Science March 8 2024, Vol.383
大気中の二酸化炭素の調整における浸食の役割は、風化フラックスの増大が常にこの温室効果ガスの低下をもたらすとは限らないため、解明するのが困難であった。Bufeたちは、浸食が最も活発な山岳地帯よりもはるかに低い浸食速度の範囲で、二酸化炭素の低下が最大値に達することを見出した。二酸化炭素低下の極値は地球上のさまざまな場所で発生するが、逆に非常に活発に侵食されている地形はむしろ大気中への二酸化炭素の放出に寄与している可能性がある。この観察は、風化の役割と大気中の二酸化炭素に関する相反するデータを調和させるのに役立つ。（Sk,kj,nk）
補償光学は、結像系から収差を除去する方法を提供し、天文学から顕微鏡法に至るまでの画像アプリケーションに革命をもたらした。通常は、「ガイド星」が必要であり、変形可能なミラーや空間光変調器が伝播波面の歪みを補正し、鮮明な画像が得られる。しかし、すべての試料や画像システムがガイド星に適しているわけではない。Cameronたちは、もつれ合った光子が補償光学に使用できることを示し、ガイド星を必要とせずに生体サンプルの収差を除去できる能力があることを実証した。このような量子補償光学により、収差が存在するなかで生体サンプルをガイド星なしで画像化することが可能となる。（Wt）
アト秒パルスの強度が低いのは、真のアト秒ポンプ/アト秒観測実験を行う上で重要な課題の１つとして残っており、もし強度が上がれば全原子核の運動が凍結された実時間で電子挙動を直接観測できる。Liたちは、最近改良がなされ、２色のアト秒X線パルス対を生成して同期できるX線自由電子レーザーを用いて、基本的凝縮相過程である液体水の価電子イオン化に対する初期電子応答について、全X線によるアト秒過渡吸収分光測定を行った。この研究は、1b1からのX線発光二重線の解釈についての長期論争を実験的に決着させるものである。この提示された手法は、観測信号の情報内容を捕捉するために核運動がまだ生じていないことが必要な、多くの複雑凝縮系の問題を解決できるかもしれない。（NK,MY,kj）
過去10年にわたり、世界のサメの窮状はますます注目を集めてきており、規制の強化やフィニングの禁止につながった。しかしながら、この注目の高まりがサメにとって結果の改善につながったかどうかは不明である。Finucciたちは、深海のサメやエイの研究において、規制強化の必要性に気付いた。サメやエイは、特に油や肉を標的とした漁業による死亡数の増加により減少をきたしている。その成長と繁殖の速度が遅いせいで、ほとんどのサメにとってそのような減少から回復する可能性は限られているため、規制の強化が急務である。（Sk）
発達中の軸索経路探索を誘導する機構の特定は、固定目標の無い動的な環境の中で、どのように神経回路が発達するのかを理解するのに極めて重要である。Agiたちは、ショウジョウバエで発達中の視覚系を研究して、何千もの軸索が、視覚地図を構成する複雑な配線パターンをどのように形成するのかを突き止めた。著者たちは、軸索成長円錐の目標依存性誘導という受入れらている考えとは異なり、目標とする神経細胞を激減させても正しい軸索成長を妨げないことを示した。このため軸索成長は、ショウジョウバエの視覚地図における自己組織化原理に従っている。これらの結果は、他の神経系において、軸索成長の自己組織化原理が、固定目標がない場合における脳発達期の一般的な現象であるかを決定するさらなる研究への道を開くものである。（MY）
コヒーシンはリング状の多タンパク質複合体で、DNAループの押し出しによってクロマチン線維を組織化するだけでなく、染色体の分配に必要な姉妹染色分体の接着をも仲介する。Ochsたちは、無傷のヒト細胞のクロマチンに結合した単一分子を可視化することにより、コヒーシンの化学量論性を決定した。多くの（コヒーシン）複合体は二量体のように見えるが、姉妹染色分体の接着に関与する複合体は例外なく単量体であった。これは、接着が個々の接着リング内側の姉妹DNAの共捕捉から生じるという見解から予想されたものである。姉妹染色分体接着の機構的基礎を理解することは、加齢に伴う不妊症と異数性駆動の疾患の病因を理解するために特に重要である。（KU）
海馬内の中心的回路は歯状回からCA3野への投射である。この結合は海馬の苔状線維が作るシナプスによって形成される。これらの構造は中枢神経系において最も大規模なシナプスの１つであり、そのため、研究することでシナプス伝達に関する多くの基礎的な疑問に対処できる。最近の技術的進展は、かつてないほど詳細にこの結合を理解する機会を提供してきている。VandaelとJonasは、過去数年でなされた、海馬苔状線維シナプスについての構造、生物物理的性質、および回路機能に対する我々の理解の大きな進展について概説した。（MY）
抗レトロウイルス療法（ART）は、ウイルスの複製能力を阻害することでHIV感染を効果的に管理するが、潜在的なウイルスの貯蔵庫を完全に根絶することはできず、機能的治癒という最終的な臨床目標は達成できていない。Limたちは、ナチュラル・キラー細胞およびCD8+T細胞を活性化して増殖させる可溶性のインターロイキン15スーパーアゴニストと共に、HIV-1エンベロープに対する広範な中和抗体を用いて、SIV-HIVキメラ・ウイルスに感染したアカゲザルを、ART中止後に治療した。このスーパーアゴニストと抗体の併用治療は、主にCD8+T細胞応答の増強により感染動物の70％以上に長期にわたるウイルス制御を誘導したが、このことはHIV貯蔵庫の完全な根絶がART中断後の寛解持続に必要ではない可能性があることを示唆している。（KU）
ホルモンは成長と発育を制御する移動性のシグナル伝達小分子である。Zhangたちは、ホルモンによるシグナル伝達経路が、どのようにして時空間的に正確な様式で働いて（すなわち、細胞特異的かつ組織特異的なシグナル伝達）、イネの粒数を増加させるのかを研究した。彼らは、ブラシノステロイドに対する異化遺伝子を特定した。この遺伝子は、シグナル伝達連鎖と、重要な転写因子の下流側での遺伝子発現を通じて、小穂状花叢生イネ（clustered-spikelet rice）の粒数増加の基礎にある原因遺伝子である。この研究は、脇枝の分裂組織におけるブラシノステロイド・ホルモン経路の空間的な調節が、イネ収量を増加させるのに極めて重要な形質である円すい花序分岐と粒数をどのようにして高めるかを理解する道を開くものである。（MY）
音声は気道で生成されるため、哺乳類における発声は呼吸と連携する必要がある。これまでの研究は、発声を調節する脳核を特定してきたが、声帯内転と音声-呼吸の連携を担うニューロンはまだ分かっていない。Parkたちは、マウスにおける音声生成と音声-呼吸の結合を直接仲介する神経回路を研究した（Hageによる展望記事参照）。著者たちは、後曖昧核（RAmVOC）に位置する発声特異的な喉頭関連運動前野のニューロンを、声帯閉鎖を駆動しこれにより呼気努力と音声生成を調整するための重要な制御中心部として特定した。プレボッツィンガー複合体によるこれらのニューロンの抑制が、発声の吸気開閉の基礎をなしている。声の音節は、RAmVOCが喉頭運動ニューロンを興奮させることによって生成され、これがプレボッツィンガー複合体が仲介する律動抑制によって周期的に中断される。（KU,MY）
生涯を通じて、成体の幹細胞は組織再生を刺激する。障害を受けた後、幹細胞は修復を加速するために再生レパートリーを広げる。その過程で、幹細胞は「系統可塑性」の状態に入り、以前の運命と新しい運命の両方を発現できるようになる。Tierneyたちは、ビタミンAが系統可塑性を制限し、マウスの毛包幹細胞における運命を切り替えるためには、これを抑制しなければならないことを見出した。著者たちは、皮膚で、また培養物において、レチノイド（ビタミンAとその類縁化合物）の利用可能性を遺伝子操作することによって、幹細胞を創傷の治癒または毛の生成へと向かわせることができた。幹細胞をいかにして正しい運命の決定をするよう導けるかを知ることは、再生医療、創傷の修復、およびガン治療への影響をもつ。（hE）
光マイクロ共振器は、レーザーや周波数コムを含む集積フォトニック素子の開発に対して、多目的な技術基盤を提供する。しかし、素子の動作は一度作製されると固定される傾向にある。Jiたちは、２つの光マイクロ共振器を結合した多機能フォトニック素子を設計・作製した（RollandとHeffernanによる展望記事参照）。マイクロ共振器間の結合を制御することにより、著者たちは、素子の動作を要求に応じて異なる機能間で切り替えられることを示した。この素子は、レーザーとして、また明暗周波数コムとして動作することができる。このような多機能の動作と調整可能性は、集積フォトニクスに柔軟性を与えるはずである。（Wt）
子に脂質の豊富な乳を与えることは、哺乳類に特有のものであると長い間信じられていた。しかしながら、我々は今では、そのような「ミルク」の給餌がクモや両生類を含むいくつかの分類群にわたって実際に存在することを知っている。アシナシイモリは、自分の体から子に給餌することで知られる両生類の群である。ある胎生の種は体内で卵管細胞で子に給餌し、他の卵生の種は皮膚細胞によって食物を与える。Mailho-Fontana たちは、おそらく子からの刺激に応えて、卵管乳を生成し肛門を通して子に給餌する、産卵するアシナシイモリの種について述べている（Wakeによる展望記事参照）。（Sk）
過去に種が絶滅した理由を明らかにすることが、生物多様性に対する現在の脅威に関して情報を提供することができる。気候変動と種の形質は、過去と現在の両方の絶滅に関与していると考えられていた。Malanoskiたちは古生物学データベースの海洋無脊椎動物のデータを使用して、顕生代を通じてどの種が絶滅したかを説明する要因を調査した。著者たちは、過去の気候を再構築することで、温度ニッチの幅が狭い、地理的範囲が狭い、または体が小さい種が、より激しい気候変動を経験したより暑い場所に生息する種と同様に、絶滅しがちであったことを見出した。種の形質は絶滅の危険性を予測する重要な因子だが、極地や赤道の近くに狭い温度ニッチを持つ種は絶滅の危険性が最も高かった。（Uc,nk）
術後の胃腸からの漏出は、診断が遅い場合には命取りとなりかねないが、それらは手術後３日から７日で高率で生じる。この合併症は常時監視を必要とするが、早期の検出はいまだ課題である。Liuたちは、胃腸手術後の外科的接合部からの漏出の早期評価に用いることができるpH変化の実時間超音波測定のための生体吸収性pH応答材料類について記述している（SharmaとLeeによる展望記事参照）。素子は、人間と寸法が類似した胃腸管を持つブタなどの２つの動物モデルで試験された。（MY）
多くの節足動物は共生細菌を保有している。ボルバキア菌株を含むいくつかの菌株は、細胞質不和合性と呼ばれる過程で雄性不稔を引き起こす能力を有しており、それによっていくつかの昆虫系統の進化の軌跡に影響を与えてきた。wMelと呼ばれるある共生菌株を、蚊の防除のためにより大規模に再展開することに成功している。Kaurたちは、細胞質不和合性を引き起こす機構を詳しく調べ、wMelバクテリオファージの２つのタンパク質の組み合わせが精子核に入り、一連の反応で胚の発生を阻止することを見出した。タンパク質の１つは、精子の発生中に、ヒストンをプロタミンに置換するために必要な昆虫の長い非コードRNAを枯渇させるRNA分解酵素である。両方のタンパク質はDNAを傷付けて後期精細胞の昆虫DNA完全性を損なうことがあり、最終的には修復不能な胚の損傷と不妊を引き起こす。（Sh,kj）