Science (AAAS) November 10, 2000, Vol.290

AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約

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Science November 10, 2000, Vol.290

マグネシウム物質（Magnesium Matters）

海洋から沈殿する最も豊富な無機物はCaCO₃の形態であり、あられ石、或いは方解石のいずれかである。この無機物中へのMg²⁺イオンのわずかの取り込みによって生物無機化プロセスが制御されているらしく、経験的に過去の海洋温度を推測するために用いられている。しかしながら、成長中の結晶へのMg²⁺の取り込みに関する物理学的基礎は不明瞭であった。Davisたち（p．1134）は原子間力顕微鏡を用いて、結晶表面の成長ステップにそったMg²⁺の取り込みが方解石の溶解度を変えることにより方解石の結晶成長をどのように制御しているかについて述べている。（KU）

より環境に好ましいエステル化の経路(A Greener Route to Esters)

環境に良いいわゆるグリーン化学の目標は、過剰な試薬を用いることを避けることである。たとえば、アルコールとカルボン酸の縮合は、通常、エステル交換のような副反応を避けるために一つの試薬を過剰にすることが必要である。Ishihara たち(p.1140) は、ハフニウム(IV)塩を触媒として用いることにより、等モル量のアルコールと酸とから直接に、典型的には95％以上の収率でエステルを縮合させることができると報告している。これらの触媒は、また、ジカルボン酸とジオールのポリエステル化にも用いることができ。(Wt)

熱帯の調子に合わせてダンスする？(Dancing to a Tropical Tune?）

太平洋の熱帯や亜熱帯における海面温度は、10年あるいは数10年単位のスケールで変化するが、周期性、強度、そしてそれらの変動の分布を評価することができるほど十分長期な記録がない。Linsleyたち(p.1145,Cane とEvansによる展望記事参照)は、南太平洋のクック島から温度の代用となるサンゴ中のSr/Caについて271年の期間にわたる記録を作成した。0.75°Cより大きな10年単位の海面温度は、18世紀初頭から9回起こった。これらシフトは、北太平洋における同様の変動と関係しており、両半球が熱帯地方によってコントロールされたことを示唆している。(TO)

シンクを満たす(A Filling Sink)

中緯度以上の北部(特に北アメリカ)における地上の炭素蓄積源については未だに議論が争われている。Caspersenたち(p.1148)は、合衆国の5つの州の森林資源調査一覧(forest inventories)からのデータを使い、過去15年の間にバイオマスの蓄積の割合が増加していないことを示した。大気中CO₂の増加が原因となって増加した成長は、観測された蓄積量のほんの2%に過ぎない。その残りは、初期外乱(earlierdisturbances)以後の森林再成長による蓄積の結果である。従って、土地利用の経過は、これらの森林における炭素蓄積の支配する重要な要因である。管理されていない森林の炭素蓄積は、人口統計的な要因から減衰すると予想される。さらに、大気中のCO₂が増加しても、炭素が封鎖蓄積される量が大きく増加することにはならないと予想される。(TO)

短いホットスポット(Short Hot Spots)

ハワイやアイスランドなどにあるような数多くのホットスポットプルームは、コアとマントル境界の熱的異常が起源だ、と考えられていた。KingとRitsemaは(p.1137)、南米とアフリカのホットスポットは上部マントルが起源で、大陸塊の端における小規模な対流によって起きている可能性を示唆している。彼らのモデルでは、上部マントルで作られたプルームが大陸塊の端の火山活動を誘発することを示している。そのように、いくつかのホットスポットは短く、地殻から上部マントルへ届いているに過ぎないようだ。(Na,Yo)

月と太陽系における大量の窒素(Lunar and Solar Nitrogen Abundances)

窒素は、地球の大気で最も大量に存在する成分であるが、太陽系に広く分布する成分でもある。しかしながら、太陽の¹⁵N/¹⁴N比率について分かっていないため、¹⁵N/¹⁴N同位体比率を用いても、太陽系星雲の多様な成分の形成時期や混合比率などについてはあまり分かっていない。Hashizumaたちは (p.1142、Beckerによる展望も参照)、月の土壌内の¹⁵N/¹⁴N比率を深さ別に測定し、最上層の土壌粒(深さ数十nmまで)に含まれる窒素成分は太陽風により生成された、と結論づけた。従って、このデータは太陽の ¹⁵N/¹⁴N比率の値を表している。著者たちは又、重水素とケイ素の豊富な層のチタン鉄鉱粒を測定し、異なる窒素比率を得た。これは、恒星間窒素成分によるものである可能性がある。(Na)

ヨーロッパ人の起源(European Origins)

Y染色体の非組換え部分（NRY）は、人類の先史時代を含めた歴史において、移住、遺伝子流動、あるいは、交雑の事象を評価するための詳細情報を持った座位である。NRYと関係づけられる多型性の調査において、Seminoたち（p. 1155; Gibbonsによるニュース記事参照）は、現代ヨーロッパ人男性の遺伝子プールの95％以上は、わずか10の父系の先祖に割り当てられることを見出している。　彼らのデータから、ヨーロッパ遺伝子プールにおける現代の多様性を作り上げている多様な移住の詳細な様子が描け、またヨーロッパ遺伝子プールの約80％は二つの石器時代における移住を起源とし、残りは新石器時代における移住を起源としていたことを示している。(hk,Hn)

スペーサーが特異化のツボ(Spacing Makes the Difference)

発生時には、共通の前駆体細胞から分化して多様な特異的組織や器官を産生する。このとき、詳細な計画に従って、どの遺伝子スイッチが入るか、あるいは、切るかが実行され、その結果、各細胞型が生じる。脳下垂体中のいくつかの細胞型は、POU領域転写制御因子であるPit-1を発現する。Scully たち(p. 1127;およびMarxによるニュース解説も参照) はこれらの中で、somatotropesとlactotropesの２つの細胞型が成長ホルモンとプロラクチン遺伝子をそれぞれ活性化させるのにPit-1 がどのような制御の役割を演じているのかについて調べた。Pit-1が成長ホルモン遺伝子の発現を抑制しているか、あるいは、活性化しているかは、二連のPOU領域間に２塩基対のスペーサが存在するかどうかに依存している。さらに詳細な機構分析の結果、Pit-1はコンプレッサーのN-CoRと相互作用して lactotropes中の成長ホルモンを抑制していることが明らかになった。脳下垂体中の Pit-1と共に観察されるアロステリック効果が、細胞型を特異化する制御メカニズムを代表しているのであろう。(Ej,hE,Hn)

遺伝子の誕生と死(Birth and Death of Genes)

進化の間、どうやって遺伝子の重複が保存されたり、失われたり、変化したりするのだろうか。LynchとConery(p. 1151; Pennisiの記事参照)は、異なる真核生物の種の核酸配列の比較分析を用い、5億年間に、典型的な真核生物ゲノムにおける全ての遺伝子が少なくとも1回複製する程、新しい重複の誕生率が十分高いことを発見した。しかし、重複遺伝子の半減期は比較的短く、数百万年間だけ、である。重複遺伝子に対する選択的強制が時間につれ、増える。著者は、新しい種の生成にとって、遺伝子重複が重要であることを推定している。(An)

RNA分解のためのヘリカーゼ(A Helicase for RNA Degradation)

ほとんどの真核生物において、導入遺伝子の誤発現あるいは細胞への二本鎖RNA挿入は、配列特異的遺伝子サイレンシングを生じるが、それぞれは、翻訳後遺伝子サイレンシング(PTGS)とRNA仲介干渉(RNAi)と呼ばれている。この現象の根底にある分子機構に関しては、あまりよく理解されてないが、PTGSとRNAi作用について提案されているモデルの多数がRNAヘリカーゼを含む。Wu-Scharfたち(p 1159;Baulcombeによる展望記事参照)は、単細胞の緑藻類コナミドリムシにおいて導入遺伝子サイレンシングの損失の遺伝子スクリーンを行ない、推定上のRNAヘリカーゼを単離した。推定上RNAヘリカーゼは、PTGS機構の一部分であるか、あるいは、異常なRNA分子のサーベイランスに関与しているかということである。(An)

免疫に要するコスト(No Immunity to Costs)

免疫応答を活性化させることの損得について、２つの報告が主題としている(Readと Allenの展望記事も参照)。MoretとSchmid-Hempel (p.1166)は、昆虫に於ける自然免疫応答のコストを測定するモデルを作り上げた。可溶性リポ多糖と滅菌ミクロラテックスビーズ粒子に対する免疫応答をするように刺激された飢餓状態のマルハナバチ (bumblebees)は、残る資源をすべて免疫応答のために費やす結果、すぐに死ぬ。食物の豊富な野生の個体では、ほとんどのマルハナバチは感染しているが、正常な行動・活動を示す。このことは代償のメカニズムが効果的に免疫応答のコストに引き合わせていることを示唆している。乱交雑性行動は、性行為感染症の可能性を明らかに増加させるリスクをもたらす。普通は、このリスクを回避するように行動様式を順応させるのであるが、免疫系によって順応している霊長類の種が存在するとNunnたち(p.1168)の研究が示唆している。捕獲された霊長類の数種について、免疫防御の媒介役である白血球(WBC)数についてテストされた。著者たちによれば、WBC数とグループサイズのような社会的因子との相関関係は無いが、多数の交尾相手を持つメスの白血球数は顕著に増加していた。このスケールでのヒト（解放状態）のWBC数は低かった。 (Ej,hE)

記憶の堅持（Firming Up Memories）

数多くの証拠により、N-メチル-D-アスパラギン酸（NMDA）受容体は記憶形成に関与している。しかしながら、初期学習の後、数日、或いは数週間要する記憶固定のプロセスにおけるその受容体の役割は明らかでなかった。Shimizuたち（p．1170）は、海馬のCA1ニューロンにおいてNMDA受容体の機能を任意の時に選択的に除去しうる動物を生み出した。二つの確立した記憶作業の学習により、記憶固定のためには無傷のNMDA受容体を必要とした。学習の後にNMDA受容体機能をオン・オフするまでの時間を変えることにより、彼らは記憶検索に関する影響を除外することが出来た。記憶固定には、初期学習が生じた後NMDA受容体の活性化を必要としているようである。（KU）

ナノ構造アレイにおける磁気輸送(Magnetotransport in Nanostructure Arrays)

不揮発性のコンピュータ用メモリを高密度化するための一方法は、ナノスケールのスピン依存性トンネル接合を作ることである。Black たち(p.1131) は、約100nmの間隔のリソグラフィーによってパターニングした金属接合間に、直径10nmの強磁性コバルトのナノ結晶の超格子を自己組織化により形成した。低温では、接合における電流-電圧特性はアレイをを通過する単一電子のトンネル効果を反映している。そして、観測された磁気抵抗効果は、理論的に予言された最大値に近い。(Wt)

黄色を生み出す(Yielding Yellow)

キンギョソウなど、ある種の装飾性の花の、あでやかな黄色い色素の産生を導く代謝性経路には、もう1つの秘密があることがこのたび明らかになった。それは、黄色オーロン合成の役目を担う酵素をもっているということである。Nakayamaたちは、その酵素、アウレウシジン(aureusidin)合成酵素を同定し、それが植物ポリフェノール酸化酵素のファミリに属すものであることを見出した(p. 1163)。この結果は、この今までわけのわかっていなかった酵素のファミリに1つの生理学的機能があることを実証するものである。(KF)

閃光-遅延効果：差分-潜時であり後験ではない(Flash-Lag Effect: Differential Latency, Not Postdiction)

EaglemanとSejnowskiは、閃光-遅延(flash-lag)効果として知られる視覚的錯覚の研究において、彼らの実験結果がその現象に関する"後験"（予兆の反対、Postdiction）仮説を支持したこと、またこの同じデータは閃光-遅延効果に関するもう1つの説明である差分- 潜時(differential-latency)仮説とは整合しないと示唆している(3月17日号の報告 p.2036)。Patelたちは、コメントを寄せて、その実験は実際には仮説の検証になっていないし、EaglemanとSejnowskiのデータはまさしく差分-潜時(differential-latency)仮説と整合している、と論じている。彼らはまた、EaglemanとSejnowskiのpostdictiveモデルでは、ある種の環境下では、「連続的な運動中の物体と閃光を受けた物体との間の知覚された誤配列が、閃光-遅延から閃光優勢に変化する、ということを示した」他の実験の結果を説明できないと主張している。EaglemanとSejnowskiは、「Patelたちによる結果は、」以前の技術コメントで自分たちが提案した「拡張"後験"の枠組みと整合している」と応じている。全文は以下を参照のこと。(KF): www.sciencemag.org/cgi/content/full/290/5494/1051a

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