[前の号][次の号]

Science December 12, 2003, Vol.302

流れとともに去りぬ(Gone with the Flow)

火星に水があったとしたら、水が流れていたときにどのくらいの量の水が存在した のか、そしてどの位の期間存続したのかという議論は未解決である。MalinとEdgett (p.1931)は、火星探査機Mars Global Surveyorに搭載されたカメラから撮影された 川の蛇行や扇状地から、火星の初期には長年にわたって、継続的な水の流れが繰り 返し起きた証拠を示した。その頃のこの惑星は今日より温暖で湿潤であろうと推論 している。(TO,nk)
Evidence for Persistent Flow and Aqueous Sedimentation on Early Mars
   Michael C. Malin and Kenneth S. Edgett
p. 1931-1934.

殴り冷された分子(Molecules Knocked Cold)

化学者は、長い間、超音速の気体膨脹を用いて、分子が低振動、及び低回転状態に あり、衝突をしていないという意味での「冷たい」分子ビームを作り出してきた。 しかしながら、分子の並進運動は、依然として、実験室系において「熱い」状態に なっており、この温度的な広がりが多くの実験信号を不明瞭にするノイズを生み出 す。Elioff たち (p.1940) は、二つの分子ビームの分子間の「玉突きのような」た だ一回の衝突により、基本的には実験室系において静止状態となり、１Ｋ以下の実 際の温度が達成できる分子集団を生み出すことができることを示している。ＮＯ分 子とアルゴン原子のビーム間での非弾性衝突により、ひとつの特定の量子状態に あって、１５m/sec以下の速度を有する 10の8乗から9乗のＮＯ分子が生成された。 この速度は、最大温度 0.4Kに対応する。(Wt)
Subkelvin Cooling NO Molecules via "Billiard-like" Collisions with Argon
   Michael S. Elioff, James J. Valentini, and David W. Chandler
p. 1940-1943.

氷上の水素（Hydrogen on Ice）

水素分子は宇宙塵表面で水素原子が結合して形成されるのだが、この過程において 4.5 eVのエネルギーが発生する。このエネルギーは分子雲の加熱、すなわち水素分 子の運動エネルギーとして蓄えられるか、もしくは赤外線として外部に放出され る。水素分子が形成される場の宇宙塵粒はアモルファス非晶質の氷でできた膜に覆 われていると考えられる。Hornekaerらは（p. 1943）、8 Kという低温でも水素分子 が効率よく形成され、また多孔質膜の反応場であれば効率が向上することを実験室 レベルで明らかにした。また上記エネルギー移動過程が、膜のモルフォロジー（形 態）に依存して変化することも見出した。多孔質膜では発生したエネルギーは膜の 振動エネルギーに緩和するのに対し、非多孔質膜では水素分子の振動エネルギーに 変換されるという。（NK,nk）
Importance of Surface Morphology in Interstellar H2 Formation
   L. Hornekær, A. Baurichter, V. V. Petrunin, D. Field, and A. C. Luntz
p. 1943-1946.

塩分の濃い海水は深く沈む(Saltier Water Sink Deep)

海水が氷結するとき氷に取り込まれる塩分は極わずかであるため、濃くなった鹹 水(brine)は海底に沈み、結果として地球規模の塩熱(thermohaline)循環の駆動を助 けている。このメカニズムの存在は昔から知られていたが実際に鹹水が搾り出され るかどうかは良くわかっていなかった。Shcherbina たち(p. 1952) は、ロシア東部 のOkhotsk 海において、鹹水が搾り出される割合と、その結果形成される中間層水 を測定した。彼らは1999年から2000年の冬季に1ヶ月以上に渡って、沿岸polynya (通常では氷結する海域における大きな無氷結海域)での鹹水を連続測定し、その結 果を報告した。それによると、大陸棚での冬季におけるこの効果の重要性が明確に なった。このメカニズムで最終最大氷期だけでなく今日の海洋循環のカギが説明で きるであろう。(Ej)
Direct Observations of North Pacific Ventilation: Brine Rejection in the Okhotsk Sea
   Andrey Y. Shcherbina, Lynne D. Talley, and Daniel L. Rudnick
p. 1952-1955.

彗星の尾が日焼けする(Comet Tail Gets Sunburned)

彗星が太陽に近づく時に生み出されるダストとプラズマからなるコマと尾部に関す る研究は、その組成と起源についての洞察を与えてくれる。Povichたち(p.1949) は、Kudo-Fujikawa彗星が太陽のごく近くを通過するのを、SOHO 宇宙船に搭載され た紫外分光計を用いて観測した。彼らは、尾部に炭素の１価イオン２価イオンを見 出した。これらは、ＣＯの光解離によるものではなくて、ダスト粒子上の、有機物 が豊富な外皮からの炭素原子が昇華し、光電離することによって生成されたものの ようである。この生成メカニズムは、太陽系の端において冷たい星間ダスト粒子 が、長い間、紫外線放射に曝されている間に、有機の耐熱性のコーティングが成長 し、それらが彗星の核として凝集するとする、彗星形成のモデルを支持するもので ある。(Wt)
Doubly Ionized Carbon Observed in the Plasma Tail of Comet Kudo-Fujikawa
   Matthew S. Povich, John C. Raymond, Geraint H. Jones, Michael Uzzo, Yuan-Kuen Ko, Paul D. Feldman, Peter L. Smith, Brian G. Marsden, and Thomas N. Woods
p. 1949-1952.

哺乳類の歴史(Mammal Memoirs)

白亜紀−第３紀境界前の三の主要な哺乳類(有袋類や有胎盤類及び単孔類)の起源と 多様化を正確に区分けすることは難しく、その理由は初期哺乳類の多くは数少ない 歯や下顎の破片によって知られたにすぎないからである。Luoたち(p.1934;Cifelli とDavisによる展望記事参照)は、1億2500年ほど前の中国、遼寧省からの初期有袋類 の祖先である原始後獣下網(early metatherian)、,シノデルフィスのほぼ完全な骨 格を示している。対照的に、有袋類は今日南半球に主に生存している(例外として、 最近北半球へ移動している)。その化石の足は、この動物が木登りしたり樹上生活し ていたことを暗示している。この地域からの別の化石証拠を合わせると、今回の発 見はアジアが哺乳類多様化の中心であったということを示唆している。(KU)
PALEONTOLOGY:
Enhanced: Marsupial Origins
   Richard L. Cifelli and Brian M. Davis
p. 1899-1900.
An Early Cretaceous Tribosphenic Mammal and Metatherian Evolution
   Zhe-Xi Luo, Qiang Ji, John R. Wible, and Chong-Xi Yuan
p. 1934-1940.

チンパンジーとヒトの遺伝子比較(Chimp−Human Gene Comparisons)

ヒトとチンパンジーのゲノムは98パーセント以上同一であると考えられている。両 者の間の差異が何で、そしてこの差異が個々の種の進化にどのような影響をもたら したのであろうか？Clarkたち(p. 1960;Pennisiによるニュース記事参照)は、普 通のチンパンジーからの7000個の遺伝子配列をヒトとマウスの相同遺伝子（オルソ ロガス遺伝子）と比較し、進化の上での正の淘汰、或いは適応淘汰に基づく遺伝子 を同定した。これらの遺伝子を機能に関連した遺伝子経路とクラスターに組織化す ることにより、特殊な生理学的プロセス変化、例えば聴覚や臭覚、及びタンパク質 分解作用といったものがチンパンジーとの共通祖先から分かれて以来ヒト系列に 沿って生じていたことを示唆している。(KU) 　　
EVOLUTION:
Genome Comparisons Hold Clues to Human Evolution
   Elizabeth Pennisi
p. 1876-1877.
EVOLUTION:
Chimp Genome Draft Online
   Elizabeth Pennisi
p. 1876.
Inferring Nonneutral Evolution from Human-Chimp-Mouse Orthologous Gene Trios
   Andrew G. Clark, Stephen Glanowski, Rasmus Nielsen, Paul D. Thomas, Anish Kejariwal, Melissa A. Todd, David M. Tanenbaum, Daniel Civello, Fu Lu, Brian Murphy, Steve Ferriera, Gary Wang, Xianqgun Zheng, Thomas J. White, John J. Sninsky, Mark D. Adams, and Michele Cargill
p. 1960-1963.

結核とプロテアソーム(Tuberculosis and the Proteasome)

プロテアソームは特定の標的タンパク質を分解するタンパク質複合体であり、真核 生物には必須であるが、真正細菌ファミリーのArchaeaやActinomycetesにおけるそ の機能的役割ははっきりわかってない。NO仲介による宿主細胞殺傷への抵抗にかか わっている病原体遺伝子探索の過程において、Darwinたち(p. 1963;Pieters and Ploeghによる展望記事も参照)は放線菌, 結核菌 (Mtb)においてプロテアソームが本 質的役割を演じていることを明らかにした。プロテアソームの関与するアクセサリ タンパク質の遺伝的不活性化によっても、あるいは化学薬品によるタンパク分解コ アの阻害によっても、NO依存性殺傷に対してMtbを顕著に感受性にした。さらに、マ ウスではプロテアソームの関与する遺伝子が変異したMtbは顕著に病原性を失っ た。(Ej,hE)
MICROBIOLOGY:
Chemical Warfare and Mycobacterial Defense
   Jean Pieters and Hidde Ploegh
p. 1900-1902.
The Proteasome of Mycobacterium tuberculosis Is Required for Resistance to Nitric Oxide
   K. Heran Darwin, Sabine Ehrt, José-Carlos Gutierrez-Ramos, Nadine Weich, and Carl F. Nathan
p. 1963-1966.

微生物のゲノムとバイオレメディエーション（Bioremediation Bug Genome）

デルタプロテオバクテリウム、Geobacter sulfurreducensには、炭素サイクルおよ びミネラルサイクルの両方における鉄還元の役割という世界的に重要な役割が存在 することが明らかにされ、そしてその後、バイオレメディエーションの手法を用い たウランの固定化についての有用性を明らかにされた。この種はまた、生物学的エ ネルギー発生にも有用である可能性がある。Metheたち（p. 1967）はここでゲノム 配列を示しているが、この配列は、この潜在能力を利用するための重要な情報を提 供するものである。これは、地球上で最も重要かつ可変性の高い嫌気性生物のグ ループの一つであるデルタプロテオバクテリウムに関して報告された、初めてのゲ ノムである。（NF） 　　　
Genome of Geobacter sulfurreducens: Metal Reduction in Subsurface Environments
   B. A. Methé, K. E. Nelson, J. A. Eisen, I. T. Paulsen, W. Nelson, J. F. Heidelberg, D. Wu, M. Wu, N. Ward, M. J. Beanan, R. J. Dodson, R. Madupu, L. M. Brinkac, S. C. Daugherty, R. T. DeBoy, A. S. Durkin, M. Gwinn, J. F. Kolonay, S. A. Sullivan, D. H. Haft, J. Selengut, T. M. Davidsen, N. Zafar, O. White, B. Tran, C. Romero, H. A Forberger, J. Weidman, H. Khouri, T. V. Feldblyum, T. R. Utterback, S. E. Van Aken, D. R. Lovley, and C. M. Fraser
p. 1967-1969.

光の採取を解明する（Elucidating Light Harvesting）

紅色光合成細菌、Rhodopseudomonas palustrisでは、光が光採取システムまたはア ンテナシステムにより吸収され、そして反応中心（RC）に輸送され、そこでプロト ン勾配が作られ、それによりアデノシン3リン酸シンターゼが機能する。Roszakた ち（p. 1969）はここで、紅色細菌RCとそのその主要な末梢性アンテナ-複合体、LH1 との完全な複合体について、その結晶構造を4.8オングストロームの解像度で調べ た。RCは、複数のらせんの内輪と外輪とを有する楕円型のLH1複合体により囲まれて る。内輪における16個のらせんのうちの一つは、他のものとは見当はずれ な方向を 向いており、そしてこの配向のために外輪が閉じることができない。この切れ目 は、RCの第2電子受容体であるユビキノン（UQB）との結合部位のすぐ隣に位置 し、その切れ目が入り口となって、そこを通じて電子受容体ユビキノンが、RCから シトクロムb/c1へと電子を運搬することができる可能性がある。（NF）
Crystal Structure of the RC-LH1 Core Complex from Rhodopseudomonas palustris
   Aleksander W. Roszak, Tina D. Howard, June Southall, Alastair T. Gardiner, Christopher J. Law, Neil W. Isaacs, and Richard J. Cogdell
p. 1969-1972.

軸索の先導役（Axonal Pathfinding）

脊椎動物神経系の発生過程において、脊髄交連ニューロンは胎仔の正中領域を横 切って軸索を伸長し、そして前方に曲がって脳に向かう。Lyuksyutovaた ち（p.1984；ImondiとThomasによる展望記事を参照）は、脳の方向に曲がるための 選択が、Wntファミリーの分泌型タンパク質により調節されていることを報告し た。Wntタンパク質は、化学誘因物質としてふるまい、そしてWnt4は、前-後軸に 沿って底板中において機能的勾配を形成する。Wnt受容体であるFrizzled3を欠損す る軸索では、先導役が存在しなかった。（NF）
NEUROSCIENCE:
The Ups and Downs of Wnt Signaling
   Ralph Imondi and John B. Thomas
p. 1903-1904.
Anterior-Posterior Guidance of Commissural Axons by Wnt-Frizzled Signaling
   Anna I. Lyuksyutova, Chin-Chun Lu, Nancy Milanesio, Leslie A. King, Nini Guo, Yanshu Wang, Jeremy Nathans, Marc Tessier-Lavigne, and Yimin Zou
p. 1984-1988.

Mdm2の重大な用量(Fateful Dose of Mdm2)

p53腫瘍サプレッサーの経路は、ヒトの癌において頻繁に不活性化される。ストレス に応答し、p53タンパク質の細胞内レベルが増加することによって、細胞増殖静止ま たはアポトーシスが引き起こされる。正常な細胞では、急速なタンパク質の代謝回 転によってp53レベルが低いレベルに止まっている。この過程は、E3ユビキチンのリ ガーゼMdm2によって厳しく制御されるが、過程のメカニズムを解明しようとする実 験では、相反する結果がでた。Liたち(p. 1972)はこのたび、p53の運命が細胞内の Mdm2活性レベルによって決定されることを示している。Mdm2の低レベルは、p53のモ ノユビキチン化と核の輸出を促進するが、Mdm2の高レベルは、ポリユビキチン化と 核内の分解を促進する。(An)
Mono- Versus Polyubiquitination: Differential Control of p53 Fate by Mdm2
   Muyang Li, Christopher L. Brooks, Foon Wu-Baer, Delin Chen, Richard Baer, and Wei Gu
p. 1972-1975.

Muscleblindを失うと、筋緊張性ジストロフィーが発生(Losing Muscleblind Makes for Myotonic Dystrophy)

筋緊張性ジストロフィー(DM)という神経筋の疾病は、2つの遺伝子における非翻訳領 域内のマイクロサテライト反復が伸張されることで発生する。今までの疑問は、タ ンパク質に翻訳されていない反復はどうやってDM病理発生を引き起こすかというこ とであった。Kanadiaたち(p 1978)は、muscleblindタンパク質を欠乏したマウスが 多数のDM特徴、例えば筋緊張症と白内障、を示すことを報告している。muscleblind タンパク質欠乏は、いくつかの異なっているmRNAの異常なスプライシングを引き起 こすが、それにトロポニンという筋肉タンパク質とクロライドチャネルをコードす るmRNAを含む。従ってDMにおいては、muscleblindタンパク質が2つのDM遺伝子の転 写物における反復伸張によって隔離され、これによって正常なRNAスプライシング機 能を行なうことができなくなってしまう。(An)
A Muscleblind Knockout Model for Myotonic Dystrophy
   Rahul N. Kanadia, Karen A. Johnstone, Ami Mankodi, Codrin Lungu, Charles A. Thornton, Douglas Esson, Adrian M. Timmers, William W. Hauswirth, and Maurice S. Swanson
p. 1978-1980.

地震の引き金(Quake Trigger)

地殻変動が最も活発な地域のいくつかにおいて、断層帯は複雑であり、走向地すべ り断層は突き上げ断層と交差している。　複雑な断層帯により、ある断層の事象が 断層系の歪み状態に依存して隣接した、或いは近傍の断層に対する大小の事象の引 き金となるであろう。Andersonたち(p. 1946)は、南カリフォルニアのロスアンゼル ス大都市地域の複雑な断層地帯に関して、他の事象を引き金とする地震の可能性を モデル化した。これらのシミュレーションは、San Jacinto走向地すべり断層の事象 がSierraMadre-Cucamonga突き上げ断層系におけるより潜在的な危険な事象の引き金 となることを示唆している。(hk,nk)
Fault Interactions and Large Complex Earthquakes in the Los Angeles Area
   Greg Anderson, Brad Aagaard, and Ken Hudnut
p. 1946-1949.

ルート地図(A Root Map)

ある細胞集団内で遺伝子発現のプロファイルを時間的空間的に表現することで、発 生の様子を示す分子の映画として利用することができる。Birnbaum たち(p.1956) は、その解析手法を用いてシロイヌナズナ(Arabidopsis)根の先端の分布地図を作っ た。特定器官内部の発現パターンの分布は発生の新規な側面を示すことが期待され る。たとえば、シロイヌナズナの細胞寿命や分化に対する重要な役割を演ずるかも しれない組織的な信号の発見とかの。(Ej,hE)
A Gene Expression Map of the Arabidopsis Root
   Kenneth Birnbaum, Dennis E. Shasha, Jean Y. Wang, Jee W. Jung, Georgina M. Lambert, David W. Galbraith, and Philip N. Benfey
p. 1956-1960.

一酸化窒素と低酸素(NO and Hypoxia)

転写制御因子である低酸素-誘導性因子(HIF: hypoxia-inducible factor)1αは、低 酸素レベルに対する細胞応答において中心的な役割を果たしている。低酸素条件下 でそれが活性化すると、O2の配達およびO2欠乏への順応性反応に関わる遺伝子 の増加がもたらされるのである。Hagenたちはこのたび、HIF1αが、一酸化窒素(NO) と、O2依存的酵素であるプロリン水酸化酵素の活性の増加によって引き起こされ るHIF1αの分解の増加によるその他のミトコンドリア呼吸の阻害剤によって、不安定 化することを発見した(p. 1975)。このNOによって仲介されるミトコンドリアによる O2消費の抑制は、非呼吸的機能(たとえばプロリン水酸化酵素)が使えるO2を増 やすことになり、細胞が低酸素を示すことがなくなる。このことから、細胞内O2 の再分配はNOの作用のもう一つの重要な結果であるかもしれない。(KF)
Redistribution of Intracellular Oxygen in Hypoxia by Nitric Oxide: Effect on HIF1 alpha
   Thilo Hagen, Cormac T. Taylor, Francis Lam, and Salvador Moncada
p. 1975-1978.

効率的かつ信頼性のある結合(An Efficient and Reliable Connection)

シナプス結合の機能的また解剖学的特性は、中枢神経系での処理についての本質的 な手がかりを握っているのであるが、基本的なシナプスの特性、たとえば機能的ま た解剖学的に同定された遊離部位(release sites)の結合毎の数や、部位毎の遊離確 率(release probability)は、ほとんどの皮質性シナプスにおいて知られていないま まである。Silverたちは、試験管内電気生理学と光学および電子顕微鏡を組み合わ せて、ラットの体性感覚皮質の層4のspiny星状細胞と層2/3の錐体細胞との間のシナ プス伝達の素量的パラメータについて調べた(p. 1981)。彼らは、解剖学的に同定さ れたシナプス接点(synaptic contacts)の数と機能的な遊離部位の数に一対一の関係 があることを観察した。遊離後のシナプス間隙におけるグルタミン酸の濃度は、遊 離確率とは独立であり、同定された各シナプス接点における遊離確率はきわめて高 く、遊離部位は独立して作用していた。こうした特性は、空間的に分散し、タイミ ングに基づいた情報の信頼の置ける伝達にとって、まさしく必要なものであ る。(KF)
High-Probability Uniquantal Transmission at Excitatory Synapses in Barrel Cortex
   R. Angus Silver, Joachim Lübke, Bert Sakmann, and Dirk Feldmeyer
p. 1981-1984.
[前の号][次の号]