AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約


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Science September 18 2015, Vol.349

グリーンランド人のゲノムは脂っこい食事のしるし（Greenlanders' genomes signal a fatty diet）

厳しい環境で生息することに対する進化の結果を，グリーンランドに住むイヌイットのゲノム中で見ることができる．Fumagalliたちは，脂肪代謝における遺伝子変異体に関する選択のしるしを見出したが、それは熱産生性の褐色脂肪細胞の活性を高めるだけではなく、彼らの魚介類の食べ物に見られる多量の多価不飽和脂肪酸をも処理している（Tishkoffによる展望記事参照）．選択効果を受けた、これらの人びとの遺伝子は，コレステロールとトリグリセライドの高い濃度に対する保護効果と共に、身長，体重に対して，それぞれ2cm，4kgにおよぶ強い影響を及ぼしている．(MY,KU,nk,kh)
【訳注】
・褐色脂肪細胞：脂肪分解と脂肪酸酸化能力に優れている。
Greenlandic Inuit show genetic signatures of diet and climate adaptation (Science, this issue p. 1343; see also p. 1282)

インフルエンザ・ワクチン候補が幹部(みきぶ)で流れを食い止める（Flu vaccine candidate STEMs the tide）

毎年，私たちには新しいインフルエンザ・ワクチンが必要である．これはインフルエンザウイルスが，インフルエンザに対する抗体が主要な標的にする，ウイルスの血球凝集素 (HA)タンパク質「球状部」領域を絶えず変異させているからである．変異の問題を回避するには，より変異が少なくてより保全されている HAの「幹部」領域に対する抗体を誘発するワクチンが必要となる．幹部を認識し，広範囲な種類のインフルエンザウイルス株を中和する抗体が、インフルエンザ感染中に、たまに生み出される．Impagliazzoたちは，マウスおよび人間以外の霊長類に中和抗体を広範に誘発し，複数のインフルエンザ株からマウスを保護する HAの幹部のみからワクチン候補を作製した．（MY,nk,kh)
【訳注】
・HA：インフルエンザ・ウイルスの表面に数多く存在するトゲ状の構造体．目標の細胞表面を認識して結合し、ウイルスのゲノムを細胞内に挿入する機能を持つ
・中和抗体：抗原に結合し，抗原の毒性や活性を減退または消失させる
A stable trimeric influenza hemagglutinin stem as a broadly protective immunogen (Science, this issue p. 1301)

透明マントを巻き付ける(Wrap-around invisibility cloak)

透明マントは、光が物体の周りを通るよう導くことにより、視界からその物体を覆い隠すことに利用できる。今まで、開発された多くの透明マントは、分厚い構造であったため、大きな物体を隠すためにスケールアップすることが難しかった。Niたちは、シートや皮膚のような物体を覆うことが可能な薄い透明マントを作製するために、2次元のメタマテリアル膜面を設計した。大きな物体を隠すために、このような柔軟で非常に反射性の高い物質は、大きな物質を隠しうるような大規模な製造が可能となるかもしれない。(Wt,nk,ok,kh)
【訳注】
・透明マント：誘電率ε、透磁率μの双方が負である場合、光の屈折率（＝√εμ）が負になるようなメタマテリアル（meta-material）は自然界には存在しない。この材料で被覆して内部を外部の電磁波から遮蔽しうる人工材料が近年、研究開発されている
An ultrathin invisibility skin cloak for visible light (Science, this issue p. 1310)

タンパク質 Smootheneが Gタンパク質によってシグナルを出す（Smoothened signals through G proteins）

発生の際に、Hedgehogシグナル伝達経路が、転写制御因子の Gliファミリーによって遺伝子発現を制御する。Hedgehogのエフェクターである Smoothened (Smo)タンパク質をコードしている遺伝子は、いくつかのタイプの乳癌で異常に発現し、かくしてこのタンパク質を標的とする多様な薬剤が開発されてきた。Villanuevaたちは、Smoが、遺伝子発現において Gli仲介の変化によってではなく、Gタンパク質 Gαi2によりマウスの乳腺中で細胞増殖を促進することを示した(Ogdenによるフォーカス記事参照）。この発見は、Smoを標的とする薬剤が、Gαi2の活性化を 抑制する能力にも向くよう, 選別されるべきであることを示唆している。（KU,kh)
【訳注】
・Hedgehog(Hh)シグナル：細胞外分泌タンパク質 Hedgehogを介したシグナル伝達経路。Hhが標的細胞に移動して Ptcという受容体に結合することで膜貫通型タンパク質 Smoの活性抑制を解除し、Smoからシグナルが惹起される。
Genetic evidence for a Smoothened-Gαi signaling axis in mammals (Sci. Signal. 8, ra92 and fs16 (2015))

薄膜化が強誘電性を誘起する（Thinning films induces ferroelectricity）

薄い強誘電性膜は、コンピュータや医療機器に必要である。しかしながら、昔ながらの強誘電性膜は一般的に、膜が薄くなるほどますます分極し難くなる。使用するすぐれた強誘電体を用いて薄膜化する代わりに、Lee たちは、塊の形態では強誘電性を示さない SrTiO3 から薄膜化を開始した。この材料は、実にナノサイズの自発分極領域を有しており、SrTiO3 膜の厚みがこれらの領域の典型的な大きさに近づくと、膜全体が配向し強誘電性になる。（Sk,nk,kh）
Emergence of room-temperature ferroelectricity at reduced dimensions (Science, this issue p. 1314)

アリール C-N結合への道に光を当てる（Lighting the way to aryl C-N bonding）

薬学化学者は芳香族環の C原子に Nの結合を加えて、生理活性化合物を作りたがる。可視光のエネルギーを利用することで、Romeroたちはこれらの結合を作り，C-H結合を C-N結合に変換した．彼らは青色を吸収するアクジニウム・イオンを用いて、Nを提供する相手としての芳香環の Cを活性化した．その後，共触媒であるニトロキシル・ラジカル（TEMPO)が，（芳香環の）H原子の（TEMPOの）Oへの移動の振り付けをした．この反応は N源としてのアンモニウムを含む幅広い基質に有効だった．(MY,KU,nk,kh)
【訳注】
・アリール：芳香族炭化水素からなる化学構造
Site-selective arene C-H amination via photoredox catalysis (Science, this issue p. 1326)

幹細胞における若さ特有の損傷タンパク質の制限(Youthful damage limitation in stem)

毎日起こる幹細胞の損傷の危険は日ごとに増え、それが生物全身に影響をもたらすかもしれない。Mooreたちは、げっ歯類における神経幹細胞の分裂が、損傷したタンパク質を娘細胞の一方のみに集め、もう片方の細胞は無傷の分子を持つままにするという拡散防壁を確立することを観察した。しかし、年と共に、この拡散防壁は弱まり、結果として年老いた動物の幹細胞の複製は、より若いげっ歯類の幹細胞よりも損傷したタンパク質を排除する能力が乏しい。（KU,nk,kh)
A mechanism for the segregation of age in mammalian neural stem cells (Science, this issue p. 1334)

循環する薬剤耐性のシグナル（Circulating signals of drug）

癌の薬剤は、その有効性を失うことが多いが、それは腫瘍が薬剤耐性を与える遺伝的変化を獲得するからである。理想的には、腫瘍増殖が回復する前に、患者は別の薬剤に切り換えられれば良いが、これには耐性が生じたことを初期のうちに知る必要がある。Miyamotoたちは、血液循環腫瘍細胞 (CTCs)一個の中の RNA転写物の配列決定することで耐性を見分ける非侵襲的な方法を開発した（Nanus and Giannakakouによる展望記事参照）。例えば、前立腺癌患者において、薬剤耐性は Wntシグナル経路の活性化によって惹起される。しかし、CTCはまれな存在で、かつ脆弱であり、この技術は、臨床で用いる前に更なる開発を必要とする。（KU,nk,kh)
RNA-Seq of single prostate CTCs implicates noncanonical Wnt signaling in antiandrogen resistance (Science, this issue p. 1351; see also p. 1283)

「良い子ウイルス」の良いモデル(A good model for the "good boy virus")

ヒト pegivirus(HPgV)の感染は、HIV複製を遅くすることによって、HIV感染した患者を保護する手段を提供する。この現象によって、HPgVは「良い子ウイルス」というニックネームを得た。HPgVがどのようにして、この保護効果を実現しているかは、HPgV感染の動物モデルが存在していないせいもあって謎のままである。Baileyたちは、HPgVに密接に関連したウイルスが野生のヒヒにも生じていて、実験室のマカクに感染できることを発見した。これは、つまるところ、HPgVがどんな組織に感染し、それがどのように伝達され、複製されるかを発見する機会を提供することになる。(KF,kh)
Durable sequence stability and bone marrow tropism in a macaque model of human pegivirus infection (Sci. Transl. Med. 7, 305ra144 (2015))

最大を持つものへはわずかな思 いやり（Few thoughts for those with the most）

重厚な学問的著作（weighty scholarly tome）が、合衆国における収入と富の不平等に関する１年の長きにわたる国民論争を引き起こしている。一口で言うと、少数の人間が双方の多くを所有している。倫理学者と経済学者たちは、何世紀もの間、富の不均衡を説明するであろう人生戦略、即ち公平さと利己主義、及び平等と効率の間の妥協点、について議論している。Fismanたちは、イェール・ロー・スクールのエリート学生グループの選択の好みを記述している。これらのエリートは、平均的アメリカ人よりも利己主義と効率の方に傾き、そしてこれらの選択の好みが彼らの仕事の選択に反映される。（KU,nk,ok,kh)
The distributional preferences of an elite (Science, this issue p. 10.1126/science.aab00969)

房状のフラクタル構造が徐々に広がる（Percolating cluster, fractal structure）

金属ガラスは、強靭で破壊することなく屈曲可能であるため、魅力的な材料である。これらの材料には秩序構造はないが、結晶で同等構造にみられるような欠陥はまったくない。Chenたちは、原子の集団が多数、液体中に自由に浮遊しており、それらが絡み合い、ついにはガラス転移温度以下で短距離のフラクタル構造を形成するという、金属ガラスに対するモデルを開発した。このモデルはまた、かさばりのある試料の密度と高強度の特性を説明する。（Sk,nk,ok,kh)
Fractal atomic-level percolation in metallic glasses (Science, this issue p. 1306)

持続的につついて原子のもつれを作る（Entangling atoms by persistent poking）

量子力学において、系の特定の非占有状態を標的にする測定の繰り返しが、その状態を占有させないでおくことができる。Barontiniたちはこのいわゆる量子ゼノン効果を用いて、キュビットとして作用し、かつ光空洞内に存在する36個の87Rb原子集団の力学を制限した。空洞伝播の測定が、すべてのキュビットがその基底状態にあるという集団状態を禁止した。その後に続く力学は原子のもつれを起こした. これは量子情 報処理の潜在的な源泉となる。（KU,nk,kh)
Deterministic generation of multiparticle entanglement by quantum Zeno dynamics (Science, this issue p. 1317)

より冷たいセラミック燃料電池（Cooler ceramic fuel cells）

セラミック・イオン伝導体は、天然ガスを用いる燃料電池の電解質として用いることができる。酸素イオンを伝導するそのような固体酸化物燃料電池の一つの欠点は、その高い動作温度（最低600℃）である。Duanたちは、500℃においてメタン燃料で高い性能を示す、改良した正極（空気極）材料を用いた水素イオン伝導セラミック燃料電池を作成した（Gorteb による展望記事参照）。（Sk,nk,kh）
Readily processed protonic ceramic fuel cells with high performance at low temperatures (Science, this issue p. 1321; see also p. 1290)

X線で溶解を進める(Driving dissolution with x-rays)

炭酸塩鉱物は、地球の炭素循環にとって重要である。炭酸塩鉱物は、それらの物理的または生物的源に依存して、溶液から多様な物質として直接沈殿する。炭酸塩鉱物が成長するか、溶解するかどうかは、鉱物/水界面の熱力学的促進因子によって制御される。その反応を制御し観察するために、Lanaaitらは、‘水中の炭酸カルシウム表面を画像化し、かつ溶液の飽和状態を選択的に調整する、シンクロトロンX線技術を開発した（Wolthersによる展望記事を参照のこと）。平衡状態から離れ、表面過程よりも溶液のイオン輸送によって反応が制限されている、高速に運動する鉱物・溶液反応面をX線ビームが駆動する。(hk,KU,nk,kh)
X-ray-driven reaction front dynamics at calcite-water interfaces (Science, this issue p. 1330; see also p. 1288)

デングウイルスの細部に宿る魔物(The devil in the dengue details)

その媒介生物である蚊とともに、デングウイルスは世界中に広まり、何百万人にも感染している。少数の人に対して、引続いての感染は、致死的な出血性疾患となる。Katzelnikたちは抗体結合データを用いて、デングウイルス群中での構造上の分岐や抗原変異を地図にした。サルとヒトにおける結果を比較すると、ウイルスはおおよそ4つの既知のグループに分類された。しかしながら、この4つのウイルスグループは、グループ間と同程度のグループ内での抗原性距離を示した。この知見は、デングウイルスへの免疫応答が、高度に可変性がある理由を説明する助けとなり、またこのことは、疫学や病気、ワクチン活用に関して込み入ったかかわり合いをもつ。(KF,ok,kh)
Dengue viruses cluster antigenically but not as discrete serotypes (Science, this issue p. 1338)

複製の最中に捉えられて(Caught in the act of copying)

二本鎖 RNAウイルス(dsRNA)のゲノムは、タンパク質被膜に封じ込められた、ほぼ1ダースの dsRNAセグメントから構成されている。宿主細胞の内部で、被膜は無傷のままで、dsRNAは被膜内で複製しないといけない。Liuと Chengは、低温電子顕微法でサイポウイルス粒子を見ることで、複製されている最中の dsRNAを捉えた。その構造が明らかにしたのは、RNAは液晶性の配列を形成して、その上でウイルスの酵素がウイルスゲノムの複製のための転写を複数回実行していることだった。(KF,kh)
【訳注】
・サイポウイルス：蝶や蛾の幼虫に感染する病原体の一種
Cryo-EM shows the polymerase structures and a nonspooled genome within a dsRNA virus (Science, this issue p. 1347)

小さなペプチドが、タンパク質活性を調節する(Small peptide regulates protein activity)

コードRNAsと非コードRNAsは、小さな読み取り枠(smORF)から、ほとんど知られていない多様な機能を使って, 多種のペプチドを産生することができる。ゲノム全体のスクリーニングを用いて、Zanetたちは、Polished rice遺伝子(Pri)の smORFペプチドが、E3ユビキチン・リガーゼに結合することで、ショウジョウバエの発生を制御していることを明らかにした。これはそのリガーゼの選択性を変化させ、発生の転写制御因子であるShavenbabyのプロテアソーム依存的な成熟の引き金を引く。それ以外のsmORFペプチドも、タンパク質活性を制御するために、同様の機構によって作用している可能性がある。(KF,nk,kh)
Pri sORF peptides induce selective proteasome-mediated protein processing (Science, this issue p. 1356)

化石燃料価格修正のための呼びかけ(A call for fossil fuel price reform)

石炭は、他の化石燃料と比べてトンあたりの燃焼に対してより多くの二酸化炭素排出の原因となる。しかし、石炭採掘場は世界中、特に中国や他の急激に発展する途上国で建設されつつある。Edenhoferは、彼の展望記事において石炭新時代の要因を考察している。化石燃料に対する補助金は、石炭利用をさらに強力に後押しする原動力になっている。というのは補助金は単に財政支出のみならず、例えば公共の健康に対するような社会的コストを内包しているからである。もし燃料価格が,このような広範囲に影響を及ぼす動機付けを除去するために修正されなければ、気候変動の緩和は深刻な脅威を受けるだろう。(Uc,ok)
King Coal and the queen of subsidies (Science, this issue p. 1286)
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