AbstractClub - 英文技術専門誌の論文・記事の和文要約 |
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Science November 24 2017, Vol.358
人工照明による夜間の暗闇の減少は、よく文書化された生態学的・社会学的な結果をもたらす。 過剰な屋外照明は、地上からの光学望遠鏡による天体観測の品質もまた落としている。 今や衛星のセンサー技術は、野外照明が世界全体でいかに変化しつつあるのかを反復観測が明らかにするところまで良くなってきている。 それで、Kyba たちは悪化を続けている問題について実証している。 人工的に屋外照明された地球の面積は、既に照明された地域における屋外照明の輝度と同様、年2 % 以上の割合で増加している。（Uc,MY,kj,kh）
非ヒト霊長類の脳はヒトの脳と似ているが、両者の間の認知能力の差は、表面的な類似性が全体を捉えていないことを教えている。 Sousa たちは、トランスクリプトソームと組織学的分析を重ね合わせ、何が、ヒト脳を非ヒト霊長類の脳と違ったものにしているのかを調べた。 転写因子をコードしている遺伝子のような幾つかの発現変動遺伝子は、転写プログラムを変える可能性がある。 発現が変動する他のものは神経調節系に関連するものであった。 さらに、ヒトの新皮質で見つかるドパミン作動性介在ニューロンは、非ヒトであるアフリカ類人猿の新皮質には存在しなかった。 ニューロンでの転写プログラムのそのような相違が、さまざまな神経発達障害の根底にあるかもしれない。（MY,nk,kh）
疾病関連転写物を修正する効率的かつ正確な RNA 編集は、遺伝病治療に役立つものと大きな期待をもたれている。 Cox たちは、タイプVI の CRISPR-Cas 系のエフェクターである Cas13b の能力を利用して、特定の RNA を直接に標的とした（Yang と Chen による展望記事参照）。 彼らは、Cas13b を ADAR2 のアデノシン・デアミナーゼ・ドメインと融合させ、合理的タンパク質工学を用いて、結果の酵素を改善した。 この手法は、RNA ノックダウンと RNA 編集プラットフォームを造り、哺乳類細胞において効率的かつ特定の RNA の枯渇と修正を可能にした。（KU,MY,kj,kh）
ガラス状材料は、原子水準であろうと、ずっと長い距離の規模であろうと、長距離秩序の欠如によって特徴づけられる。 しかし、それらの挙動の共通性は、これらの異なる規模において、どの範囲まで維持されるのであろうか。 Cubuk たちは、実験とシミュレーションを用いて、7 桁にわたる長さを通じての普遍性を示した。 そのような系での粒子の再配列は、粒子直径数個程度の欠陥が介在して成立する。 この再配列は、材料の柔軟性と降伏挙動に相関する。（Sk,MY,ok,kj,kh）
電荷符号反転、空間反転、時間反転、の３つ変換を同時に受けた場合には、基本的物理法則は変わらないと信じられている。 この電荷・偶奇性・時間の反転（CPT）対称性を確かめるには、陽子のような粒子の基本的特性を高精度で知ることが望ましい。 Schneider たちは、二重イオントラップを用いて、単一捕捉陽子の磁気モーメントを 0.3 ppb の精度で決定した。 CPT 対称性の厳密な検証のために、反陽子の磁気モーメントを同様の精度で計測することが今や必要である。（NK,MY,nk,kh）
歴史的には、ネットワーク科学は、ノードが永久的なリンクによって接続されている静的ネットワークに焦点を当てていた。 しかし、タンパク質間相互作用からソーシャル・ネットワークに至るまでのネットワーク・システムでは、リンクは変化する。 Li たちは、永久的なリンクは、システムの制御を容易にすると思われるかもしれないが、一時性は、実際のネットワークとシミュレーションによるネットワークとにおいて有利であることを示している。 一時的なネットワークは、より効率的に制御することができるので、対応する静的なネットワークよりも必要なエネルギーは少なくてすむ。（Wt,ok,nk,kh）
細胞傷害性 CD8 陽性 T 細胞は、主要組織適合複合体クラス I（MHC I）によって提示される抗原ペプチドを精査することで、感染細胞とがん性細胞を認識する。 ペプチドの結合と交換は、シャペロン・タパシンと TAPBPR によって仲介される一連の事象において小胞体中で生じる（Cresswell による展望記事参照）。 Thomas と Tampe は、MHC 分子を安定化するために光開裂可能な高親和性ペプチドを使用することで、TAPBPR-MHC I 編集複合体の結晶構造を解明した。 Jiang たちは、TAPBPR がいまだ結合可能な切り詰められたジスルフィド結合ペプチドが存在する MHC I 分子を結晶化した。 これらの相補的なスナップショットは、シャペロンがペプチドを含まない MHC I 分子の溝を安定化させるという動的過程を明らかにする。 これは、MHC I がペプチド候補を試してみるのを助け、高親和性抗原ペプチドの豊富なペプチド目録の作製を促進する。（KU,kh）
二つの目標間で選択せざるを得ない場合、我々は、なすべきことを決定する前に、必要な行動のコストと比較した目標達成の利益を見積もる。 これはまったく単刀直入な推論だと思われ、他人にもこの推論を適用できることがわかったとしても驚くべきことではない。 つまり、よりコストのかかる行動を必要とする目標を選択したと考えられる人は、その目標をより高く評価しているに違いない。 驚くべきは、Liu たちの報告によれば、言語習得前の子供も同じ方法で推論することができることだ。（Sk,nk,kh,kh）
キメラ抗原受容体（CAR）T 細胞療法に関する爆発的な研究増加にもかかわらず、ほとんどの前臨床試験は、免疫不全マウスに形質導入されたヒト T 細胞を用いている。 CAR 活性が T 細胞受容体（TCR）との共業によってどのように影響されるかを決定するために、Yang たちは、免疫適格性マウスにおいて CD19 と遺伝子導入 T 細胞を標的とする CAR を使用した。 TCR 抗原への CD8 陽性 CAR T 細胞の暴露は、T 細胞の疲弊、アポトーシス、および治療効果の低下をもたらした。 この現象は、CD4 陽性 CAR T 細胞では観察されなかった。 したがって、T 細胞生物学の考察は、CAR T 細胞治療をさらに改善できるかもしれない。（KU）
チャネルロドプシンは、そのゲート開閉が光によって制御される膜チャネル・タンパク質である。 その本来の環境において、チャネルロドプシンは緑藻類が光に反応して動くことを可能にする。 ニューロンにおけるその発現は、光遺伝学として知られる方法であり、神経活動の正確な制御を可能にする。 Volkov たちは、最も広く使用されている光遺伝学的手段であるチャネルロドプシン 2 の高分解能構造を、開口状態の寿命がより長い変異体の構造とともに記述している（Gerwert による展望記事参照）。 光活性化は、複雑な水素結合ネットワークを揺り動かして膜チャネルを開く。 その構造は、より良い光遺伝学的手段を設計するための基礎を提供する。（KU,MY,nk,kh）
材料の特性は、化学的不純物添加、磁場、あるいは圧力のような、いろいろな手段で調整可能である。 Sow たちは、小さめの密度の電流を用いて、モット絶縁体である Ca2RuO4 を、半金属に変化させた。 同時に、その反磁性応答（外部印加磁場に対抗する能力）は、他のどの非超伝導材料よりも高い水準に上昇した。 この強力な実験用調整つまみとしての電流の使い方は、他の同様な材料にも応用可能かもしれない。（Sk,kh）
エチレンは多くの化学品とポリマーに対する主要原料であるが、その製造には、エネルギー消費型工程である、エタンとの深冷分離を必要とする。 理論的には、純シリカ・ゼオライトは、パラフィン類からのオレフィン類の分離にうまく適合している。 Bereciartua たちは、非常に微細な孔を持つ純シリカ・ゼオライトを合成した。 これは、静的状態では、パラフィン類とオレフィン類のどちらも取り込まない。 しかしながら、分子動力学計算は、このゼオライトの細孔は柔軟であるはずだと示唆した。 実際、吸着競合実験でこのゼオライトは、エチレンとエタンの混合流からエチレンを優先的に吸着した。（MY,ok）
物質の境界から生じるトポロジカル効果は、固体物理学ではよく知られており、トポロジカル絶縁体の基礎となっている。 Delplace たちは、類似のトポロジカルな起源をもつように見える大気と海洋の波について記述している（Biello と Dimofte による展望記事参照）。 この波が存在するのは、地球の回転が対称性を破壊する性質を有するためであり、これは気候系に対してある固定的なトポロジカルな拘束を課すことを可能としている。 これらの知見は、多種多様な地球物理学的および天体物理的な流れを理解するのに有用であろう。（Wt,kj,kh）
古典的な固体力学の概念では、外力に応じる変形は、材料の自由度の拘束により制約されている。 例えば、あなたがある材料を押した場合、その応答でその材料がねじれるとは思わない。 Frenzel たちは、押されると右や左に大きくねじれる力学的メタマテリアルを設計した（Coulais による展望記事参照）。 巨視的材料に対するこの種の対掌性の設計は意外であるが、この結果は、特異な変形挙動を持つ材料の開発に対して、より一般的な方法を指し示している。（MY,ok,kh）
アルカリ元素気体のような原子気体が極低温に冷却されると、それらは量子縮退の状態に達することが可能であり、その量子特性が前面に現れる。 この過程においては、一番最後の段階は気化冷却であり、そこでは最も熱い原子を量子縮退気体から離脱させる。 Hu たちは、気化冷却段階を回避し、より速く、そして原子損失のより少ない手順を考え出した。 この方法は、87Rb 原子の気体が保持された光格子のレーザー光を、ガス密度が次第に高くなるように反復的に操作すること、に基づいている。この方法は、他の種類の原子にも広く応用可能であろう。（Sk,nk,kh）
海のほとんどは暗闇である。 それでも、この惑星の大部分の炭素循環が起きているのは、光合成用の太陽光から隔たった、この暗闇の中である。 Pachiadaki たちは、分類学上のある門に属している亜硝酸酸化細菌が、中深海の海洋で溶解無機炭素の主要固定者であることを示している。 著者たちは、海洋原核生物の何千もの単一増幅ゲノムの配列を決定した。 そして、真正化学合成独立栄養細菌を、炭水化物を輸送できないものと、亜硝酸酸化還元酵素を発現するものの、30 以上を同定した。 この酵素は電子を供給し、炭素を固定化する逆トリカルボン酸回路を駆動する。 ゲノムの多くは、アンモニアと他の基質を産生する能力を持っていて恐らく亜硝酸産生型の代謝を持つ相手に栄養を与える、微生物の存在もまた示唆する。（MY,kh）
真核生物の mRNA 3' 末端処理機構は、転写機構と相互作用し、mRNA 基質上にポリアデニル化配列を付加する。 Casanal たちは低温電子顕微鏡、質量分析、および生化学的再構成を用いて、mRNA 3' 末端処理機構が、ヌクレアーゼ、ポリメラーゼおよびホスファターゼのモジュールへと組織されることを示した。 その複合体のポリメラーゼ・モジュールは、RNA 基質と補助因子をまとめるためのハブとして機能して、転写と協調して効率的かつ制御されたポリアデニル化を達成する。（KU,MY,kj,kh）
マラリア、リーシュマニア症、デング熱のような感染症は媒介昆虫により伝染する。 展望記事で Hemingway は、これらの生物媒介性疾病を蔓延防止する上での、殺虫剤の役割に対するありがちな過小評価に光を当てている。 よく用いられる殺虫剤に耐性を持つ昆虫の出現は、病気蔓延防止の努力を損ねるが、新規殺虫剤の開発者はこれを上市しようとする際に、多くの障害に直面している。 この問題は、殺虫剤処理した蚊帳に対して特に切実である。 併用による新規な殺虫剤導入は、耐性発現の可能性を低くするだろう。 世界保健機構の指導と勧告に対する効率化された作業が、そのような処置を迅速化するのに役立つかもしれない。（MY,kh）
ウイルスは生存のため、宿主の代謝網を利用する。 Wang たちは、マウスとヒトの細胞両方において、多くのウイルスの複製を増進する長鎖非翻訳 RNA（lncRNA）を特定した（Kotzin たちによる展望記事参照）。 細胞質で働くこの lngRNA の発現はウイルスにより誘発され、Ⅰ 型インターフェロンと無関係だった。 この lngRNA は、代謝酵素グルタミン酸オキサロ酢酸トランスアミナーゼに直接結合して、この酵素を刺激した。 このウイルスの戦略は、代謝機能障害とウイルス感染が関係する臨床疾患と関連性があるかもしれない。（MY,kh）
CD44 は細胞外基質成分であるヒアルロン酸の受容体である。 CD44 の標準アイソフォームは、線維症を促す筋線維芽細胞の分化を促進する。 対照的に、筋線維芽細胞分化の阻止または逆転は、もう一つの切り方でスプライシングされたアイソフォーム、CD44v7 / 8 に依存する。 Midgley たちは、ヒアルロン酸分解酵素であるヒアルロニダーゼ2（HYAL2）が、CD44 のスプライシングの決定に非酵素的役割を持つことを見出した。 抗分化因子に曝露されたヒト肺線維芽細胞において、HYAL2 は、CD44 前駆体 mRNA 上のスプライシング機構の成分を置換して、CD44v7/8 mRNA の産生を促進した。（Sh,MY,kj）
腫瘍微小環境は、エフェクター T 細胞と記憶 T 細胞の機能を損なうが、ナイーブ T 細胞に対するその影響は十分に理解されていない。 Xia たちは、自食作用の構成要素である FIP200 が、T 細胞によって仲介される抗腫瘍応答の促進に決定的な意味をもつことを示している。 卵巣癌患者とマウス腫瘍モデルでは、ナイーブ T 細胞のアポトーシス割合がより高く、自食作用が損なわれていた。 これは、FIP200 の選択的喪失と結び付けられ、それがアポトーシス促進因子と抗アポトーシス因子の平衡を崩した。 腫瘍由来の乳酸は FIP200 の発現を抑制し、その結果として強まったアポトーシスと弱まった抗腫瘍反応を引き起こした。（Sh,kj）