AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約


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Science January 30 2015, Vol.347


ごぼごぼと音のする爆発は金属バブルを吹き出す(Burbling explosions blow metallic bubbles)

太陽質量の約8倍以上の星は、静かに消え去ることはない。核融合のエネルギーで支えられないようになると、鉄から成る星の中心コアの崩壊による蹴り返しで、星の外側が非対称に吹き飛ばされる。この星のカタストロフィがどのように進むのかを、正確に調べることは難しい。Milisavljevic たちは、近赤外領域で Cas Aの超新星残骸を詳しく調べて、まだ逆行衝撃波を受けていない内部からの放出物質に関する3次元マップを与えている。その泡状の構造は乱流混合を示しており、それは、Cas Aのようにはその構造を詳細に見ることができない、他の超新星残骸の理解にも有用であろう。(Wt,nk)
The bubble-like interior of the core-collapse supernova remnant Cassiopeia A (Science, this issue p. 526)

タンパク質の機能に関する構造上の手掛かり(Structural clues to protein function)

トランスロケータータンパク質(Translocator protein:TSPO)は、コレステロールやポルフィリンを輸送すると考えられているミトコンドリアの膜タンパク質である。その詳細な機能は不明であるが、TSPOが様々なヒトの病気と関係しているために、その機能に関する関心度は高い。二つの論文が細菌のTSPOの結晶構造を報告している。Liたちは、精神障害と関係するヒト独特の多形性(Ala147→Thr147)によく似た変異が、コレステロールの結合に関係した領域での構造変化を有していることを示している。Guoたちは、TSPOが輸送体の役割を越えたものであることを示唆している。彼らは、TSPOがポルフィリンの分解(これは、酸化ストレスに対する防御に重要な機能である)をどのように促進しているかを示している。(KU,kh)
Crystal structures of translocator protein (TSPO) and mutant mimic of a human polymorphism (Science, this issue p. 555)
Structure and activity of tryptophan-rich TSPO proteins (Science, this issue p. 551)

顕微鏡の限界を克服する(Overcoming the limits of the microscope)

光学顕微鏡の分解能は限られている。物理学者たちは長い間、これらの限界が何なのか、どの要因が空間分解能を決定しているのかを解明してきた。それとは別に、多くのグループがこの分解能の限界を克服しようと数多くの試みをしてきた。Chenたちは、顕微鏡の倍率や品質を改良する代わりに、研究対象の生物標本を拡大した(Dodtによる展望記事参照)。彼らは固定した細胞や組織にポリマーゲルを注入し、化学的にポリマーを約二桁の大きさにまで膨潤させた。彼らはそれにより、マウスの海馬を含む標本の、はるかに高分解能な画像を作製することができた。(Sk,ok,kh)
【訳注】
・固定:自己分解や腐敗による劣化から保護するための化学処理
Expansion microscopy (Science, this issue p. 543; see also p. 474)

フッ化重水素は身震いしながら生まれる(Deuterium fluoride gets born shivering)

現代の分光学手法でガス分子同士の衝突を精緻に分析することが可能で、どのような振動状態あるいは回転状態が生じるか正確に知ることができる。しかし、興味ある化学反応は溶液中で行われるものが多く、反応過程で何が起きているのかを知ることは困難であった。Dunningらは赤外分光法を、長らくガス相動力学の試験台であった フッ素原子からのフッ化重水素(DF) の溶液相生成の研究に適用した。生成された DF 分子は、周辺の溶液分子にエネルギーを散逸するまで、驚くほど長い間振動していた。(NK,KU,nk,kh)
Vibrational relaxation and microsolvation of DF after F-atom reactions in polar solvents (Science, this issue p. 530)

ヒヨコでさえ,左から右へと数を数えるかもしれない(Even chicks may count from left to right)

人はほとんど,小さな数が左で大きな数が右の心的数直線で数を表象する.これは,生得的というよりも文化学習的であるとの主張がある.しかしながら、Ruganiたちは,生後3日のヒヨコは,基準数の左にそれより小さな数を,右に大きな数を見つけようとしていて,このような心的数直線での数表象を共有していることを示している(Bruggerによる展望記事参照).この結果は,我々と他の動物が共有する数の空間表象が生得的に存在するかもしれないことを示唆している.(MY,ok,kh)
Number-space mapping in the newborn chick resembles humans-f mental number line (Science, this issue p. 534; see also p. 477)

あなたがどこでいつ支払ったかが、あなたが誰であるかを顕す(Where and when you spend reveals who you are)

大量の情報を分析する際に、どのように個人のプライバシーを保護するのか? De Montjoyeらは110万人の財務記録上にある3ヶ月のデータを使って、クレジットカードのメタデータのプライバシー限界を決定した。財務データセットから再同定される危険度が大きかった。時空間観測、つまり買い物した店と日付のデータ、が4組あれば 90 % の確率で個人を再同定するに十分であった。取引のおおよその金額を知ることで、再同定の精度はさらに上がった。(hk,KU,ok,nk,kh)
【訳注】
・メタデータ:データの属性情報データ
・再同定:匿名のデータベースから現存の人を特定すること
Unique in the shopping mall: On the reidentifiability of credit card metadata (Science, this issue p. 536)

だって雨が降るし、風も吹くし(Because the rain falls and the wind blows)

地球温暖化が、水理学的循環を強めると予想されているが、同時に大気のエネルギーを弱めるかもしれない。Laliberteたちは、どの程度のエネルギーを大気が有しているか、そしてどの程度の仕事を行えるかを評価するために、古典的な熱エンジンとして大気をモデル化した(Pauluisによる展望記事参照)。彼らは次に地球気候モデルを用いて、気候が温暖化していく際に、熱エンジンがどの程度変化するかを予測した。水理学的循環の強さは増すかもしれないが、その代償に、大規模な大気循環を供給させたり、より強大な嵐を引き起こすことになる。(Uc,KU,ok,kh)
Constrained work output of the moist atmospheric heat engine in a warming climate (Science, this issue p. 540; see also p. 475)

1型糖尿病における敗血症を防ぐ(Preventing sepsis in type 1 diabetics)

1型糖尿病の患者は慢性的な全身性炎症を持っており、そして敗血症を発生しやすい。Filgueirasたちは、1型糖尿病のモデルであるマウスが、より多量の炎症誘発性の脂質であるロイコトリエンB4と、ロイコトリエンB4を産生する酵素、5-リポキシゲナーゼを持っていること見つけた。5-リポキシゲナーゼの阻害剤で処置されたマウスは、敗血症に打ち勝ち、そして炎症のマーカーの減少が見られた。このように、ロイコトリエンB4の産生を妨げる5-リポキシゲナーゼのターゲッティングは、糖尿病患者の敗血症に罹る感受性を減少できる可能性がある。(KU)
Leukotriene B4-mediated sterile inflammation promotes susceptibility to sepsis in a mouse model of type 1 diabetes (Sci. Signal. 8, ra10 (2015))

概日時計の必須因子を明確にする(Defining necessary circadian clock elements)

菌類から人間まで多様な生物に存在する概日時計は,かなり類似の機構を有している.概日時計のタイミングは回路における日々の転写サイクルに依存し、その回路のフィードバックループが周期的変動のタイミングを制御している【訳注】.負の因子が重大な役割を担っているとみなされていた.この因子が自分自身の転写の抑制と、負の因子の分解(リン酸化の事象によりシグナル伝達される)を引き起こしている.しかしながら,Larrandoたちは,アカパンカビ属の細菌で,FREQUENCY (FRQ)と呼ばれる負の因子のリン酸化-シグナル伝達による分解を阻止する操作をしても,概日リズムがやはり維持されることを示している(Kramerによる展望記事参照).彼らは,負の因子の分解には依存せず,Frqに関係した(100以上の中から)他のリン酸化事象が必須なものとして,概日時計の制御に重大な役割を担っているモデルを示唆している.(MY,KU)
【訳注】
・概日時計の動作は,時計遺伝子(小文字斜体アルファベットで記述される)により産出される時計タンパク質(大文字アルファベットで記述される)の量が,1日周期で変動することに基づいている.産出された時計タンパク質が,時計遺伝子からの自身の産出を阻害する負の因子として作用し,また,リン酸化により失われて自身の産出が増えることが概日リズムを生み出す.
Decoupling circadian clock protein turnover from circadian period determination (Science, this issue 10.1126/science.1257277; see also p. 476)

大型結晶のペロブスカイト膜(Large-crystal perovskite films)

有機無機ハイブリッド構造のペロブスカイト結晶を用いる、プレーナ型太陽電池の性能は、着実に向上してきた。一つの未解決の問題は、多結晶膜中の粒界と欠陥によって出力が低下するというものである。今回、ミリメータースケールの単結晶の成長に関する、二つの研究成果が報告された。Nieたちは高温キャスト法を用いて、連続的な、ピンホールの無い塩化ヨード薄膜を成長させ、素子の変換効率として18%を達成したことを報告した。Shiたちは貧溶媒蒸気アシスト晶析方法を用いて、10μmを超す電荷担体拡散距離を有するミリメータースケールの臭化物およびヨウ化物の立方晶を成長させた。(Sk,KU)
【訳注】
・貧溶媒蒸気アシスト晶析法:溶液中に溶質の溶解度を下げ、更に蒸発しやすい(気化熱による冷却により温度を下げる)貧溶媒を添加して溶質の結晶を得る方法
High-efficiency solution-processed perovskite solar cells with millimeter-scale grains (Science, this issue p. 522)
Low trap-state density and long carrier diffusion in organolead trihalide perovskite single crystals (Science, this issue p. 519)

転写と複製の切り替え(Switching transcription and replication)

ミトコンドリアの DNAは環状なので、転写機構と複製機構はぶつかることが予期されるかも知れない。単一のミトコンドリア RNAポリメラーゼ(mtRNAP)は、ミトコンドリアの DNAを転写し、また複製のためのプライマーを産生する。Agaronyanたちはこのたび、ヒトのミトコンドリアにおいては転写と複製が分離されていて、ミトコンドリアの転写伸長因子である TEFMが、その切り替えの鍵として働いていることを明らかにしている。TEFMが存在しないと、mtRNAPはプロモータの下流を終結させ、複製を促進させるプライマーを形成する。TEFMの存在下ではプライマーは形成されず、mtRNAP伸長複合体の全体的処理能力が強化され、ゲノム転写が促進される。こうした相互排他的機構によって、細胞の必要に応じて、プロセスが独立的に進むことを可能にしている。(KF,kh)
Replication-transcription switch in human mitochondria (Science, this issue p. 548)

場所、場所、場所(Location, location, location)

家を買うとき、我々は近所を調べて、自分たちに向いている環境を注意深く選ぶ。それではなぜ、多様な臨床シナリオに対してバイオマテリアルを選択する際に、「一つの材料がすべてに向いている」メンタリティーが支配的なのだろう? このたび、Olivaたちは、患部組織のおかれた微小環境の分子的特性を明らかにし、それから、デンドリマー/デキストランに基づく物質を選択された臨床条件下で特異的に効力を発揮するよう調整することで、これまでの考えかたを切り替える試みを行った。著者たちは、2つの腸の病気のさまざまな症状の重さに対して、患部組織の変化と物質の効果を測定した。それらのつながり合いがバイオマテリアルとその近傍との間の適合性に影響していた。結果として得られた予測図式は、 物質をその周辺環境にマッチさせることであろう。これは将来、臨床成績の改善に資することになるだろう。(KF,KU,ok,nk)
【訳注】
・デンドリマー:中心分子から規則的に周囲に分枝した側鎖構造を持つ樹状の球形高分子
・デキストラン:グルコースのみミからなる多糖類の一種
Regulation of dendrimer/dextran material performance by altered tissue microenvironment in inflammation and neoplasia (Sci. Transl. Med. 7, 272ra11 (2015))
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