostertag, Klaus Kühlcke, Hans-Georg Eckert, Boris Fehse, and Christopher Baum
p. 497.

層状の様子(The Layered Look)

理論的な研究によれば、平らな表面の近くでは、境界面の両側における力の変化の具合に 応じて、整然と並んだ複数の層が変化する様子が推測されていた。最近のエックス線回折 計測により比較的複雑な液体に対してこのような整列性が観測されていた。Donnellyたち (p. 507; Johnsonによる展望参照)は、アルミニウム中の小さい空孔に閉じ込められてい る液体キセノン(希ガス元素)を使った、ずっと簡単なシステムの実空間像を撮るために 高分解能透過型電子顕微鏡を用いた。それらは、空孔壁の近くで層化していることによる 密度変化があることを見いだした。分子動力学シミュレーションによって空孔の端から端 までに渡って結晶学的構造が空孔の幾何形状によって決定されることを示している。結果 として、キセノンは通常の面心立方構造というよりむしろ体心立方構造になっている 。(hk)
PHASE OF MATTER:
The Elusive Liquid-Solid Interface

   Erik Johnson
p. 477-478.
Ordering in a Fluid Inert Gas Confined by Flat Surfaces
   Stephen E. Donnelly, Robert C. Birtcher, Charles W. Allen, Ian Morrison, Kazuo Furuya, Minghui Song, Kazutaka Mitsuishi, and Ulrich Dahmen
p. 507-510.

小さな奴を取り除く(Weeding Out the Little Guys)

典型的な濾過膜においては、小さな分子が蛇行した経路を通って優先的に通過するが、膜 がもっと選択性を持つようになっていたら浸透性は低下する。逆選択性膜というものが存 在するが、この膜は大きな分子の溶解度が高く、特定の大きな分子を選択的に透過させる 。Merkelたち(p. 519; Serviceによるニュース記事も参照)は、fumed silica(いぶしシ リカ)とよばれる、膜を構成するポリマー分子と同程度の粒径(13 nm)の粒状シリカの 砂を作り、これをポリマー膜に取り込ませ、ポリマー鎖の分布を変化させて空孔を形成し 、この空孔中を大きな分子だけが拡散しやすくすることで、選択性と透過性の両方を改善 した。これは工業的には大変興味深いことであり、空気から酸素を分離すると言うような 用途に使えるかもしれない。(Ej,hE)
CHEMISTRY:
To Net Big Molecules, Widen the Mesh

   Robert F. Service
p. 449-451.
Ultrapermeable, Reverse-Selective Nanocomposite Membranes
   T. C. Merkel, B. D. Freeman, R. J. Spontak, Z. He, I. Pinnau, P. Meakin, and A. J. Hill
p. 519-522.

つながれて行く(Getting Connected)

細胞下の構造の動力学を研究するためには、新たに合成された部分の取り込みとその運命 を実時間で観察し、超微細構造レベルまで詳しく追跡することが有益であろう。Gaietta たち(p. 503)は、蛍光標識法を開発したが、これは生きた細胞中の以前に合成されたギャ ップ結合タンパク質と、新しく合成されたギャップ結合タンパク質を区別し、さらにこれ を電子顕微鏡で解析できる。新たなギャップ結合成分は既存の複合体の周辺部に運ばれ 、古い成分は中心部から除かれる。(Ej,hE)
Multicolor and Electron Microscopic Imaging of Connexin Trafficking
   Guido Gaietta, Thomas J. Deerinck, Stephen R. Adams, James Bouwer, Oded Tour, Dale W. Laird, Gina E. Sosinsky, Roger Y. Tsien, and Mark H. Ellisman
p. 503-507.

電気泳動DNAコンピュータ(Electrophoretic DNA Computers)

DNAコンピューティングの特質から、それは、多くの変数と節を含む条件付きブール論 理問題のような、大規模な探索問題にふさわしいものである。Braich たち (p.499; Reif による展望記事を参照のこと) は、DNAコンピュータを用いて、20個の変数と24の節か らなる論理問題(3つの結合した正規形式の式文)を解いた。この問題は 、220(およそ100万)の真値を割り当てうる解の中に、たったひとつの可能な 解答があるよう設計されていた。各変数は、二つの異なる15の塩基の配列により、真ある いは偽として表現された。すべての可能な解を表現する300分子のDNAは、情報ライブ ラリを開放するためのホットステージと、最小の節を満たすDANを捕獲するためのコ ールドステージを有する電気泳動の箱の中で分析された。満足しないDNA鎖は洗い流さ れる。ホットステージとなるコールドステージにより、この過程は反復され、第二の節に 対する新たなコールドステージのプローブが挿入される。この過程は、すべての節に対し て繰り返され、最終的な答えは、PCR法により増幅した後、読み出される。(Wt)
【訳注】東京大学・大学院理学系研究科・萩谷昌己教授 のホームページに、「分子コ ンピュータの理論と構築」として、詳しい説明があります。
http://nicosia.is.s.u-tokyo.ac.jp/MCP/moco-final-html/top.html
COMPUTING:
Successes and Challenges

   John H. Reif
p. 478-479.
Solution of a 20-Variable 3-SAT Problem on a DNA Computer
   Ravinderjit S. Braich, Nickolas Chelyapov, Cliff Johnson, Paul W. K. Rothemund, and Leonard Adleman
p. 499-502.

核から金塊が(Nuggets from the Core)

金属鉄に富む相が溶融したり再結晶する間、その中には親鉄元素が高濃度に集積する。こ れらの元素を利用して、地球化学者たちは核が形成された時期や、その構造とか成分を推 定してきた。Meibom と Frei (p. 516; およびCarlsonによる展望記事参照)は、カリフォ ルニアのKlamath山脈から得られたオフィオライト(ophilolite, 緑色岩)に付随する砂 金鉱床中のRe-Os同位体の系統を分析した。その結果 、186Os/188Os比が極めて大きく、これが2億5600万年前から26億 4400万年前に生成された放射生成物であることを物語っている 。186Os/188Os比が大きく 、187Os/188Os比は小さかったが、これは通常のマントルの場合 とは逆である。これがもし外核由来の無変化な試料であれば、内核は地球生成から2億5千 万年以内に出来たことになる。(Ej)
GEOLOGY:
Enhanced: Osmium Remembers

   Richard W. Carlson
p. 475-477.
Evidence for an Ancient Osmium Isotopic Reservoir in Earth
   Anders Meibom and Robert Frei
p. 516-518.

氷期終結と炭素同位体元素の減少(CO2 Cap for Cold Climate)

氷期終結の広範囲に及ぶ特長は大気中CO2濃度の上昇である。海洋と大気中に 安定して存在するCO2炭素同位体元素組成記録によると最終氷期後に 13C/12Cが急速に減少していることを示している。SperoとLeaは (p. 522)、氷期終結開始時期に見られた炭素同位体元素の減少と南極洋や南氷洋の温暖化 、海流の変化、pCO2上昇などをリンクするメカニズムを提案している。彼ら の提案しているメカニズムは海洋表面の層化した氷の撹拌モデルと、南極洋と南氷洋温暖 化により始まる氷期サイクル終結時における、大気中CO2の急速な上昇を説明 する。(Na)
The Cause of Carbon Isotope Minimum Events on Glacial Terminations
   Howard J. Spero and David W. Lea
p. 522-525.

ゴールドスタンダード(The Gold Standard)

高分子ファイバーは機械的には強くて軽いが、一般的に光学特性が劣っている。一方、高 品質の誘電体ミラーは脆弱で、かつ作成にコストがかかる。Hartたち(p.510)は、高分子 ファイバーと誘電体ミラーの優れた特性を結びつけて、高反射率のファイバーを作った 。このファイバーの光学特性はファイバーを作るプロセスで調整することが出来、その反 射率は高品質の光学装置に用いられている標準的金属である金よりも優れている。(KU)
External Reflection from Omnidirectional Dielectric Mirror Fibers
   Shandon D. Hart, Garry R. Maskaly, Burak Temelkuran, Peter H. Prideaux, John D. Joannopoulos, and Yoel Fink
p. 510-513.

もっと小さな奴すら取り除く(Weeding Out Even Littler Guys)

細菌性タンパク質GlpFはアクアポリン(あらゆる生命体の細胞膜に存在する膜貫通チャネ ル)で水やグリセリンを輸送する。Tajkhorshidたち(p. 525)は、その透過性を支配して いる重要な特性を研究している。グリセリンの有無でのGlpFの構造が、チャネルを通過す るナノ秒での水挙動シミュレーションを用いて研究された。この解析により、GlpF変異体 の透過性の予測が可能となり、変異体の構造とシミュレーションを解くと、中心にある二 個のアスパラギンがプロトンの動きは妨げるが水は通過することが確認された。(KU)
Control of the Selectivity of the Aquaporin Water Channel Family by Global Orientational Tuning
   Emad Tajkhorshid, Peter Nollert, Morten Ø. Jensen, Larry J. W. Miercke, Joseph O'Connell, Robert M. Stroud, and Klaus Schulten
p. 525-530.

細胞浸潤(Cellular Invasions)

ウイルスが細胞を感染するために、まず細胞に入らなければならない。Pelkmansたち(p 535)は、サルのウイルス40(SV40)がどのように小窩という細胞膜の特殊化した構造を通っ て入るかを研究した。ウイルスは、小窩の内部移行を刺激するが、これにはアクチン網目 構造の崩壊が必要である。ウイルスをもった小窩は、遊離型アクチンと結合することによ って流星のような尾部を形成する。尾部は、小窩を細胞の奥に進ませる。(An)
Local Actin Polymerization and Dynamin Recruitment in SV40-Induced Internalization of Caveolae
   Lucas Pelkmans, Daniel Püntener, and Ari Helenius
p. 535-539.

エイコサノイド作用の中心部(The Heart of Eicosanoid Action)

心血管病の病理発生におけるプロスタサイクリン(PGI2)とトロンボキサン(TxA2)の役割に ついて論議が30年以上続いてきた。Chengたち(p. 539;Vaneによる展望記事参照)は 、PGI2は生体内で血小板と血管の相互作用を変調し、TxA2に対する有害な血 管増殖応答を制限することを示している。PGI2とTxA2の両方を抑 制するアスピリンと対照的に、最近提供されたシクロオキシゲナーゼ2(COX-2)阻害薬は PGI2だけを抑制する。PGI2とTxA2の相互作用は、アスピリンの替わりにCOX-2阻害薬を利 用している患者の心血管の合併症の分子的な原因と思われる。(An)
BIOMEDICINE:
Back to an Aspirin a Day?

   John R. Vane
p. 474-475.
Role of Prostacyclin in the Cardiovascular Response to Thromboxane A2
   Yan Cheng, Sandra C. Austin, Bianca Rocca, Beverly H. Koller, Thomas M. Coffman, Tilo Grosser, John A. Lawson, and Garret A. FitzGerald
p. 539-541.

深くの画像まで撮る(Taking an In-Depth View)

逆重畳積分(deconvolution)、共焦点光学顕微鏡、そして光学干渉断層撮影(optical coherence tomography)などの三次元(3D)光学顕微鏡の最近の進歩により、医学的な組 織病理学および発生遺伝学についての画像処理が飛躍的に改良された。Sharpeたち(p. 541;表紙を参照)は、ここで、(直径15ミリメートルまでの)より大きな標本について の、光学投影断層撮影(optical projection tomography;OPT)を用いる、非侵襲的な 、ヴァーチャル薄切技術を報告する。この技術により、蛍光標本および非蛍光標本の両方 ともについて、高解像度の3D画像を作成することができ、正常胚や器官系におけるRNA発 現およびタンパク質発現の組織分布の迅速なマッピングが可能になる。(NF)
Optical Projection Tomography as a Tool for 3D Microscopy and Gene Expression Studies
   James Sharpe, Ulf Ahlgren, Paul Perry, Bill Hill, Allyson Ross, Jacob Hecksher-Sørensen, Richard Baldock, and Duncan Davidson
p. 541-545.

マラリア薬剤制御(Malaria Drug Regulation)

葉酸代謝拮抗薬(antifolate drugs)は、ほぼ半世紀の間、マラリア(Plasmodium falciparum)に対して使用されてきた;しかし、その選択性についての基礎を十分に理解 している者はいない。ZhangとRathod(p. 545;Goldbergによる展望記事を参照)は、こ こで、中心的な寄与について同定した。葉酸代謝拮抗薬は、ジヒドロ葉酸レダクターゼ- チミジル酸シンターゼ(DHFR-TS)と呼ばれる寄生虫内の2機能性酵素を標的とする。ヒト においては、これらの活性は、2つの別個のタンパク質により担われている 。PlasmodiumのDHFR-TSは、同種のメッセンジャーRNA(mRNA)と結合し、それ自体の翻訳 を阻害する。そして葉酸代謝拮抗薬は、DHFR-TSと同種のmRNAの結合を妨害し、酵素レベ ルの正常な制御を乱す。この結果、翻訳が持続的に生じることになり、薬剤阻害を中和す る酵素がより多く産生される。寄生虫においては、DHFR-TSのmRNAとの結合は酵素活性部 位とは離れた位置で生じる;その結果、翻訳は停止され、そして薬物の作用は低下しない 。(NF)
PARASITOLOGY:
When the Host Is Smarter Than the Parasite

   Daniel E. Goldberg
p. 482-483.
Divergent Regulation of Dihydrofolate Reductase Between Malaria Parasite and Human Host
   Kai Zhang and Pradipsinh K. Rathod
p. 545-547.

複合体中の複合体(Complexes Within Complexes)

細胞タンパク質が必要でなくなるとプロテアソーム複合体はしばしば不要になったタンパ ク質を分解するために利用される。しかし、プロテアソームのサブユニットは核除去修復 や転写伸長時にも活性を持っていることが現在では知られている。Gonzalezたち(p. 548;およびOttosen たちによる展望記事参照)は、生化学的、遺伝的分析を利用して転写 活性因子Ga14はプロテアーゼ粒子の19Sを標的遺伝子へと補充するが20Sは補充しないこと を実証した。(Ej,hE)
TRANSCRIPTION:
Proteasome Parts at Gene Promoters

   Søren Ottosen, Francisco J. Herrera, and Steven J. Triezenberg
p. 479-481.
Recruitment of a 19S Proteasome Subcomplex to an Activated Promoter
   Fernando Gonzalez, Agnes Delahodde, Thomas Kodadek, and Stephen Albert Johnston
p. 548-550.

まれな系列(Rare Lineage)

Tリンパ球の小さなサブセットはナチュラルキラー細胞の特徴を有するマーカーを発現し 、順応性免疫応答を制御することが示されている。通常のT細胞と比較して、これらNKT細 胞の発生についてはほとんど分かってない。しかし、これが胸腺内部で主要組織適合複合 体様CD1リガンドによって陽性選択されることは知られている。Benlaghaたち(p. 553;お よびMacDonaldによる展望記事参照)は、野生型胸腺細胞のNKT細胞前駆体を特徴付けるた めに四量体染色を利用して、胸腺から末梢組織への遊出の過程を追跡した。これらの細胞 によって示されるるNK表現型は、これらの細胞が胸腺から出ていった後で実際に現れた 。もっと驚くのは、サイトカインであるインターロイキン-4の発現から、インターフェロ ンγの発現への進行であり、このことはこれら細胞によって仲介される免疫制御が異なる メカニズムであることを反映しているのかもしれない。(Ej,hE)
IMMUNOLOGY:
T Before NK

   H. Robson MacDonald
p. 481-482.
A Thymic Precursor to the NK T Cell Lineage
   Kamel Benlagha, Tim Kyin, Andrew Beavis, Luc Teyton, and Albert Bendelac
p. 553-555.

熱導管としてのスーパープルーム(Superplumes as Heat Conduits)

地震波を用いた断層撮影法によって、中部太平洋と南アフリカ近傍にある、地震の伝播速 度が平均速度より遅い深部マントル中の2つの広い領域が画像化されたが、この領域は 、ホットスポット通路および表面にある2つの大きな重力異常と対応している。この構造 、すなわちハワイおよびアフリカのスーパープルームは、核から地殻への、平均より高温 の物質の上昇を表している可能性があるが、これらスーパープルームがマントル上部にあ るという強い証拠はまだない。このたび、RomanowiczとGungは、地震波がこれら2つのス ーパープルーム領域の直接上の上部マントルで減衰していて、核からの熱流と地球内部の ダイナミクスに影響を及ぼす、平均より高温の2つの際だったな導管が形成されているこ とを示している(p. 513)。(KF,Og)
Superplumes from the Core-Mantle Boundary to the Lithosphere: Implications for Heat Flux
   Barbara Romanowicz and Yuancheng Gung
p. 513-516.

ダメージ・コントロール(Damage Control)

線虫(C.elegans)においては、転写因子の中のいわゆるforkheadファミリのメンバの1つが 活性化されると、その生物の寿命は、おそらくは酸化によるダメージや他のストレス形態 に対する抵抗が促進されるせいで、長くなる可能性がある。Tranたちは、哺乳類における forkheadファミリのメンバFOXO3aのストレス応答における役割を調べ、その転写因子の活 性化が細胞周期における遅延を引き起こし、損傷したDNAの修復を促進することを発見し た(p. 530)。活性化したFOXO3aを発現する細胞の転写のプロファイルを解析したところ 、細胞のストレス応答とDNA修復に関与する一群の遺伝子が明らかになった。この結果は 、forkhead転写因子が、線虫だけでなく哺乳類においてもストレス応答の主たる制御を行 なっており、おそらくこのようにして生物体の寿命に影響を及ぼしている、ということを 示している。(KF)
DNA Repair Pathway Stimulated by the Forkhead Transcription Factor FOXO3a Through the Gadd45 Protein
   Hien Tran, Anne Brunet, Jill M. Grenier, Sandeep R. Datta, Albert J. Fornace Jr., Peter S. DiStefano, Lillian W. Chiang, and Michael E. Greenberg
p. 530-534.

持続的に干渉する(Persistently Interfering)

21から25のヌクレオチドからなる短い二本鎖のRNAが相同的配列を有するメッセンジャ ー(およびそれ以外の)RNAの破壊をもたらすRNA干渉(RNAi)は、遺伝子発現の実験的操作 における有力な道具となってきている。RNAiを用いて哺乳類細胞における遺伝子発現を一 過性でノックダウンないしノックアウトする効果は、すでに結果によって証明されている 。Brummelkampたちは、このたび、哺乳類細胞における小さな干渉性RNAの持続性合成を管 理でき、効率的に何か月にもわたって遺伝子発現を抑制できるベクター・システムを開発 した(p. 550)。(KF)
A System for Stable Expression of Short Interfering RNAs in Mammalian Cells
   Thijn R. Brummelkamp, René Bernards, and Reuven Agami
p. 550-553.

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