AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約


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Science August 9, 2002, Vol.297


短信(Brevia)
道具を改良するカラス(Shaping of Hooks in New Caledonian Crows)

道具を使う動物は多くいるが、そうした動物は、物理的な力や因果的な関係を理解してい るのかどうかよくわかっていない。霊長類は、最も使い道が多く複雑な道具を使うことが できると考えられている。しかし、ニューカレドニアカラス(Corvus moneduloides)は 、道具に関連する認知能力をヒト以外の霊長類と競えるかもしれないという可能性が高ま っている。我々は、飼われているメスのカラスが、自発的に一本の直線の針金を曲げてか ぎ状にし、それを使って筒の中にある餌の入った容器をうまく吊り上げたという実験につ いて報告する。これは、5回目の実験において、カラスがかぎ状かあるいは直線の針金を 選ぶとき、他の実験対象(オス)よってかぎ状の針金を除かれた後に起こった。彼らは、曲 げられる物質を使う以前の経験は、この実験の1年前にフレキシブルなパイプクリーナを 1時間自由に取り扱うという経験だけであり、彼らは針金については知らない。10回の有 効な試行の中で、メスは針金を曲げ、そしてそれを使い餌を9回取り出した。オスは、真 直ぐな針金を使い餌を1回取り出した。針金を曲げるために、メスは初め一方の端を粘着 テープ(筒の底の周囲やとプラスチックのトレイの面に貼られている)で固定したり、ある いは餌から3メートルのテープの無い位置に足で針金を保持した。それからメスは他方の 端をくちばしでくわえ直角に引き、その結果曲げた。すべての有効な試行では、カラスは 2分以内で餌を取り出した。こうした結果、少なくとも我々のカラスの中の1羽は、特定 の課題のために新しく道具を改良する能力を持つことが分かった。(TO)
Shaping of Hooks in New Caledonian Crows
   Alex A. S. Weir, Jackie Chappell, and Alex Kacelnik
p. 981.

すでに量子ビートを捕らえていた(They've Got the Quantum Beat)

高い振動状態の分子双極子モーメントの測定は難しいかもしれないが、水に対してはこれ らの値は“大気エネルギー・バランスに重要な影響を与えている水の正確な吸収スペクト ル図を描くために”不可欠である。従来、シュタルク(Stark)効果測定が基底状態と低 域励起状態双極子モーメント得るために使われていた。昨今、Callegariたち(p. 993; Bernathによる展望参照)は、O-H伸張振動の中で励起された4個か5個かあるいは8個の量子 をもつ水分子の量子ビート分光解析によって永久双極子モーメントと遷移双極子モーメン トを確定するために三つの異なるレーザと同時にスターク場を用いている。これらの値は 、最適な理論値からは系統的に変化することから、位置エネルギーと双極子モーメント面 を将来計算するときの基準となるであろう。(hk)
LASER CHEMISTRY:
Water Vapor Gets Excited

   Peter F. Bernath
p. 943-945.
Dipole Moments of Highly Vibrationally Excited Water
   Andrea Callegari, Patrice Theulé, John S. Muenter, Roman N. Tolchenov, Nikalai F. Zobov, Oleg L. Polyansky, Jonathan Tennyson, and Thomas R. Rizzo
p. 993-995.

電気化学素子の寿命を伸ばす(Extended Actuator Lifetime)

導電性ポリマーは電池や発光ダイオードなど多くの用途があるが、充電と放電を繰り返す ことで比較的短時間で性能の劣化が起きる。劣化問題は導電性ポリマー自身に原因がある わけではなくポリマーが埋め込まれている電解質の劣化による場合が多い。Luたちは(p. 983)、導電性ポリマーの改良とイオン性の液体の双方を利用する、安定した電気化学的素 子が効率的に開発されることを示している。(Na)
Use of Ionic Liquids for pi-Conjugated Polymer Electrochemical Devices
   Wen Lu, Andrei G. Fadeev, Baohua Qi, Elisabeth Smela, Benjamin R. Mattes, Jie Ding, Geoffrey M. Spinks, Jakub Mazurkiewicz, Dezhi Zhou, Gordon G. Wallace, Douglas R. MacFarlane, Stewart A. Forsyth, and Maria Forsyth
p. 983-987.

DNAの障害物コース( DNA Obstacle Course )

高分子鎖がある地点から別の所に動くさいに、セグメントの総てが連続的な、或いは協同 的な動きで、又は、その両者の幾分か混じった動きで位置を変える必要がある。その運動 を二次元に限定すると、鎖の絡み合いの機会が押さえられてその描画を幾分か単純化し 、又、個々の鎖の動きの直接的可視化が可能となる。Nykypanchukたち(p. 987)は、コロ イド鋳型プロセスを用いて、環状の穴を通して相互に連結した一連の球状のキャビティを 作った。蛍光色素を用いて、著作たちは線状のDNAがキャビティからキャビティにジャン プする際の動きを視ることが出来た。このような条件下では、エントロピー的障壁が鎖の 動きを制御している。(KU)
Brownian Motion of DNA Confined Within a Two-Dimensional Array
   Dmytro Nykypanchuk, Helmut H. Strey, and David A. Hoagland
p. 987-990.

森で多くの木々が倒れたとき(When Many Trees Fall in the Forest)

熱帯の森林伐採の割合は、熱帯の生態、生物多様性(biodiversity)そして生物圏の維持可 能な利用と関係が深い。さらに全世界的な熱帯の森林伐採率は、全世界的な炭素サイクル のモデルを完成させ、そして炭素の源が損失する量的規模を決定するために、必要とされ ている。Achardたち(p.999; Kaiserによるニュース記事参照)は、衛星画像と改良された 統計的標本抽出戦略とから、熱帯森林伐採の割合を決定した。彼らは、熱帯性高湿森林が 過去の最も正確な推定値よりも23%低い割合で消失していることが判った。この少し喜ば しい知らせにもかかわらず、悪いことに、高湿熱帯森林は58,000ヘクタール(ベルギーの 面積のほぼ2倍)が消失し、そして加えて年間23,000ヘクタールが荒廃(degraded)している 。(TO)
FOREST ECOLOGY:
Satellites Spy More Forest Than Expected

   Jocelyn Kaiser
p. 919.
Determination of Deforestation Rates of the World's Humid Tropical Forests
   Frédéric Achard, Hugh D. Eva, Hans-Jürgen Stibig, Philippe Mayaux, Javier Gallego, Timothy Richards, and Jean-Paul Malingreau
p. 999-1002.

ヒトゲノム内部の重複(Duplicates Within the Human Genome)

配列が決定された他の動物のゲノムに比較して、ヒトゲノムは、過去4千万年以内に現れ た多くの部分重複のため、多様なものとなっている。入手できるヒトゲノム配列の二つの 型を比較することにより、Bailey たち (p.1003; Lynch による展望記事を参照のこと) は、任意の一組の断片内部で過剰な表現が与えられており、それゆえ、そのゲノム内部の 正規の重複である領域を同定した。これらの重複は、ヒトの染色体中にランダムではない 分布を示している。彼らは、可能性のあるホットスポットとして 169 の領域を同定して いる。このホットスポットは、霊長類の進化に付随する遺伝子の再配列であるとともに 、重複間の不均衡な再配列に付随するヒト遺伝病の同定に対する一組の候補を与えるゲノ ム再配列の場所である。この研究は、また、ヒトゲノム列の最終版を作るうえで、価値あ る資産を与えるであろう。(Wt)
GENOMICS:
Gene Duplication and Evolution

   Michael Lynch
p. 945-947.
Recent Segmental Duplications in the Human Genome
   Jeffrey A. Bailey, Zhiping Gu, Royden A. Clark, Knut Reinert, Rhea V. Samonte, Stuart Schwartz, Mark D. Adams, Eugene W. Myers, Peter W. Li, and Evan E. Eichler
p. 1003-1007.

宇宙でつくった本物の卵ではない( Not Just Space Eggs )

コアがアルミニウム-インジウム合金の一つの相で外被の部分が別の相から成る卵型の構 造が、微小重力条件下で成長した微細で、急冷固化された粉体によって作られることが知 られていた。東北大学のWang、石田清仁(Ishida)、貝沼亮介(Kainuma)たち(p. 990)は、液体状態の合金、この場合は鉄-銅合金の相図の中で混和性のギャップが存在す ると、このような材料が地球上でも成長しうることを示している。界面エネルギーの差が 大きく、温度差がある時、マランゴニ対流により物質の運動が起きて、分量の少ない液体 成分が卵型粒子のコアを形成する。彼らによると、分量の多い方が外側の殻を形成し、少 ない方がコアとなる。また、セラミックスや高分子材料でも同じ構造の粉末を作れると言 う。(KU,Tk)
Formation of Immiscible Alloy Powders with Egg-Type Microstructure
   C. P. Wang, X. J. Liu, I. Ohnuma, R. Kainuma, and K. Ishida
p. 990-993.

黒海のリーフを形成するもの(Black Sea Reef Builders)

最近、黒海において、クリミア半島に沿うメタン溜まりを伴った、微生物によって生成さ れた巨大なリーフ(礁)が発見されたが、これは、初期地球の地球化学的および大気的な 歴史の再評価とともに物質代謝進化の再評価に至る暗示を有している。Michaelis たち (p.1013) は、同位体的に軽い炭酸塩のリーフは、嫌気性のメタン-酸化性の微生物の共同 体(consortia) によって作られたことを示している。この微生物共同体は非常に高レベル のバイオマスに達し、実質的には、無酸素性条件における炭酸塩の枯渇に寄与することと なる。以前は、メタン酸化の同位体的な兆候は、好気性のメタノトロフィ ー(methanotrophy)と地球大気の初期の酸化性の徴として説明されていた。この新しい発 見は、嫌気性条件は初期の地球に広がっており、アルカリ条件下の炭酸塩の沈殿に伴うメ タンの硫黄による嫌気性酸化は、大規模に起きていた可能性があることを示唆している 。(Wt)
Microbial Reefs in the Black Sea Fueled by Anaerobic Oxidation of Methane
   Walter Michaelis, Richard Seifert, Katja Nauhaus, Tina Treude, Volker Thiel, Martin Blumenberg, Katrin Knittel, Armin Gieseke, Katharina Peterknecht, Thomas Pape, Antje Boetius, Rudolf Amann, Bo Barker Jørgensen, Friedrich Widdel, Jörn Peckmann, Nikolai V. Pimenov, and Maksim B. Gulin
p. 1013-1015.

全体論的細胞シグナル伝達(Holistic Cell Signaling)

マイトジェン活性化タンパク質(MAP)キナーゼ1および2は、多くの細胞性プロセスの重 要な制御因子である。それらのキナーゼが、キナーゼの活性化を行うフィードフォワード およびMAPキナーゼの不活性化を引き起こす酵素を刺激することによるフィードバックの 両方を行う、複雑な制御回路にさらされることは、驚くべきことではない。MAPキナーゼ ホスファターゼ(MKP)は、たとえば、MAPキナーゼ1および2を脱リン酸化--そしてしたがっ て不活性化--する。しかしながら、MKPは、フィードバックループおよび他の阻害性ホス ファターゼに競合する、という観点でとらえられているはずである。Bhallaたち(p. 1018;IngoliaおよびMurrayによる展望記事を参照)は、実験解析を、コンピュータ解析 およびコンピュータモデリングと組み合わせて使用して、MKPについての予測できなかっ た役割を提示している。彼らの研究から、MKPは成長因子-刺激細胞におけるMAPキナーゼ 急性活性の主要な決定因子ではないことが示される。むしろ、MKPの活性が増加すること により、制御ネットワークを変化させ、それにより、持続的なMAPキナーゼの活性化を生 み出すべき強力な刺激のみが、それらの酵素の短期間の活性化を生み出すようである 。(NF)
MAP Kinase Phosphatase As a Locus of Flexibility in a Mitogen-Activated Protein Kinase Signaling Network
   Upinder S. Bhalla, Prahlad T. Ram, Ravi Iyengar
p. 1018-1020.

テロメアでのテロメラーゼの制御(Controlling Telomerase on Telomeres)

テロメアは、染色体の先端部に見出され、そこでそれらは末端部-複製の問題を解決し 、そして潜在的に致死的な染色体の端部-端部融合を阻害するように働く。テロメアDNAは 、単純なリピート配列からなり、そしてテロメア長は、複合体を形成すると考えられてい る4つの構成要素、Est1p、Est2p、およびEst3p、およびTLC1 RNAを含むテロメラーゼ酵素 により維持される。酵素複合体は、一本鎖DNAに結合するタンパク質であるCdc13pにより 、S-期の間のテロメアに導入さえると考えられてきた。酵母(Saccharomyces cerevisiae)における研究により、Taggartたち(p. 1023)はここで、変異して不活性な Cdc13pの存在下でさえ、テロメラーゼの構成要素はテロメアと結合し、そしてしたがって 、Cdc13pの導入によってはテロメラーゼ制御を説明することができないことを示す。むし ろ、コアテロメラーゼ酵素のEst2p-TLC1 RNAは、S-期の前にテロメアと結合しており、そ してその後後期S-期においてEst1pの結合によりCdc13pが不活性化されることにより、活 性化される。(NF)
Est1p As a Cell Cycle-Regulated Activator of Telomere-Bound Telomerase
   Andrew K. P. Taggart, Shu-Chun Teng, and Virginia A. Zakian
p. 1023-1026.

すべての細胞分裂の何でも屋(Jack of All Cell Division)

高度に保存された開始点認識複合体(ORC)は、真核生物におけるゲノムの複製の開始を 媒介するが、しかしORCは、遺伝子サイレンシングおよびヘテロクロマチン形成など、そ の他の細胞性プロセスにおいて機能している。ヒト細胞におけるORCの最小サブユニット であるOrc6は、細胞周期全般にわたってクロマチンに結合することが、以前に示された 。Prasanthたち(p. 1026)はここで、Orc6が、有糸分裂の間、動原体でも、細胞分裂面 でも、そして分裂している細胞の中央体でも、見出されることを示す。小型の中間RNAに より産生されるOrc6機能の減少により、結果として複雑な表現型が生み出され、その特徴 としては、倍数性の増加、異常な有糸分裂の増加、多極紡錐体を有する細胞の増加、そし て染色体が中期板に整列することができないことの増加、が含まれる。このように 、Orc6は、複製、染色体分離、および細胞分裂を含む、幅広い範囲の細胞分裂活性におい て機能している。(NF)
Orc6 Involved in DNA Replication, Chromosome Segregation, and Cytokinesis
   Supriya G. Prasanth, Kannanganattu V. Prasanth, and Bruce Stillman
p. 1026-1031.

免疫の維持(Maintaining Immunity)

ホスホイノシチド3-キナーゼ活性は、多くの細胞型にわたり、多くの細胞プロセスを制御 している。その触媒サブユニットp110には3種のアイソフォームが存在するが、しかしそ れらの特異性は明らかではない。Okkenhaugたち(p. 1031)は、不活性型p110を発現する マウスを作出し、そしてBおよびT細胞免疫機能が傷つけられたことを見出した。この研究 は、このアイソフォームが、リンパ球抗原受容体シグナル伝達において、そして薬物-開 発ターゲットにおいて、高度に選択的な、非冗長性の役割を果たしていることを示してい る。(NF)
Impaired B and T Cell Antigen Receptor Signaling in p110 delta PI 3-Kinase Mutant Mice
   Klaus Okkenhaug, Antonio Bilancio, Géraldine Farjot, Helen Priddle, Sara Sancho, Emma Peskett, Wayne Pearce, Stephen E. Meek, Ashreena Salpekar, Michael D. Waterfield, Andrew J. H. Smith, and Bart Vanhaesebroeck
p. 1031-1034.

ニオブ周囲のクラスター形成(Clustering Around Niobium)

ヘテロ多アニオン(HPA:heteropolyanion)とは、金属の中心を酸素原子が取り囲む八面体 が12個から30個集まって形成される巨大なクラスター・アニオン(陰イオン)である。こ うしたアニオンは、触媒作用や環境の浄化などの応用が見つかっているが、今のところ 、モリブデンやバナジウム、タングステンを基にして作られている。この、塩基条件を必 要とする作用を複製する試みは、ニオブでは通常うまくいかず、その代りにLindquist陰 イオン[Nb6O19]8-を形成しがちである 。Nymanたちはこのたび、水熱条件下で、Nbヘテロ多アニオンを含むクラスターと引き伸 ばされた固体の双方が合成されうるということを示している(p. 996)。(KF)
A General Synthetic Procedure for Heteropolyniobates
   May Nyman, François Bonhomme, Todd M. Alam, Mark A. Rodriguez, Brian R. Cherry, James L. Krumhansl, Tina M. Nenoff, and Amy M. Sattler
p. 996-998.

スプライシング表現型を予測する(Predicting Splicing Phenotypes)

計算によるアプローチと実験によるアプローチの組合せを用いて、エクソンのスプライシ ング・エンハンサー(ESE)が同定されたが、このESEとは、メッセンジャーRNAを作り上げ るためにエクソンの結合を増加させるものである。Fairbrotherたちは、ESEの基礎的な属 性から始めて、ヒトのゲノム配列から六量体候補の集合を導出した(p. 1007)。200以上の 六量体をクラスター分析することにより、六量体モチーフの異なった10種のグループが同 定された。これらのうち、5種は既知のESEとは違うものであった。実験によるテストで 、これらグループのすべてが、レベルは異なるとはいえ、ESE活性を有していることが明 らかになった。同定されていた個々のESEに変異があると、ESE活性が減少することとなっ た。生体内でヒトのHPRT遺伝子におけるエクソン・スキッピングの原因となる変異のグル ープが、著者たちのESEモデルに適合する配列とともに発見された。(KF)
Predictive Identification of Exonic Splicing Enhancers in Human Genes
   William G. Fairbrother, Ru-Fang Yeh, Phillip A. Sharp, and Christopher B. Burge
p. 1007-1013.

C332,652H492,388N98,245O131,196P7501S2340

感染性のポリオウイルスが、そのゲノム配列が青写真としてだけ働くプロセスを介して 、組み立てられた。Celloたちは、有機的合成法と組換えDNA法、さらには無細胞系におけ る確立された複製のシステムを組み合わせて、マウスにおいて神経毒性をもつウイルスを 作り出した(p. 1016)。自然界にもはや見出されないウイルスが有機的な先駆物質から再 構成できるとすると、この実証はポリオウイルスの根絶に関して重要な意味をもつことに なる。(KF)
Chemical Synthesis of Poliovirus cDNA: Generation of Infectious Virus in the Absence of Natural Template
   Jeronimo Cello, Aniko V. Paul, and Eckard Wimmer
p. 1016-1018.

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