Science (AAAS) September 20, 2002, Vol.297

Science September 20, 2002, Vol.297

少数における強さ(Strength in Smaller Numbers)

極低温クラスター中のヘリウム原子は、いくつ集まると超流動効果を示すのだろうか？Tangたち (p.2030; 表紙を参照のこと) は、２個から８個のヘリウム原子を含むクラスターにおける OCS 原子の回転及び振動運動の高分解スペクトルを取った。ヘリウム原子は、分子の周りの赤道上に"ドーナツ"を形成しているように見える。そして、６個から８個のヘリウム原子に対しては、回転の慣性モーメントの値はバルク液滴に対するもの以下となっている。これらの結果は、ヘリウム原子数が５以下の小さなクラスターにおいては、超流動現象は起こらず、最近接殻中のヘリウム原子はバルククラスター中よりも強く結合しているいることを示唆している。６−８個の状態では、バルク状態と似てヘリウム原子は他のヘリウム原子と遠距離交換作用を受け、結合力が減少している可能性がある。(Wt,Nk)

Quantum Solvation of Carbonyl Sulfide with Helium Atoms
Jian Tang, Yunjie Xu, A. R. W. McKellar, and Wolfgang Jäger
p. 2030-2033.

暗号に対するレーザーの鍵(Laser Key to Cryptography)

現代のメッセージ暗号化は、一つの向きには計算が容易であるが、反対方向には畳み込みを解くことが困難な "一方向" 関数に依存している。Pappu たち (p.2026) は、無秩序な媒体を通過して散乱されたレーザー光により生成されるパターンに基づく物理的な一方向関数を与えている。結果として生じたスペックルパターンは、固定長の数字の鍵に加工することができる。それは、確実な認証技術や情報符号化技術として有用である可能性がある。(Wt)

Physical One-Way Functions
Ravikanth Pappu, Ben Recht, Jason Taylor, and Neil Gershenfeld
p. 2026-2030.

日々の擦り減り(Everyday Wear and Tear)

一般には、川筋を変えたり川底の岩(bedrock)を侵食する作用は大洪水の役割が圧倒的に大きいと考えられている。しかし、台湾のLiWu川の現地調査により、Hartshornたち (P.2036)は、造山活動が活発なこの地域の川では、通常の川の流れが川底の岩を深く削っている主な原因であることを発見した。大洪水は、主に川底を広げたり丘斜面 (hillslope)を崩壊させたりしている。(TO,Nk)

Climate-Driven Bedrock Incision in an Active Mountain Belt
Karen Hartshorn, Niels Hovius, W. Brian Dade, and Rudy L. Slingerland
p. 2036-2038.

森の避難場所(Forest Refuges)

更新世の間の気候変動は、温暖な地域において大規模な植生の変化を引き起こした。にもかかわらず、遺伝子学的な証拠が、レフュジア(待避地、refugia)と呼ばれる氷河期のような大陸全体の気候の変化期に比較的気候の変化が少なく他の場所では絶滅した種が生き残った地域の存在を示している。Tzedakisたち(p.2004; Taberlet とCheddadiによる展望記事参照)が行ったギリシャ北西部にあるイオアニア(Ioannina)盆地から得られた堆積物の精緻かつ詳細な花粉分析により、ヨーロッパ南東部におけるこのようなレフュジアの存在が確認された。ピンドス山地にオーク、パイン、モミ、ブナそして他の樹木の種の群生が、明らかに地域的な気候条件が緩衝材となって13万年間生き残った。(TO)

ECOLOGY:
Enhanced: Quaternary Refugia and Persistence of Biodiversity
Pierre Taberlet and Rachid Cheddadi
p. 2009-2010.

Buffered Tree Population Changes in a Quaternary Refugium: Evolutionary Implications
P. C. Tzedakis, I. T. Lawson, M. R. Frogley, G. M. Hewitt, and R. C. Preece
p. 2044-2047.

細菌性タンパク質の入出(The Ins and Outs of Bacterial Proteins)

グラム陰性菌において、分泌されたタンパク質や膜タンパク質は細胞質膜のタンパク質導通孔を標的とする。アデノシントリフォスファターゼ(ATPase)のSecAは、可溶型と膜結合型の間を循環し、ATP依存的translocon（ER膜上にある親水性のチャネル）を経由してプレタンパク質を分泌する。Huntたち(p. 2018)は、Mg-ADPが結合した場合とそうでない場合の可溶性SecAの結晶構造をそれぞれ3.0と2.7オングストロームの解像度で決定した。その結果、SecYEG結合に関わっていると考えられる表面に、プレタンパク質結合部位として可能性のある部位が存在していることが分かった。ヌクレオチドの加水分解と遊離は領域-解離反応に連動しており、これによってSecAとSecYEGとの結合の可否を決めていると著者たちは提案している。(Ej,hE)

Nucleotide Control of Interdomain Interactions in the Conformational Reaction Cycle of SecA
John F. Hunt, Sevil Weinkauf, Lisa Henry, John J. Fak, Paul McNicholas, Donald B. Oliver, and Johann Deisenhofer
p. 2018-2026.

ポリマー中への環形成（Running Rings into Polymers）

高分子量の環式ポリマーの合成は、最終的な閉環のステップで希釈条件を必要とし、そして鎖のからみ合いによって妨害されるために、往々にして非効率的である。Bielawskiたち(p. 2041;McLeishによる展望参照)は、開環複分解重合法により200キロダルトンの分子量の環式ポリエチレンを合成した。その重合方法は、重合鎖が環式化合物として除かれるまでその成長鎖をつなぎとめている。この環式ポリエチレンは、粘性といった物性面で直鎖状異性体と異なっている。(KU)

CHEMISTRY:
Polymers Without Beginning or End
Tom McLeish
p. 2005-2006.

An "Endless" Route to Cyclic Polymers
Christopher W. Bielawski, Diego Benitez, and Robert H. Grubbs
p. 2041-2044.

炭疽菌のマクロファージの殺し方(How Anthrax Murders Macrophages)

活性化されたマクロファージの選択的破壊が、炭疽菌病原性の中心課題である。Parkたち (p. 2048)は、この細菌によって作られた到死的因子(LethalFactor:LF)が、活性化されたマウスのマクロファージにおいてのみカp38MAPキナーゼの情報伝達カスケードを不活性化し、細胞死を引き起こすことを報告している。この阻害がマクロファージの生存に機能する転写因子核因子Bの標的遺伝子のサブセットの発現を阻害する。免疫系におけるLFのこの有毒な効果が、炭疽菌病原性において主要な役割を果たしている可能性がある。(KU)

Macrophage Apoptosis by Anthrax Lethal Factor Through p38 MAP Kinase Inhibition
Jin Mo Park, Florian R. Greten, Zhi-Wei Li, and Michael Karin
p. 2048-2051.

一つのしみが全面に生じる(One Speck in All It Takes)

殆どの金属は空気中で急速に錆びつくが、非常に低い圧力下では、金属の多くは酸素を吸収するが酸化されない。Thrmerたち(p. 2033;OverとSeitsonenによる展望参照)は、走査型トンネル顕微鏡を用いて、鉛においては不純物が酸化反応への鍵となっていることを示している。不純物のない鉛の結晶では、高温においても数多くの酸素単層へ曝露した後でも酸化されない。温度をわずかに変えると、結晶の形が変化し、このプロセスが不純物をさらす可能性がある。埋れ出た不純物が急速に鉛酸化物の核となる。酸化物成長の解析により、酸化物が一旦形成されると酸化物自身の成長を触媒することを示している。(KU)

SURFACE CHEMISTRY:
Oxidation of Metal Surfaces
H. Over and A. P. Seitsonen
p. 2003-2005.

Autocatalytic Oxidation of Lead Crystallite Surfaces
Konrad Thürmer, Ellen Williams, and Janice Reutt-Robey
p. 2033-2035.

大きくなることの代償(The Cost of Being Bigger)

ほとんどの哺乳類において、メスをめぐる争いの結果、性差によるサイズ二形性(sexual size dimorphism; SSD)が生じている：多くの場合オスが大きい。オスはメスに比べて寿命が短く、オスの攻撃性の結果対価を支払うのはオスであるし、ある研究によればオスはメスより寄生虫の負荷が大きいという。Moore と Wilson (p 2015;Owensによる展望記事参照)は多くの種にわたるメタ分析（展望研究）を実施し、SSDの程度や交尾の方式によって計測すればオスが寄生されやすいことは予想されることであり、性選択性に依存していることを見つけた。多くの種を通じて、性差による寄生負荷の差は、性差による死亡率と関係している。(Ej,hE)

ECOLOGY AND EVOLUTION:
Sex Differences in Mortality Rate
Ian P. F. Owens
p. 2008-2009.

Parasites as a Viability Cost of Sexual Selection in Natural Populations of Mammals
Sarah L. Moore and Kenneth Wilson
p. 2015-2018.

持続的痕跡を残して（Leaving a Lasting Trace）

システムスケールでの記憶のコード化、保存および再活性化（たとえば、視覚的刺激により指示される到達性運動）は、視覚的プロセッシングや運動性プロセッシングなどの様々な機能に役立つ、別個の脳領域にまたがる神経の発火パターンが連合して関与していると考えられた。HoffmanとMcNaughton（p. 2070）は、マカク属サルの脳新皮質の4つの部位における神経の全体的効果の活性を、到達性タスクにわたって同時に記録した。タスク後の休止期の間、到達性運動の間に生じた広範囲でそして相関した活性が、これらの領域のうちの3つ（運動皮質、体性感覚皮質および頭頂皮質において）で検出されたが、前前頭皮質においては検出されなかった。これらの知見は、同時ネットワーク活性が記憶の神経的表現である、という概念をサポートする。（NF）

Coordinated Reactivation of Distributed Memory Traces in Primate Neocortex
K. L. Hoffman and B. L. McNaughton
p. 2070-2073.

ブルームのハプロ機能不全、花開く（Haploinsufficiency Comes into Bloom）

癌遺伝学の広く受け入れられたモデルは、腫瘍形成には腫瘍抑制遺伝子の両方のアリルが不活性化されることが必要であると提案している。しかしながら、マウスモデルに由来する最近の証拠からは、一方のアリルのみの変異（野生型腫瘍抑制因子がその正常な濃度の半分存在する状態である、“ハプロ機能不全”を生み出す）もまた、癌のリスクに影響を与えうることが示唆されている。Gossたち（p. 2051）はここで、マウスが、そのヒト癌素因症状であるブルーム症候群についての原因遺伝子であるBlmの、一方が変異型コピーでありもう一方が野生型コピーである場合に、腫瘍形成に対する感受性が亢進していることを示す。ヒト個体群の比較研究において、Gruberたち（p. 2013）は、同一のBLM変異アリルに関してヘテロ接合体である中部・東部ヨーロッパのユダヤ人（Ashkenazi Jews）は、対照被検体と比べて、2倍結腸直腸癌を発症しやすいことを見出している（NF）

BLM Heterozygosity and the Risk of Colorectal Cancer
Stephen B. Gruber, Nathan A. Ellis, Gad Rennert, Kenneth Offit, Karen K. Scott, Ronit Almog, Prema Kolachana, Joseph D. Bonner, Tomas Kirchhoff, Lynn P. Tomsho, Khedoudja Nafa, Heather Pierce, Marcelo Low, Jaya Satagopan, Hedy Rennert, Helen Huang, Joel K. Greenson, Joanna Groden, Beth Rapaport, Jinru Shia, Stephen Johnson, Peter K. Gregersen, Curtis C. Harris, and Jeff Boyd
p. 2013.

Enhanced Tumor Formation in Mice Heterozygous for Blm Mutation
Kathleen Heppner Goss, Mary A. Risinger, Jennifer J. Kordich, Maureen M. Sanz, Joel E. Straughen, Lisa E. Slovek, Anthony J. Capobianco, James German, Gregory P. Boivin, and Joanna Groden
p. 2051-2053.

万能サイトカイン(Versatile Cytokines)

1型インターフェロン(IFNαとIFNβ)は、多様な保護の生得的免疫経路を活性化することによって、ウイルスに対する防衛を補助する。もっと議論の余地がある作用様式によれば、このサイトカインがさらにIFNγも制御する。IFNγは、2型インターフェロンであり、順応性免疫応答の細胞仲介の部分を指示する。 Nguyenたち(p.2063)は、マウスにおけるウイルス感染に対して、IFNαはインターロイキン12 (IL-12)に加えて、IFNγ依存性応答を活性化することの証拠を提供している。しかしこの過程は、IL-12の第一標的でもあるSTAT-4(転写のシグナルトランスデューサと活性化因子)の活性化を必要とした。この結果は、病原体に対する順応性および生得的の免疫応答の制御における1型IFNの役割に再び焦点を与えている。(An)

Critical Role for STAT4 Activation by Type 1 Interferons in the Interferon-gamma Response to Viral Infection
Khuong B. Nguyen, Wendy T. Watford, Rachelle Salomon, Sigrun R. Hofmann, Gary C. Pien, Akio Morinobu, Massimo Gadina, John J. O'Shea, and Christine A. Biron
p. 2063-2066.

止まらない変異(Runaway Mutations)

胚中心(GC)は、組織化したリンパ組織における一過性の構造であり、外来抗原に対する Tリンパ球とBリンパ球の協同的応答によって形成される。体細胞性抗体遺伝子の激しい変異(過剰変異)および抗原による細胞の増殖と死が、GCにおいて発生し、高親和性抗体を生成するB細胞を選択する。また、GCの宿主等価のイベント（GCs host equivalent events）がB細胞の自己抗原と自己免疫に対する異常な応答を引き起こすことがこれまでに推測されてきた。意外なことに、Williamたち(p. 2066;FuとStorbによる展望記事参照) は、強い自己免疫性の表現型をもつマウスの背景において、自己反応性抗体をコードする遺伝子の体細胞性過剰変異は、GCに隣接してはいるがGCとは異なった領域に発生することを発見した。広範囲の体細胞性変異がGCとは別個のものであることは、自己免疫への進行の重要な因子を意味するのかもしれない。(An)

IMMUNOLOGY:
Autoreactive B Cells Migrate into T Cell Territory
Yang-Xin Fu and Ursula Storb
p. 2006-2008.

Evolution of Autoantibody Responses via Somatic Hypermutation Outside of Germinal Centers
Jacqueline William, Chad Euler, Sean Christensen, and Mark J. Shlomchik
p. 2066-2070.

沈み込みの開始(Starting Subduction)

沈み込みによって山々が出来、地震や火山が生じ、ある程度のプレートテクトニクスを引き起こされるし、マントル対流に呼応したプレートダイナミクスが生じる。しかし、我々は沈み込みがどうして起きるのか、いかにして始まるかについての理解が乏しいのである。Houseたち(p. 2038)は、隆起の熱年代測定法による年代と、ニュージーランド南方の島のFiordland地域の地球力学的モデルの両方を結びつけ、太平洋プレート下にあるオーストラリア・プレートの沈み込みが丁度Fiordland沖で約1200万年前に始まったということを示した。このように、我々は地球で認められたたった一つの例である、現在沈み込みが始まった地域を観測している。このことはどのように沈み込みが活動するかを理解するための自然の研究室を提供してくれている。(hk)

Uplift in the Fiordland Region, New Zealand: Implications for Incipient Subduction
M. A. House, M. Gurnis, P. J. J. Kamp, and R. Sutherland
p. 2038-2041.

相補性によってmiRNAがsiRNAになる(Complementarity Makes an miRNA an siRNA)

動物においても、また今や植物においてもたくさん見つかるMicroRNAs(miRNAs)と、小さい中間RNAs(siRNAs)とは、大きさが基本的には同一で、〜22ヌクレオチドからなり、どちらも同じ酵素Dicerによって産生される。miRNAのlin-41とlet-7は、標的mRNAsの翻訳を、それらの3'-非翻訳領域にある不完全にマッチした結合部位に結合することで、下方制御することが知られている。この機構は、すべての知られている動物のmiRNAsが作用する方法であるらしい。siRNAsは、その標的部位とまったく相補的であって、RNA干渉における中間体であり、その働きの結果は標的RNAの分解である。2つの報告が、こうした機能的区別がどうして生じるかについて光を投げかけている(Baulcombeによる展望記事参照のこと)。HutvagnerとZamoreは、試験管内においても生体内においても、標的結合部位への let-7 miRNAの相補性の程度が純粋に、それがmiRNAとして働くか、siRNAとして働くかを決定している、ということを示した(p. 2056)。彼らはまた、標的RNAの切断を指示する siRNA-タンパク質複合体が多重代謝回転酵素として機能できるということも示している。Llaveたちは、少なくとも1つの植物miRNA(シロイヌナズナ由来のもの)が、いくつかのタンパク質-コーディング標的RNAと完全なマッチをすることを示している(p. 2053)。RNAiに見られるsiRNAと同様に、また特徴付けられた動物miRNAsとは異なり、miRNA 39は、これら標的の切断を指示できるのである。(KF)

Cleavage of Scarecrow-like mRNA Targets Directed by a Class of Arabidopsis miRNA
Cesar Llave, Zhixin Xie, Kristin D. Kasschau, and James C. Carrington
p. 2053-2056.

A microRNA in a Multiple-Turnover RNAi Enzyme Complex
György Hutvágner and Phillip D. Zamore
p. 2056-2060.

直接的な助け(Direct Assistance)

Bリンパ球とTリンパ球の応答は双方とも、特別のヘルパーTリンパ球による支持を必要とする。このヘルパーTリンパ球は、Bリンパ球とTリンパ球の効果を細胞表面タンパク質 CD40を介して仲介するのである。B細胞では、この支持には、CD40-リガンド(CD40-L)を発現しているヘルパーT細胞との直接の相互作用が含まれている。CD8⁺ T細胞では、そうした助けは、第三者である抗原提示細胞(APCs)上のCD40を介して生み出された信号に依存していると考えられてきた。Bourgeoisたちは、CD8⁺ T細胞において存在し、APCsでは存在しない、CD8応答の準備刺激のための生体内システムを開発した(p. 2060)。予期した通り、CD40-Lを介した助けを供給するにはCD4⁺細胞が必要とされたが、CD4⁺細胞はAPC上のCD40を必要とせずにCD8⁺ T細胞記憶を産生することができた。APC上のではない、CD8⁺ T細胞上のCD40の役割は、B細胞記憶形成において用いられているのと並行した直接的な助けの形式を示すものである。(KF)

A Role for CD40 Expression on CD8⁺ T Cells in the Generation of CD8⁺ T Cell Memory
Christine Bourgeois, Benedita Rocha, and Corinne Tanchot
p. 2060-2063.