AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約


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Science August 28 2015, Vol.349


第三の選択肢はお粗末な伴侶をもたらす(A third option leads to poor mates)

「囮」効果は、ヒトの合理的な判断力を低下させる。この場合の不合理な決定は、最適以下の第三の選択肢の導入に影響されながら、二つの選択肢の間での選択を行う結果である。Leaと Ryanは、トゥンガラガエルもまた、囮効果に左右されることを示した。第三の劣った鳴き声のオスが存在した場合、より魅力のない鳴き声のオスを選択してしまう。これらの結果は、動物の伴侶の選択はその場の状況に影響されるらしいことを示唆している。合理的な選別のみが雌雄選択を推進しているわけではないらしい。(Sk,nk,kh)
【訳注】
・トゥンガラガエル:中南米に生息するヒキガエルのような体つきの小さくて茶色いカエル
Irrationality in mate choice revealed by tungara frogs. (Science, this issue p. 964)

量子スクイージングを操作する(Manipulation of a quantum squeeze)

量子力学における不確定性原理は、系を基底状態にまで冷却した状態であっても、いまだ揺らぎが存在することを述べている。この零点運動を無くすことはできないが、操作することは可能である。Wollmanらは、マイクロメートルサイズの機械システムの動作でもってこのような操作を実証している。系の量子力学的相補変数の一方の揺らぎを大きくすることで、彼らはもう片方の変数を予期される零点の限界以下にスクイーズすることができる。量子スクイージングは、超高感度センサーや検出器の基盤技術として重要になると期待される。(NK,KU,nk,kh)
【訳注】
・量子スクイージング:共役系の一方の揺らぎの増加を犠牲にして他方の揺らぎを抑える
Quantum squeezing of motion in a mechanical resonator. (Science, this issue p. 952)

トポロジカル絶縁体を磁化する(Magnetizing a topological insulator)

トポロジカル絶縁体を磁化すると、珍しい効果を導き出すことができる。通常の実験手順ではその材料に磁性ドーパントを注入するが、この方法は複雑であり、また望ましくない乱れを生じさせる。Wangらは簡単な技術を用いた。すなわち、彼らはトポロジカル絶縁体 Bi2Se3と磁性物質 EuSからなる二層を作製した。EuSが物理的に近接しているので、Bi2Se3の表面に磁性が誘起された。この方法は、随意に磁区を生成することができ、また磁区の縁に沿って流れる特有な電流の検出を可能にした。(hk,nk,kh)
【訳注】
・トポロジカル絶縁体:物質の内部は絶縁体であり、表面は電気を通す物質。
・ドーパント:半導体にドーピングされる不純物。 
Observation of chiral currents at the magnetic domain boundary of a topological insulator. (Science, this issue p. 948)

細胞の集団行動を遺伝子操作する(Engineering cell population behavior)

合成生物学の大きな期待を達成するには、複数の相互作用する細胞型の集団レベルの行動を設計することが必要となるだろう。手始めとして、Chenたちは遺伝子操作により、2系統の大腸菌が互いに相手の系統の転写を制御するシグナル伝達分子を生成するようにした(Teague and Weissによる展望記事参照)。そのシグナル伝達回路はフィードバック・ループを作るよううまく設計され、それが2系統間の転写において同期的振動を形成する。数学的モデルは、その振動を調節し、そして擾乱に対する頑強さを制御する方法を決定するのに役立った。(KU,ok,nk,kh)
Emergent genetic oscillations in a synthetic microbial consortium. (Science, this issue p. 986; see also p. 924)

結晶核に先手を打つ(Crystal nuclei beaten to the punch)

非晶質ナノ粒子は多くの場合、その結晶質の同等物より急速に溶解する。それは、薬物送達のような応用に役立つ可能性がある。Amstadたちは、微少流体噴霧器で作られた溶解した化合物の液滴を用いて、有機および無機化合物から−食卓塩からでさえも−非晶質ナノ粒子を作成した。溶媒は非常に速く蒸発するので、結晶核が発現する前にナノ粒子が形成されてしまう。寸法が小さいために粒子の結晶化は数ヶ月の間抑制される。(Sk,nk,nk)
Production of amorphous nanoparticles by supersonic spray-drying with a microfluidic nebulator. (Science, this issue p. 956)

汎存種植物の根の共生物(Cosmopolitan plant root symbionts)

地上の植物の生活が維持されているのは、まったくその根を包み込んでいる共生土壌菌類のおかげである。これらの菌類は植物と栄養を交換し,攻撃から植物を守り,また,植物が急激な環境変化に耐えることを助けている.土壌中の共生菌類は、必要に迫られて、夫々がある特定の植物種に限定され、局在しているかのように見える.しかしながらDavisonたちは,分類群の中には世界中に分布しているものがあることを発見した.これらの地中菌類がどのようにしてそれほど広範に広まったのかは謎のままである;あるいは,ヒト農耕者が関係したのかもしれない.(MY,ok,nk,kh)
【訳注】
・汎存種:世界中で生息可能な適応性を持っている動植物種のこと
Global assessment of arbuscular mycorrhizal fungus diversity reveals very low endemism(Science, this issue pp. 970-973)

腸内微生物がT細胞に平穏を保持させている(Gut microbes make T cells keep the peace)

私たちの腸は何兆もの定住微生物を抱えていて,その中には,腸に存在する免疫細胞の種類を制御しているものがある.例えばクロストリジウム種の細菌は,宿主と宿主の微生物組成の間の許容度を助長する T細胞の1種を誘発する.OhnmachtたちとSefikたちは,腸内微生物の生存に必要なマウスの腸内制御性 T細胞の1集団の特性を明らかにした.微生物相を構成する複数の細菌種が,免疫恒常性の維持を助ける,転写因子を発現する制御性 T細胞を誘発することができた.これらの転写因子を欠く遺伝子操作されたマウスは,結腸の炎症に対する感受性の亢進を示し,アレルギーに伴う炎症誘発性分子の量を上昇させた(HegazyとPowrieによる展望記事参照).(MY,KU,nk)
【訳注】
・制御性T細胞:過剰な免疫反応を抑制して免疫恒常性を保つ機能や,自己抗原に対する免疫不応答性を維持する機能を持つ免疫細胞
The microbiota regulates type 2 immunity through RORγt+ T cells. (Science, this issue pp. 989)
Individual intestinal symbionts induce a distinct population of RORγ+ regulatory T cells. (Science, this issue pp. 993)

南極の氷床をどのように融かすか(How to melt the Antarctic Ice Sheet)

コンピュータシミュレーションは、地球最大の淡水の貯水槽である南極の氷床が、完全に消し去ってしまうことが可能だと 示唆している。Winkelmann たちは、これから10,000年にわたる南極の氷床の運命を調べ、大量の炭素排出に関連する地球温暖化が、氷床の完全な融解だけではなく、50mを超える世界的な海面水位の上昇を引き起こすことを示している。化石燃料由来のエネルギーに対する世界的な需要は、もしそのまま放っておくと、沿岸地域の人々や極地の生態系に壊滅的な影響を与えそうだ。(Sk,kh)
(Sci. Adv. 10.1126/sciadv.1500589 (2015))

治療に対して他のNotchではだめだ(Not just another Notch for treatment)

小細胞肺癌のような肺の神経内分泌腫瘍は、治療するのが最も難しい癌の一つである。標準的化学療法の治癒効果は一過性のみであり、そしてその腫瘍は通常、薬剤耐性をすぐ獲得する。Saundersたちは、 Notchシグナル伝達経路のリガンドである DLL3が、神経内分泌性癌の表現型に伴って存在することを発見した。DLL3を標的にした細胞障害性薬物に結合した抗体は、患者由来の腫瘍の異種移植の治療において、標準的化学療法よりもはるかに効果的であることが判明した。化学療法と異なり、抗DLL3治療は、腫瘍を引き起こす細胞に対して特に効果的であった。(KU,ok,nk)
【訳注】
・Notchシグナル経路:多くの動物で保存されている遺伝子調節経路
A DLL3-targeted antibody-drug conjugate eradicates high-grade pulmonary neuroendocrine tumor-initiating cells in vivo. (Sci. Transl. Med. 7, 302ra136 (2015))

粒子のパッキングから学ぶ(Learning from the packing of particles)

コロイド粒子は何百あるいは何千個の原子の集団から構成されているが,それでも,原子系と類似している可能性がある.具体的には,コロイドは球体のパッキングの研究や,結晶化や融解の際の短距離相互作用の影響についての研究に用いられてきた.Manoharanは,これらの類似点および原子系では見られないコロイド粒子が示す挙動の例を概説している.例えば,形状や形態が重要になるかもしれない非球形物体のパッキングは,パッキング時のエントロピーの役割に関する洞察を与えることができる.(MY,kh)
Colloidal matter: Packing, geometry, and entropy. (Science, this issue 10.1126/science.1253751)

実験に基づいた証拠を実験的に分析する(Empirically analyzing empirical evidence)

科学を追求するどんな試みにおいても、重要な目標の一つは因果関係を理解することだ。原因/結果の関係性の論証を目的とする実験では非常に多くの場合、原因として仮定された因子を変化させてみる。Aartsたちは、3つの高序列の心理学論文誌において2008年に発行された論文で報告された100の実験の追試結果について詳述している。いくつかの判断基準に従って、追試結果とオリジナルの実験結果が同じ結果をもたらしたかどうかを評価し、オリジナルの発見の約1/3から1/2が追試の研究結果でも観察されたことを見いだしている。(Uc,KU,nk,kh)
Estimating the reproducibility of psychological science. (Science, this issue 10.1126/science.aac4716)

超高解像度装置の棚にもう一つ追加(Adding to the super-resolution arsenal)

構造化照明顕微鏡(SIM)は、他の超高解像度の手法よりも桁違いの微小光度を用いる。SIMはまた、細胞サイズの視野にわたってはるかに高速である。Liたちは2つの手法を用いて、動的な細胞プロセス、例えば細胞内取込や細胞骨格再構築を、生細胞で画像化可能にするために SIMの解像度の改良を行った。SIMと他の手法との間の性能の大きな差は両者間に幾つか根本的な違いがあるためである。生細胞の画像化に必要な限界 S/N値 での、実際的な解像度をはっきりさせるには、画像品質のより優れた測定基準を必要とするであろう。(Uc,KU,nk,kh)
Extended-resolution structured illumination imaging of endocytic and cytoskeletal dynamics. (Science, this issue 10.1126/science.aab3500)

オレフィンの対を結合する仲介役を鉄が務める(Iron plays matchmaker to pair up olefins)

理論的には,炭素・炭素二重結合への適切な波長の光の照射により,それらはシクロブタン四員環へと対結合するはずである.しかしながら、実際にはこの経路は,特に,必要な波長が深紫外域にあれば、扱いにくく,また効率が悪くなることがある.Hoytたちは,光励起を必要とせずに広範な単純オレフィンをそのような環構造にさせる鉄触媒について報告している(SmithとBaranによる展望記事参照).鉄に配位する配位子の系統的な最適化により,別物を生成する競合経路が効率的に取り除かれた.(MY,KU,kh)
Iron-catalyzed intermolecular [2+2] cycloadditions of unactivated alkenes. (Science, this issue p. 960; see also p. 925)

翼の成長が、鳴禽類の淘汰を推進する(Wing growth drives songbird selection)

ヒナ鳥は捕食にことのほか弱いので、個体はできる限り素早く成長して巣を離れるよう圧力を掛けられる。温帯の地域の鳴禽類とは対照的に、熱帯のトリは、巣で捕食される率が高いにも拘らず、よりゆっくりと成長するようにみえる。Martinは、緯度勾配全体にわたって、全体的な成長速度は同じであるが、熱帯のトリは翼の成長が速いせいで、より急速に移動性をもつようになる、ということを示している。熱帯のトリのこのような進化の道筋は、一回に育てるヒナの数を減らして一羽当たりの食料供給を増やすことで、より促進され、多岐にわたる淘汰圧に生命史がいかに応答しているかの事例を与えるものである。(KF,KU,ok,nk,kh)
Age-related mortality explains life history strategies of tropical and temperate songbirds. (Science, this issue p. 966)

炎症治療のあらたな標的(New targets to treat inflammation)

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のいくつかは、炎症誘発性サイトカインの産生を促進する。そのため、それらキナーゼは炎症性疾患の治療標的になっていた。しかしながら、そうした薬剤による臨床治験が期待外れだったせいで、別の標的候補の探索に拍車がかかった。Wilhelmsenたちは、MARKファミリーのメンバー、ERK5が、ヒト内皮細胞および免疫細胞において、微生物生成物への炎症反応を促進していることを発見した。ERK5とその上流の活性化キナーゼの阻害剤が、微生物感染あるいは組織傷害のあるマウスにおける全身性炎症を減少させた。(KF)
Extracellular signal-regulated kinase 5 promotes acute cellular and systemic inflammation. (Sci. Signal. 8, ra86 (2015))

ヒトの進化における種の多様性(Species diversity in human evolution)

初期のホモ属の種は、ある種から次の種に進化した挙句にHomo sapiens(ホモ・サピエンス)となった、と長い間考えられていた。展望記事において、SchwartzとTattersallは、この直線的変化という見方に異議申し立てする最近の研究に光を当てている。多くの研究は、形態学的な差に十分な注意を向けず、属や種を特徴づけるものが何かを適切に定義することなしに、多くの化石をホモ属のものとして無理やり押し込めている。最近の研究が示唆するのは、過去にはホモ属が他の哺乳類と同じくらい多様だったということである。この多様性を認めることが、ヒトがいかに変化してきたかのより優れた理解を助けるであろう。(KF)
Defining the genus Homo. (Science, this issue p. 931)

発生中の脊髄における軸索の経路(Axon paths in developing spinal cords)

脊髄に入り込む感覚神経は、疼痛と固有受容性感覚に関する入力が性格を異にするため 、別の経路をたどる。ニワトリとマウスの胎仔を研究して、Guyたちは、放射状グリア細胞によって産生されるグリセロリン脂質が、発生中の脊髄においてそれらの神経線維や軸索を導くことを発見した。その細胞によって放出された可溶性のグリセロリン脂質は、疼痛感受性軸索へ抑 制性のシグナルを与えて、それら軸索を特有の経路上に保持した。(KF,kh)
【訳注】
・固有受容性感覚(proprioception):体の各部分の位置、運動の状態、体に加わる抵抗、重量を感知する感覚であって、深部感覚とも呼ばれる。
・胎仔(embryo):ヒト以外の動物の胎児のこと。
Glycerophospholipid regulation of modality-specific sensory axon guidance in the spinal cord. (Science, this issue p. 974)

心臓の巨大な破壊(A giant disruption of the heart)

ある種の型の心不全は、遺伝的変異から生じる。犯人の変異タンパク質が、どのようにしhtmlて正常な心臓機能を変えるかを理解することが、より効果的な治療に導くはずである。候補の一つは巨大タンパク質タイチン(拡張型心筋症の一部の患者で変異している)である。患者由来 の幹細胞、組織工学、及び遺伝子編集を組み合わせることで、Hinsonたちは、病気に関連したタイチンの変異体が、心筋の収縮ユニットの機能を壊すことを見出した。結果として、その心臓は力学的なストレスや他の形のストレスに適切に応答しない。(KU)
Titin mutations in iPS cells define sarcomere insufficiency as a cause of dilated cardiomyopathy. (Science, this issue p. 982)

DNAの3個の塩基と同時に合うものを見つける(Matching DNA three bases at a time)

DNA鎖の間の遺伝情報の交換は、正確な DNA修復や効率的減数細胞分裂にとって必須である。単一分子方法と分子動態シミュレーションを用いて、Leeたちは、これらの鎖の交換反応を確実にするリコンビナーゼ酵素ファミリーのメンバーが、3個の塩基が同時に合う DNA鎖を探し、認識することを示している。減数分裂に特異的なリコンビナーゼを別にすると、1個の不適合が三つ組みの認識を無効にする。この酵素は部分的不適合三つ組みを安定化することもあり、これは減数分裂における不完全な相同性として表れる。(KU,kh)
Base triplet stepping by the Rad51/RecA family of recombinases. (Science, this issue p. 977)

頑固な法則を破ろうとする(Trying to break a stubborn law)

多くの金属の低温における電気抵抗は、温度に対して特徴的な二次の依存性を有している。この法則は、一般的には、結晶格子の存在下で電子が互いに散乱しあうことが原因である。Lin たちは、ドーパント濃度を変化させながら SrTiO3の抵抗を測定することにより、低キャリア密度の金属に対してもこの法則が適用されるかを調べた。この法則は、これまではこの挙動を与える条件は成り立たないと考えられてきた最低のキャリア濃度まで存続する。(Wt,kh)
Scalable T2 resistivity in a small single-component Fermi surface . (Science, this issue p. 945)
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