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Science February 25, 2005, Vol.307

銀河系の暗黒ガス(Dark Gas in the Milky Way)

水素原子と一酸化炭素(CO)に対する電波波長の観測を用いて、我々の銀河における ガスとダストの量と分布が見積もられてきている。冷たい分子気体(暗黒ガス)の中 には電波観測で追跡することは困難なものもあるが、ガスと宇宙線との相互作用に より、それらのガスもガンマ線では探索可能なほどに輝いている。Grenier た ち(p.1292) は電波とガンマ線観測とを組み合わせて、冷たい暗黒ガスがCO分子雲を とりまき、これら高密度分子雲と希薄で水素原子が支配的な星間ガスとをつないで いることを示している。(Wt, nk)
Unveiling Extensive Clouds of Dark Gas in the Solar Neighborhood
p. 1292-1295.

古代火星の新たな見解(New Views of Old Mars)

火星探査機マーズ・パスファインダーは、火星探査の新たな時代を拓いた。この着 陸機（lander）に続いて、数台の衛星型探査機(orbiters)と2台の着陸型探査 機(rovers)により、望遠鏡による観測に加えて、火星の岩石の情報や表面の特性や 地形、そして火星の内部構造が推察できる重力、磁場、大気の動きや化学特性に関 する情報を送ることに成功した。Solomonたち（p.1214）はこうした最新の調査結果 と増え続けている多数の火星隕石からの調査結果を統合して、初期火星の形成やコ ア、マントル、地殻の分化を含む、火星の過去の歴史解明に向けての新しいレ ビューを示している。(TO,tk)
New Perspectives on Ancient Mars
p. 1214-1220.

惑星たちの時代(A Time for Planets)

130個の既知の太陽系外惑星の殆どは、軌道を回っている惑星によって生じる星の視 線速度の摂動の測定によって発見された。幾つかの惑星は、惑星が星の前面を通過 するさいの星光の減少を観測することにより発見された。HolmanとMurray(p.1288) は、その系に他の惑星が存在すると、通過する惑星のタイミングが変化することを 示している。即ち、第２の惑星の存在と質量が惑星間の重力相互作用から推定する ことが可能となる。この方法により地球質量程度の惑星でさえも検知可能となるで あろう。(KU,nk)
The Use of Transit Timing to Detect Terrestrial-Mass Extrasolar Planets
p. 1288-1291.

同時検出される結合量子ビット(Coupled Qubits Measured Simultaneously )

スケーラブルな量子コンピュータを作り上げるために必要とされることは、全体の 量子ビット（キュービット）を同時に、かつ高い忠実度で読み出すことである。し かしながら、１っの量子ビットの状態検出が他の量子ビットの状態検出に影響を与 えるという望ましくないクロストーク効果により、量子コンピュータを最終的に作 り上げるための実験的な障害となっている。McDermottたち(p. 1299, Mooijによる 展望記事参照)は、２っの結合された超伝導位相量子ビット状態の同時検出に関する 結果を示している。正確なるタイミング・シーケンスで検出することによって、ク ロストークの影響が最小化され、２つの絡み合った量子ビットが高い忠実度で検出 される。この方法はマルチ量子ビット系にも適用可能なはずであると著者らは主張 している。(hk)
Simultaneous State Measurement of Coupled Josephson Phase Qubits
p. 1299-1302.
PHYSICS:
The Road to Quantum Computing
p. 1210-1211.

保存されてきた過去の大著(Great Tomes of the Past Preserved)

古代から中世にかけて、書物はしばしば火事、戦争、腐食、忘却などの危険にさら され、辛うじて生き延びてきた。全ての著作が消滅し、知識の伝達が極めて困難に なるような運命の中で、どのような場合に原稿は生き残ることが出来るのか？　古 文書を消滅した生物種の化石であるかのように扱って、Cisne (p. 1305;Gilman と Glazeによる展望記事参照) は、 著作物や書籍のある条件下での残存確率が実証可 能であることを明示的に示し、実際、ある種の著作は、ランダムなサンプリングよ りは、高い確率で生き残っていることを発見した。この仕事は、何世紀にも及ぶ学 問活動の成果である著作物を、学術知識の保存と伝播を調べる資料として役立たせ る方法を示している。(Ej,hE,og,nk)
How Science Survived: Medieval Manuscripts' "Demography" and Classic Texts' Extinction
p. 1305-1307.
HISTORY OF SCIENCE:
Enhanced: "How Science Survived"--Medieval Manuscripts as Fossils
p. 1208-1209.

イラクの湿地帯の回復(Restoring the Marshlands of Iraq)

南イラクの湿地帯は、かっては中東における最大の湿地帯であり、数万種に及ぶ湿 地帯に生息する在来生物集団の棲家であった。この湿地帯は、又、渡り鳥の重要な る中継ポイントでもあった。今日では、イラクの湿地帯の１０％以下しか湿地帯と しての機能を果たしていない。その理由は広範囲にわたる汚水とサダムフセイン体 制化で行われたチグリス、ユーフラテス川上流での農業用灌漑施設であ る。Richardsonたち(p.1307)は、2003年の戦争以来イラクの湿地帯に関する生態学 的状況のアセスメントを与えている。元々の15,000平方キロメートルの湿地帯面積 の内のほぼ20％位が、2004年の３月に水が再び注ぎ込まれた。この注水により部分 的に以前の湿地帯面積のある程度が回復した。しかしながら、新鮮な河水をもたら す注意深い河川工学の考え方に立脚しないと、高濃度の塩分と毒物が残存したまま になるであろう。しっかりとした生態学的な回復の原則に従う限り、湿地帯は再び 回復することが出来るであろう。(KU)
The Restoration Potential of the Mesopotamian Marshes of Iraq
p. 1307-1311.

中世の巨大地震(Great Medieval Earthquake)

ヒマラヤ山脈の主前縁衝上断層(Main Frontal Thrust fault)に沿って溝を掘るトレ ンチ調査により、過去に約8.8の瞬間マグニチュードと約240キロメートルの長さで 続く約17メートルの段差を持つ巨大規模の地震の存在する証拠が明らかにされ た。Laveたち(p.1302)は、調査で掘った溝(trench) の中の段差の年代を西暦1100年 頃と測定し、それ以降大きな地震は起こっていないことを示した。このような大規 模な地震によって、ヒマラヤ山脈の横方向の収縮の25〜50％が引き起こされてお り、同じ規模のものは1800年から3000年毎に繰り返されるであろう。(TO,og)
Evidence for a Great Medieval Earthquake (‾1100 A.D.) in the Central Himalayas, Nepal
p. 1302-1305.

バプティストとタウイストの統一(βAPPtists and Tauists Unite)

アルツハイマー病 (AD) の病理学的病変においては、病気の進行に伴って患者やマ ウスモデル中の脳に多様な型が見られる。Stokin たち(p. 1282)は、軸索輸送の欠 損がADの初期の特徴である可能性の証拠を示し、これが病気の表現型の進行と、多 分、初期の開始イベントを表しているらしい。また、得られたデータは、βアミロイ ド前駆物質タンパク質(βAPP)処理と、タウ(τ)タンパク質の蓄積する tauopathy（タ ウパチー）を統一化のための課題を提供しており、２つのプロセスは神経学的病変 進行上は、機械論的には異なるが、統一的に考えるとADの単一病気経路とも見なせ る。(Ej,hE)
Axonopathy and Transport Deficits Early in the Pathogenesis of Alzheimer's Disease
p. 1282-1288.

天然の細菌集団の多様性と適応性(Variety and Fitness in Natural Bacterial Populations)

細菌学者は、菌の個体集団がクローンとして分離されているとのモデルを使って研 究を行ってきた。しかし、このようなクローンの機能と自然の集団が関連している かについては、ほとんど分かっていなかった。Thompson たち(p.1311)は、自然の共 存集団の菌が、ほとんど同一の16SリボソームRNA遺伝子（菌株同定に最も良く利用 される生物マーカー）を共有しながら、遺伝形質的には大きな多様性を持っている ことを示した。個々のクローンは、集団内のどの２つをとっても異なる程の、低密 度で存在している。これらの事実から、個々のクローンは、集団全体の機能から見 ると比較的重要度は低く、集団内のゲノムの変化の大きさは、集団内の個々の菌の 適応性の差異とは関係ない。(Ej,hE)
Genotypic Diversity Within a Natural Coastal Bacterioplankton Population
p. 1311-1313.

悪くて醜い奴(The Bad and the Ugly?)

真菌のCryptococcus neoformansは日和見性のヒト病原体であり、最近流行するよう になってきた。その原因の一つは、免疫無防備状態の患者が増加していることにあ る。Loftus たち(p.1321, オンライン出版、13 January 2005)は、病原性が異なる ２つの近交系株のJEC21とB-3501Aの配列を決定し、この配列情報と他の菌のゲノム を比較した。C. neoformansのゲノムは選択的スプライシングとアンチセンストラン スクリプトを示していることから、広範な遺伝的調節メカニズムを持ち、かつ、ト ランスポゾンであることを示唆している。C. neoformansの多くの遺伝子の機能分布 は酵母(S.cerevisiae)に酷似している。(Ej,hE)
The Genome of the Basidiomycetous Yeast and Human Pathogen Cryptococcus neoformans
p. 1321-1324.

細菌病原体における矛と盾（Sword and Shield in Bacterial Pathogenesis）

赤痢菌(Shigella)（および他の哺乳動物の細菌性病原体）を特徴づける血清型多様 性は、宿主の先天性免疫応答の選択圧の下で、または適応性の応答から逃れるため のメカニズムとして、これまで進化してきた。Westたち（p. 1313；Normarkたちに よる展望記事を参照）はここで、Shigellaがその主要な武器であるIII型分泌システ ムをよりよく曝露するという目的で、細胞表面において発現するリポ多糖（LPS）の O-抗原を、その質量を減少させることなく短くするメカニズムを獲得したことを示 している。ShigellaはLPSの能力に影響を与えることなくこのプロセスを行い、宿主 の先天性免疫応答に抵抗する。LPS O-抗原のバクテリオファージ-媒介性グリコシル 化により、直線構造かららせん構造への変化が引き起こされ、それによりLPSをその 量を変化させることなく短くする。このプロセスにより、Shigellaのゲノム中に溶 原化バクテリオファージを維持するための選択についての強力な利点が、Shigella に与えられた。（NF）
Optimization of Virulence Functions Through Glucosylation of Shigella LPS
p. 1313-1317.
MICROBIOLOGY:
A Pathogen Attacks While Keeping Up Defense
p. 1211-1212.

Misticと膜（Mistic and Membranes）

十分な量のタンパク質を発現することの困難性とx-線結晶学による解析のための目 的とする結晶を得ることの困難性のため、膜タンパク質の構造決定は未だに難しい ことである。Roosildたち（p. 1317）は2つの方向性の方策を講じた。1つ目の方向 性として、彼らは、枯草菌(Bacillus subtilis)由来の4本ヘリックスバンドルの内 在性膜タンパク質の構造を核磁気共鳴分光器により決定できる技術を開発した。2つ めの方向性として、彼らは、Misticと名付けたタンパク質が細胞膜中に自発的に挿 入されることから、このタンパク質を使用して他の膜タンパク質の組換え発現をア シストできることを示した。（NF）
NMR Structure of Mistic, a Membrane-Integrating Protein for Membrane Protein Expression
p. 1317-1321.

ニューロリギンと抑制性シナプス形成（Neuroligin and Inhibitory Synapse Formation）

中枢神経系が発生の過程で配線されていく時、興奮性シナプスと抑制性シナプスの 適切なバランスを保つことが、なめらかな情報流通経路を構築するために必須であ る。ニューロリギン（Neuroligin）は、シナプス形成にも機能しているシナプス後 接着分子である。Chihたち（p. 1324、2005年1月27日のオンライン出版；Hussainお よびShengによる展望記事を参照）は、いくつかのニューロリギンイソ型のノックダ ウン変異を解析し、様々なニューロリギンの機能が個個独立のものではなく、むし ろ重複していることを見いだした。ニューロリギン機能の破壊により、興奮性シナ プスの喪失が引き起こされ、げっ歯動物の海馬における興奮性と抑制性の情報伝達 に関する機能的アンバランスを結果として生じる。（NF）
Control of Excitatory and Inhibitory Synapse Formation by Neuroligins
p. 1324-1328.
NEUROSCIENCE:
Making Synapses: A Balancing Act
p. 1207-1208.

フェルミ気体の熱容量(Heat Capacity of Fermi Gases)

強い相互作用のフェルミ気体において原子間の相互作用の力を変えることが出来る と、多体物理学を研究するための実験系となる。一つの事例としては、原子が強く 結合して対になっているようなボース-アインシュタイン凝縮体(BEC)から超伝導物 質におけるバーディン-クーパー-シュリーファ(BCS)の電子結合に類似した弱い結合 体へのクロスオーバである。超伝導や超流動において、熱容量の測定が相転移や励 起状態に関する重要な情報を提供する。Kinastたち(p.1296；2005年1月27日のオン ライン出版)は、光学的に捕捉されたフェルミ原子雲に関して同様の測定を行い、予 想されたようなBCS-BECクロスオーバ構造体における明瞭な転移を見出した。このよ うな測定はフェルミ気体の基本的な熱力学に関する重要な指針を与えるものであ る。（KU）
Heat Capacity of a Strongly Interacting Fermi Gas
p. 1296-1299.

酵素の過去を思い出す（Reconstructing an Enzyme's Past）

適応に関する仮説についての精密な試験には、機能変化の原因となる変異を同定 し、そして特定の条件下で選択的に有意であることを示す必要がある。Zhuた ち（p.1279、2005年1月13日のオンラインで出版）は、数十億年前に真核細胞がはじ めて現れた頃に生じた、適応現象についての選択性の基礎を再構築した。彼らは、 イソクエン酸デヒドロゲナーゼ（IDH）の2種類の変異体（これらは、ニコチンアミ ドアデニンジヌクレオチド（NAD）またはそのリン酸化型（NADP）のいずれかと異な る補因子に関する優先性を有する）に焦点を当てた。遺伝子操作の技術を使用し て、酵素の先祖型を作製した。次に行った選択性の実験で、酵素の補因子特異性が 変化する理由が示された。NADPは基質としての酢酸塩の使用と関連しており、先祖 型NAD-IDHから誘導型NADP-IDHの出現には、アデノシン三リン酸を産生するために使 用される基質タイプと還元力が反映される。還元型NADPHの他の供給源を取り除くこ とにより、選択性がNAD-依存性表現型に対して働く。このように、酢酸塩での増殖 はNADPHイソクエン酸デヒドロゲナーゼの進化に好ましい環境である。（NF）
The Selective Cause of an Ancient Adaptation
p. 1279-1282.
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