AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約


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Science July 28, 2006, Vol.313


生殖細胞としての生と死(To be or Not To Be Germ Cells)

植物と動物は、生殖系列の細胞発生に関してかなり異なったやり方で対処している;植物における雄性の生殖系列は見かけ上誘導性であるが、動物における雄性の生殖系列は胚形成の初期に破壊される。Haerizadehたち(p. 496)は、この分子的プロセスに関する洞察を与えており、植物は抑制性の転写修飾因子とこれが結合するDNAモチーフを同定する事で植物の生殖細胞の決定を行っている。修飾因子である生殖系列拘束性のサイレンサー因子(germline restrictive silencer factor;GRSF)が、生殖細胞ではない全ての細胞中で雄性の生殖系列の遺伝子発現を抑制している。GRSFは様々な植物で見出されており、その機能は非神経細胞における神経遺伝子を抑制している動物のタンパク質、RESTの機能に類似している。(KU)
Transcriptional Repression Distinguishes Somatic from Germ Cell Lineages in a Plant p. 496-499.

ぐるぐる回って(Round and Round)

地球上への日射(太陽から地球が受け取るエネルギー量)の長期変動は、地球の回転軸の歳差運動、自転軸の傾きの変化、太陽を周る地球軌道の偏心によってもたらされるものであり、それぞれは約20,000年、41,000年、100,000年の周期の信号と結びついている。しかしながら、さまざまな原始の気象記録の中で、これらの周期が現在のモデルで予測されるようには、必ずしも現れているわけではない。例えば、300万年から 100万年前の間で(氷河期で氷河の周期がほぼ40,000年間隔で起こっている)、地質学的な記録における 41,000年周期の自転軸の傾きの信号は、予想されるおよそ20,000年周期の歳差運動(夏の日射量が氷河の周期と関係し、その日射量は回転軸の歳差運動によって支配される)の信号より支配的である。二つの研究が、この問題に異なる解を提示している(Paillard による展望記事を参照のこと)。Raymo たち (p.492, 6月22日にオンライン記出版) は、、北極および南極の氷棚における氷の体積変化は、常に逆の符号であり、本質的には相殺されるため、約20,000年周期はその期間の海洋レベルの記録からは大部分欠けてしまっていると主張している。Huybers (p.508; 6月22日にオンライン出版) は、モデルでは、正しい日射量である夏の季節のその期間に受け取った太陽エネルギーの総量ではなく、最高時の夏の日射を用いて融解量を計算しているために誤っていると論じている。(Wt) (KU)
ATMOSPHERE: What Drives the Ice Age Cycle? p. 455-456.
18O Record p. 492-495.
Early Pleistocene Glacial Cycles and the Integrated Summer Insolation Forcing p. 508-511.

非線形の磁性メタ物質(Nonlinear Metamaterials)

構造的な工夫により、メタ物質の光学的応答性が調整可能となり、負の屈折やスーパーレンズ作用といった線形光学系での幾つかの魅力的な効果をもたらした。Kleinたち(p. 502)は、このメタ物質の特質を非線形光学系の領域まで拡張している。一連のスプリット-リング共振器のアレーからなる磁性メタ物質の磁気応答性により、1.5μmの赤外線レーザで励起されると大きな第2高調波が発生した。(KU)
Second-Harmonic Generation from Magnetic Metamaterials p. 502-504.

キルヒホッフの法則を蹴飛ばす(Kicking Out Kirchhoff's Laws)

古典的なエレクトロニクスにおいて、キルヒホッフの法則は回路内の電流の大きさを確定するインピーダンス(抵抗、キャパシタンス、インダクタンスの合成)と電流の関係の求め方を教えている。Gabelliたち(p. 499,7月13日にオンライン出版)は、量子抵抗(点接触)と量子コンデンサを直列に構成する完全なコヒーレント回路においては、キルヒホッフの法則で回路抵抗を導くことが出来なくなることを示した。量子回路と古典的回路における電子移動の振舞いに対する差異を明白にし、更に、この結果は将来の量子コンピュータにおける固体回路を搭載する際のエレクトロニクスの理解に有用であろう。(hk)(Ej)
Violation of Kirchhoff's Laws for a Coherent RC Circuit p. 499-502.

データ表現の最小主義(Minimalism in Data Representation)

データの次元を縮小することは、少ない変数で表現することであり、コンピュータビジョン、文書解析、その他のパターン認識の課題にとって大切なことである。 Hinton と Salakhutdinov (p. 504; Cottrellによる展望記事参照) は、ニューラルネットワークを利用して高次元のコードを低次元のデータに変換する方法を考案した。彼らは、まず内部の符号化レイヤーを望ましいネットワークパラメータに近似できるよう、予め学習させた。低次元の表現をデコードしてもとのデータを再現することで、本方法は従来の線形技術よりは高い忠実度を持っていることが示された。(Ej,hE)
Reducing the Dimensionality of Data with Neural Networks p. 504-507.
COMPUTER SCIENCE: New Life for Neural Networks p. 454-455.

海王星の仲間たち(Companion Group for Neptune)

太陽系はいくつかの小天体貯蔵所を持っている―遠隔地のカイパーベルト(Kuiper Belt)、小惑星帯、木星と軌道を共有する木星族(Jovian family) トロヤ群(Trojan group)がある。 4番目の海王星トロヤ群貯蔵所は、海王星軌道上を海王星より~60度遅れて、または60度先を進む小惑星群で、このたびSheppard と Trujillo (p. 511, Marzariによる展望記事参照; オンライン出版2006-06-15) によって発見された。これらのうちの1つは主面(main plane)に対して大きく傾いた軌道のように見える;これらの小さな天体は厚いディスクの一部であり、この場所で大きな天体から壊れて出来たものではなく、ずっと以前の起源を持つ。海王星トロヤ群は類似した赤い色をしており、このことから共通の起源を持つように思える。これらはもっと遠くのカイパーベルトの天体とも異なることから、これら2つは異なった形成メカニズムを持っていたと想像される。(Ej,hE,nk)
A Thick Cloud of Neptune Trojans and Their Colors p. 511-514.
PLANETARY SCIENCE: Puzzling Neptune Trojans p. 451-452.

環境的に均一であるにもかかわらず種の多様性へ(Toward Diversity Despite Environmental Homogeneity)

同一資源に依存して共存する個体群が多様性を獲得し始めるには何が必要か?Maharjan たち(p. 514, オンライン出版2006-07-06)は、ケモスタット中の、遺伝的に均一な細菌集団中から多方向への多様性(分岐)が生じうることを見つけた。多様性(分岐)は明らかな環境的ニッチ構造を持たない環境でも明らかに生じる。90世代後、実験的に培養された大腸菌は、少なくとも5つの異なる系統に分かれ、この違いは代謝的性質と栄養分取り込みパターンによって同定可能である。分化に要する時間的スケールは、伝染症の進行に匹敵する。(Ej,hE)
Clonal Adaptive Radiation in a Constant Environment p. 514-517.

自己-修正による忠実な転写の保障(Self-Correction Ensures Faithful Transcription)

DNAが新たなRNA合成のために読み取られる際に、伸張RNAポリメラーゼ分子によるヌクレオチドの取り込みにおいて偶発的なエラーが生じる。しかしながら、転写プロセスの忠実性を保証すべき適切なある一つの系が存在している。この系は切断因子を用いており、細菌の転写においてZenkinたち(p. 518; Cramerによる展望記事参照)が報告しているように、間違って取り込まれたヌクレオチド自身が、RNAポリメラーゼの活性中心に活性基を提供して配位結合する事で自らの切断に関与するという内因性の機構を利用している。このプロセスは、次に不適切な塩基を遊離するための核酸分解の活性を刺激する。このように、転写機構はRNA生成物自身に依存して転写の忠実生を保証している。(KU)
Transcript-Assisted Transcriptional Proofreading p. 518-520.
MOLECULAR BIOLOGY: Self-Correcting Messages p. 447-448.

危険な蛇毒や蜂の毒を抑制する(Mastering Venomous Bites and Stings)

マスト(肥満)細胞は感染への防御免疫において複数の役割を果たしているが、自己免疫性やアレルギー症の面で好ましからざる役割をも演じている。マスト細胞の活性化によって引き起こされる組織障害は、一連の炎症作用をもたらすメディエーターの遊離によって生じ、これが蛇毒や蜂毒の影響を更に悪化させると考えられている。しかしながら、Metzたち(p. 526;Marxによるニュース記事参照)はマスト細胞欠損のトランスジェニックマウスを作り、マスト細胞がある種の蛇やミツバチの毒液に対してカルボキシペプチダーゼAを遊離する事で防御している事を示している。この分解酵素は幾つかのタイプの毒液の最も危険な成分を分解している。(KU,hE)
Mast Cells Can Enhance Resistance to Snake and Honeybee Venoms p. 526-530.

HIVの祖先と順応性(Ancestry and Adaptation of HIV)

ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)の起源は、霊長類におけるサル免疫不全ウイルス(SIV)にいきつく。にもかかわらず、HIVに最も密接に関係しているSIVの系統は捕獲されたチンパンジーでごく稀にしか検知されておらず、野生の類人猿における研究可能なレベルの病原菌保有の固体数が欠如していた。自然生息地での絶滅の危機に瀕している霊長類を研究するために、Keeleたち(p. 523; 5月25日のオンライン出版)は、野生の生きたチンパンジーの糞のサンプルからSIVの核酸と同様に抗SIVを示す抗体を検出し、35%という高い感染有病率を見出した。HIVとSIVのゲノム比較と新たに同定されたSIV系統に関する系統地理学的なクラスター分けにより、今日のヒトHIV-1ウイルスグループの起源が異なったチンパンジー集団へと遡る事が出来た。関連したレビューで、Heeneyたち(p. 462)はヒトにおけるHIVを論じ、宿主の因子がウイルスへの抵抗力の進化にどのように寄与しているかを考察している。(KU)
Chimpanzee Reservoirs of Pandemic and Nonpandemic HIV-1 p. 523-526.
Origins of HIV and the Evolution of Resistance to AIDS p. 462-466.

マウスと怖れ(Of Mice and Fear)

神経伝達物質セロトニン(5-HT)は、恒常性に関わるさまざまな機能を調節し、環境に対して応答するものである。その重要性にも関わらず、5-HT効果を仲介する脳の機能あるいはシナプス後受容体については、殆んど知られていない。Weisstaubたちは、5-HT2A受容体(5HT2AR)をノックアウトしたマウスを作り、そのマウスが葛藤のある状況において、不安を少ししか示さず、より強い脱抑制を示す、ということを見出した(p. 536)。この行動は、皮質中に5HT2ARを選択的に回復することで元に戻すことができた。しかしながら、視床などの皮質下の領域において5HT2ARの発現を回復させても、そうされたマウスとノックアウトマウスの間でいかなる差も生み出されなかった。(KF)
Cortical 5-HT2A Receptor Signaling Modulates Anxiety-Like Behaviors in Mice p. 536-540.

黒色腫のリスクに対して光を投げ掛ける(Shedding Light on Melanoma Risk)

紫外線の照射に曝されることは、肌の色が明るい集団における黒色腫発生の危険因子として確立されてるが、遺伝要因もまた役割を果たしている。わずかな慢性的な太陽光ダメージによって皮膚に生じる黒色腫を研究することで、Landiたちは、発癌リスクに寄与する2つの遺伝子間の相互作用を発見した(p. 521、6月29日オンライン出版)。明るい肌やしみ、そばかす、赤毛などの表現型形質に寄与するメラノコルチン-1受容体(MC1R)をコードする遺伝子の対立形質の変異体を有する個人は、BRAF発癌遺伝子における変異による黒色腫を発生させるリスクをより多く持つている。この結びつきの根底にある機構は不明であるが、色素沈着に対するMC1Rの影響とは無関係であるようだ。(KF)
MC1R Germline Variants Confer Risk for BRAF-Mutant Melanoma p. 521-522.

よく見れば信じられる(Seeing Is Believing)

脊椎動物視細胞が単一の光子による刺激を区別できるようになるほど精巧な感受性を示すためには、センサーであるロドプシンは非常に再現性の高い応答をもたなければならない。ロドプシンはトランスデューシンを活性化することによって吸収された光子からの信号を増殖伝播させるが、その後リン酸化によって不活性化される。Doanたちは、マウスの光受容器を調整して、単一光子吸収イベントに対する単一ロドプシン分子の応答を測定した(p. 530)。複数のリン酸化イベントがそれぞれ独立した抑制性のシグナルを供給し、それらが一緒になって、脊椎動物の眼において観察されるロドプシン活性化の強さと持続時間のはっきりした再現性を提供しているらしい。(KF)
Multiple Phosphorylation Sites Confer Reproducibility of the Rod's Single-Photon Responses p. 530-533.

シグナル伝達キナーゼによる直接的な標的遺伝子結合(Direct Target Gene Binding by Signaling Kinases)

調節性のシグナル伝達経路の成分は、転写因子のリン酸化によって遺伝子発現を制御し、次に、標的遺伝子の発現が制御される。マイトジェン活性化プロテインキナーゼ(MAPK)ファミリーのメンバーは、物理的に標的遺伝子と結び付いている。Pokholokたちは、こうした現象が従来期待されていた以上にあたりまえな現象である、ということを明らかにしている(p. 533; またEdmundsとMahadevanによる展望記事参照のこと)。著者たちは、MAPKおよび環状アデノシン一リン酸-依存的タンパク質キナーゼ(PKA)ファミリーのメンバーの結合部位を求めて、ゲノム全体をスクリーニングした。テストされたMAPKタンパク質は、いくつかのケースではプロモータのところでその標的遺伝子と物理的に結び付いており、他のケースでは遺伝子の転写領域に沿って結び付いている。PKAファミリーのメンバーであるTpk1pは、本質的にすべての活発に転写されている遺伝子の転写された部分と結び付いていることが発見された。一方、もう1つのファミリーメンバーであるTpk2pは、リボソームのサブユニットをコードする遺伝子の転写領域と結び付いていた。標的遺伝子結合についてのそのような解析は、キナーゼの以前は認識されていなかった標的と、それらが作用するシグナル伝達経路を明らかにする可能性がある。(KF)
Activated Signal Transduction Kinases Frequently Occupy Target Genes p. 533-536..
CELL SIGNALING: Protein Kinases Seek Close Encounters with Active Genes p. 449-451..

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