Science (AAAS) September 11, 1998, Vol.281

Science September 11, 1998, Vol.281

鉛の痕跡 (Traces of Lead)

人間の活動によって数千年に渡り大気圏中に鉛が蓄積された。スイスの泥炭地から得られた12,000年に渡る大気圏中の鉛堆積の記録が、Shotykたち（p. 1635 ; カバー、およびNriagu による展望、そしてLanphearによるPolicy Forum中の近年の鉛環境被毒に関する討論を参照）によって報告されている。 5,000年前頃、農業による塵芥物によって大気中に鉛堆積が増えた。3,000年前に鉱業と製錬業が広範囲にひろがった時、鉛の放出は一段と増加した。氷河が後退したとき、スイスはバルチック楯状地域（Baltic Shield areas)から粉塵を受け取りはじめた。しかし、この粉塵は植生がひろがるとともに減少した。(KU)

N2Oの発生しないナイロン（Nylon sans Nitrous Oxide)

アジピン酸は年間生産量200万トン以上のナイロンの前駆体である。しかしながら、アジピン酸の合成には硝酸によるシクロヘキサノール、或いはシクロヘキサノンの酸化が必要であるが、この反応ではオゾン破壊の温室ガスであるN2Oが発生する。減らそうとする努力にもかかわらず、人為的なN2O放出量の５ないし８％がこの合成経路によって発生する。Satoたち(p. 1646) は、酸化剤として３０％の過酸化水素水を用いて、N2Oの発生もなく、さらに有機溶剤も使わないアジピン酸の新たな合成法を述べている．過酸化水素を用いると現在のところ硝酸よりはるかに高価であり,このようなグリーン化学は市価より高くなる。(KU)

遠距離で捕捉する (Trapped at Long Range)

溶液中の分子と近接膜との静電的相互作用は、細胞表面における生物的反応やクロマトグラフ分析において重要な役割を果たしている。XuとYeung(p. 1650)は、溶液中で個々のタンパク質分子の動きを追跡し、分子が電気二重層の距離（一般に静電相互作用のはたらく限界距離とみなされている）よりはるかに遠い距離まで帯電したシリカ表面によって影響を受けていることを見出した。表面吸着によってより多くのタンパク質を固定化するというより、むしろ帯電した表面が分子の動きを遅くしており、このことは遠距離での束縛がクロマトグラフィーで分子を分けるさいの最も有力なメカニズムであることを示している。（KU)

全ては一日から(All in a Day)

地球の短期的(10年以内)な角運動量の変化の殆どは、回転率変化で測定されるが、地球の大気によって引き起こされている、しかし、若干の説明困難な他の要因からの寄与もある。Marcus たちは(p.1656、Wilsonの展望参照)、2つの独立した海洋モデルと長期的な一日の長さの測定結果を用いて、海洋の循環の大規模な変化がこの残りの影響のかなりの部分を占めることを示した。(Na)

ほんとに十分薄い(Just Thin Enough)

金は、白金やパラジウムと異なり、通常は工業的に用いる触媒としては重要な金属とは考えられていない。しかし、最近、二酸化チタンのような担体上に非常に微少な粒子として分散させた金は、炭化水素の部分的な酸化や酸化窒素の還元のような反応の触媒となりうることが判ってきた。Valden たち(p.1647) は、走査型トンネル顕微鏡による方法と走査型のトンネル効果による分光法を用いた、単結晶チタニア(酸化チタン)の表面上の金のクラスターに関する研究から、この活性度増加の説明を提案している。一酸化炭素を酸化する活性度が最大となるのは、厚さでおよそ単分子層が二層のクラスター(およそ300原子)の場合であり、このクラスターサイズは、非金属的な挙動の開始に対応している。より大きなクラスターと異なり、これらの比較的小さなクラスターは、0.2〜0.6 eVのバンドギャップを示す。(Wt)

ひとときに二つの光子(Two Photons at a Time)

二つのレーザーからの光子を吸収して励起する確率が高い分子には、二光子蛍光顕微鏡や三次元的な光学的データ記録のような、多くの応用がある。しかしながら、大きな二光子吸収断面積を有する分子を合成する方法は限られたものであった。 Albotaたち (p.1653) は、共役的な分子の終端と中間部分との間での対称的な電荷移動により、非常に大きな断面積となりうることを示している。トランススチルベンよりも約600倍も大きな断面積のいくつかのビス(styryl)ベンゼン誘導体を合成した。量子力学的計算によると、これらの分子の二光子励起は、分子内での根本的な電荷再配置を引き起こしていることを示している。(Wt)

アミノ酸を作り上げる(Cooking Up Amino Acids)

通常の環境（冷たくて酸化環境の海水）は、アミノ酸の合成にはエネルギー的には適していない。Amend と Shock (p. 1659) は、海洋の熱水噴出口に代表されるような状況（中程度の還元状態で、かつ熱い）においては、タンパク質を構成する20個のアミノ酸のうちの11個は、エネルギー的には合成に適していることを示した。これらのデータによると、ある種の好熱性生物の倍加速度を合理的に説明できることや、高熱の噴出口環境におけるこのようなアミノ酸の起源が説明できそうに思える。 (Ej,hE)

うつ病を処置する(Treating Depression)

うつ病を処置するために用いられる薬の全ては脳のモノアミン作動性システムに対して働き、しばしば不快な副作用を伴う。 Kramerたちは(p.1640、Wahlestedtの展望参照)、脳内に広く分布しているニューロキニンであるサブスタンスPの受容体をブロックする新薬の開発状況について記述した。前臨床的研究で、彼らは、これらのサブスタンスPの拮抗体が抗うつ薬として効果があることを示した。管理臨床試験で、重大なうつ病患者において古典的な薬剤治療に比べ、より副作用が少なく、有意な改善を観測した。(Na)

プラスミノーゲンの活性化(Activating Plasminogen)

ストレプトキナーゼはプラスミノーゲンに結合し、かつ、活性化する細菌性タンパク質である。この複合体は不活性なプラスミノーゲンをセリンプロテアーゼプラスミンに加水分解的に変換する。このセリンプロテアーゼプラスミンは血栓を構成する主要なタンパク質であるフィブリンを加水分解する。Wang たち(p. 1662)は、ストレプトキナーゼとの複合体中におけるプラスミン触媒領域の結晶構造を決定した。ストレプトキナーゼは、プラスミノーゲンの潜在的活性部位を立体配置的に再構成するとともに、酵素前駆体（チモーゲン）の感受性ペプチド結合を閉じ込めるのに役立つ、より強化された結合表面を用意するという両方の役目を果たすように見える。(Ej,hE)

安全な食肉のためのウシの飼料（Safer Meat Through Cattle Feed）

ウシの腸や反芻胃の中の酸性度やバクテリア種の違いは彼等の飼料に依存していることが判明してきた。Diez-Gonzalezたち (p. 1666;Couzinによるニュース記事参照)は、穀物飼料は、牛から出される大腸菌の数を増加させ、酸耐性や細菌生存率を促進していることを明らかにした。牛の屠畜する数日前に、彼等の飼料を乾草に代えると、牛肉への大腸菌混入を防ぐことができ、さらに食物に関連したヒトの疾患の有病率を下げることができるかもしれない。(TO)

ペプチドと行動(Peptides and Behavior)

ペプチドは、神経伝達物質として利用されるときには、関連しているファミリーメンバーを含む大きな前駆物質によってコードされることが多い。発現とプロセシングの相違によって複雑な活動レパートリが生じるのである。Nelsonたち(p 1686)は、線虫Caenorhabditis elegansにおいて、一連の分子と複雑な行動との関係を報告している。このペプチドファミリは、44の異なるペプチドをコードする少なくとも14遺伝子をもつ Phe-Met-Arg-Phe-アミドで定義される。これらの遺伝子のうちの一つであるflp-1遺伝子の欠失または過発現によって運動表現型の機能が失われたり、獲得されるという分析から、 flp-1がGo分子の上流で、かつ、セロトニンの下流で作用することを示唆している。(An)

p53に作用するATM(ATM Acting on p53)

ATMタンパク質をコードする遺伝子は、ヒトの疾病である血管拡張性失調症において変異しているが、この欠損が遺伝的不安定性や癌の素因のような症状を引き起こす。ATMタンパク質は、ホスファチジルイノシトール-3キナーゼと類似しているタンパク質ファミリのメンバーであるが、ATMの生理学的基質がまだ同定されていない。Baninたち(p. 1674)とCanmanたち (p. 1677)は、精製したATMがp53という別のタンパク質をリン酸化し、p53もDNAダメージに対する適切な細胞応答に必要である転写制御因子であることの証拠を報告している。このタンパク質キナーゼ活性は、変異したATMをもつ細胞において失われており、p53におけるATMリン酸化部位は、DNAダメージに応答して生体内でリン酸化される部位と同じである。この結果と他の結果は、ATMが仲介するリン酸化のp53制御がDNAダメージに対する細胞応答の決定的な段階であることを示す。 (An)

血管形成の脂肪制御(Fat Times for Angiogenesis)

Leptinというホルモンが食物摂取とエネルギー出費を制御し、視床下部において発現している受容体によってこの効果が主に仲介されていると思われている。Sierra-Honigmannたち (p 1683;Barinagaによる記事参考)は、内皮細胞においても leptinの受容体が発現され、leptinは試験管内でも、ラットの角膜のアッセイでも血管新生活性をもっていることを示している。局所的な血管新生信号の供給によって、leptinは、血液供給と脂肪組織量との間の適切なバランスを保つことを助けているのかもしれない。(An)

不自由な心臓(Inhibited Hearts)

肥大性の心筋症(HCM: Hypertrophic cardiomyopathy)は、 500人に1人の割で影響を及ぼす遺伝性の心疾患であり、若い運動選手の死因のうち、最大のものである。Sussmanたちは、カルシウムによって調節される脱リン酸酵素であるカルシニュリン阻害剤が、げっ歯類を用いたその病気の異なった4種のモデルにおいて、HCMの発生を防ぐことを示した(p. 1690)。この結果が示唆するのは、カルシニュリンがHCMの病原性においてキーとなる情報伝達分子であること、また、すでに臨床で用いられている薬剤であるシクロスポリンなどのカルシニュリン阻害剤が、ヒトにおけるある型のHCMに対する潜在的な治療法として注目を集めるに値する、ということである。(KF)

連合による活性化(Guilt by Association)

細胞は細胞外からの信号に対し、ある場合にはマイトジェン（分裂促進因子）活性化タンパク質リン酸化酵素 (MAPK: mitogen-activated protein kinase)経路によって伝えられる信号を介しての遺伝子転写の変化によって、反応する。哺乳類の細胞におけるMAPKのファミリには、多くのメンバー(たとえば、ERKやJNK)があり、それらは一連のリン酸化酵素、すなわちMAPKKK(MAPKリン酸化酵素リン酸化酵素)と MAPKK(MAPKリン酸化酵素)、を介して活性化される。活性化を促すリン酸化酵素の基質特異性が重なっていることがありうるため、どうして特定の信号が適切なMAPKだけを活性化するかは、理解されていなかった。ある特定のMAPリン酸化酵素カスケードのメンバと結合する足場として働くことで特異性を与えているらしい、それぞれ別のタンパク質について、2つの報告が記述している。Schaefferは、MAPKK MEK1および MAPK ERK1と相互作用することでERK1の活性化を促進しているらしいタンパク質、MP1について記述している。Whitmarsh たちは、タンパク質JIP-1が、そのカスケードの3つの要素、つまり1つのMAPKKK、1つのMAPKKそしてMAPK JNK、すべてと相互作用していることを示している。これらタンパク質の双方とも、それらが関与する特定のMAPK経路を介して、活性化される遺伝子の転写を増強することができるのである。(KF)

細胞死を逃れる(Escaping Cell Death)

腫瘍壊死因子(TNF-: tumor necrosis factor-)に曝された細胞は、アポトーシス性(細胞死)の経路と生存への経路の双方を開始するが、後者は、転写制御因子NF-Bを介して進められる。 Wangたちは、NF-Bが4つの遺伝子の発現を制御していることを明らかにした。それらは、2つのTNF受容体連合因子(TRAF1 とTRAF2)と、2つのアポトーシス抑制因子(c-IAP1とc-IAP2) である。これら抑制因子は一緒になって、おそらくは受容体のそばに集まってタンパク分解性カスケードの最初のカスパーゼ、 caspase-8が活性化するのを防ぐことで、アポトーシス経路が始まることを遮断するのである。(KF)

強磁性超格子(Ferromagnetic Superlattices)

K. Ueda たち (5月15日号の報告(p.1064)) は、LaCrO3-LaFeO3 の超格子中に「強磁性的なスピン秩序」となっている、強磁性的二重ぺロブスカイトを作製した。W.E.Pickett は、「その材料の異常な挙動は、人工的な化合物に対する(彼の)理論的予測に非常に類似している」とコメントしている。そして、彼は「現在得られるデータによる可能な限りの比較」を補っている。G. I. Meijer は、Ueda たちは、「彼らの磁化のデータを説明する上で、磁気の単位を誤って用いているように見え」、それは、提案された超格子中において、強磁性的な秩序が発生していることに疑問を抱かせるものであると述べている。Pickett に対する返答の中で、 Ueda たちは、さらに測定を行なうと、彼らの試料が強磁性的な絶縁体であることを示していると述べている。Meijerに対する返答では、彼らは、疑問を抱かれている単位は「誤って計算された」ことに同意しているが、「しかし、この誤りは(彼らの)報告の結論には影響しない」と述べている。これらのコメントの全文は http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/281/5383/1571a にて見ることができる。(Wt)