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2016年8月31日 (水)

自然免疫の過剰な反応を防ぐ新たなしくみを発見し、 その破綻と自己免疫疾患の関わりを解明!

平成28年8月10日 日本の研究.com
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 横浜市立大学 大学院医学研究科
免疫学 田村智彦教授、藩龍馬助教、
佐藤豪(大学院生)らの研究グループは、
東京大学・沖縄科学技術大学院大学
・エーザイ株式会社と共同で、
SrcファミリーキナーゼLynが
転写因子IRF5の活性を選択的に抑制する
ことで自然免疫の過剰な応答を防ぐ
しくみを発見し、これが破綻すると
全身性エリテマトーデス(SLE)に
類似した自己免疫疾患が引き起こされる
ことを明らかにしました。
 
 本研究成果は米国の科学雑誌
『Immunity』
(平成28年8月10日オンライン)に
掲載されます。
 
 
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研究成果のポイント
 
○SrcファミリーキナーゼLynは、
 自然免疫応答を引き起こす役割を持つ
 転写因子IRF5の活性を阻害する。
 このことは免疫が過度に働くのを防ぐ
 ために極めて重要である
 
○自己免疫疾患である
 全身性エリテマトーデス(SLE)と
 類似した症状を示すLyn欠損マウスでは
 IRF5が過度な活性化状態にあるが、
 IRF5の量を半分に減らすだけで
 その症状が生じなくなる
 
○IRF5の活性や量を減らすことができれば
 有効な新規SLE治療法となる可能性が
 示された
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 良い研究成果だと思います。
 自己免疫疾患に自然免疫も関連している
ようですね。
 
 
>今回研究グループは、IRF5と直接結合
>してその活性を選択的に阻害する
>制御因子としてLynを
>初めて同定しました。
 
>また、本研究では Lyn 欠損マウスで
>IRF5が活性化していること、
>そしてIRF5の量を半分に減らすだけで
>Lyn欠損マウスにおけるSLE発症を
>阻止できることが示されました。
 
 臨床研究も含めて今後の取り組みに
期待したい。

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2016年8月30日 (火)

~免疫不全やリウマチなど、免疫疾患に対する新たな治療法や創薬に光~私たちの体を守る“T細胞”の数を調節するメカニズムを解明

2016年08月10日 兵庫医科大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 兵庫医科大学 病原微生物学 主任教授
石戸聡はメルボルン大学 J
ose A. Villadangos、
ミュンヘン大学Ludger Kleinの
グループとの共同研究により、
「MARCH-VIIIとCD83によるT細胞の
 選択の調節メカニズム」を明らかに
しました。
 
 なお、本研究は米国科学雑誌
The Journal of Experimental Medicine
(8月22日号)に掲載されます。
 
 
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明らかになった点
 
・選択に必要なMHC IIの数を
 ユビキチン化によって調節している
 酵素がMARCH-VIIIであることが
 わかりました。
 
・胸腺上皮細胞においてMARCH-VIIIと
 CD83の二つの分子がMHC IIの数を
 調節しており、体の中のT細胞の数を
 コントロールしていることが
 わかりました。
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 T細胞調節のメカニズムの一端が解明
されました。
 
 免疫のメカニズムは、まだまだ未解明
な部分がおおいと思っています。
 
 
>免疫不全やリウマチなど、さまざまな
>免疫疾患の原因究明、
>さらに新たな治療法・創薬の開発への
>進展が期待されます。
 
 期待しています。
 
 免疫の制御が自在に出来るように
なれば素晴らしいんですけどね。
 
 永遠のテーマと思っています。

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2016年8月29日 (月)

高電圧直流給電の実証システムで、15%の省エネ効果目指す―米国テキサス州でデータセンターの省エネ実証を開始―

2016年8月26日
新エネルギー・産業技術総合開発機構
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 NEDOと(株)NTTファシリティーズは、
米国テキサス州の
テキサス大学オースチン校と共同で、
データセンターの省エネ化を実現するため
の高電圧直流(HVDC)給電システムを
同校内に導入し、実証試験を
開始しました。
 
 この実証試験は、同校内の
先端コンピュータセンターに、
大容量HVDC電源装置やリチウムイオン電池
などを組み合わせた省エネ実証システムを
導入することにより、従来のシステムに
比べ15%の省エネ効果実現を目指す
ものです。
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 高電圧直流(HVDC)給電システム導入で
15%の省エネ効果実現を目指す
のだそうです。
 
 これから益々サーバーは増加する
でしょうから、なんらかの形で省電力化
が必須となります。
 
 直流給電は前から言われてますし、
国内でも実施しているはずですが、
どうして米国なのかな?
 
 
>今後、本実証試験の結果を足掛かりに、
>この高電圧直流(HVDC)給電システムを、
>データセンターにおける
>省エネ・ソリューションの一つとして、
>米国を軸に、広く欧州やアジアにも
>展開していくことを予定しています。
 
 量子コンピュータの実現は、まだまだ
先の話しでしょうから、実現できる
ものから順次導入して行くしかない
ですね。

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有機合成化学の基本反応をわずかな電気エネルギーで効率的に行うことに成功

2016年8月23日 東京農工大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 東京農工大学大学院農学研究院
応用生命化学部門の千葉一裕教授、
工学研究院応用化学部門の岡田洋平助教
らは、有機化合物合成の基本となる
「炭素―炭素結合」を作る
ディールスアルダー反応
(反応名になっている本反応の発見者は
 1950年ノーベル化学賞受賞)を
わずかな電気エネルギーで効率的に
引き起こすことに成功しました。
 
 この成果により、今後、毒性の高い
試薬や高価な遷移金属触媒を用いない
持続可能な化学反応の開発に繋がることが
期待されます。
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 グリーンケミストリーの開発に近づく
成果のようです。
 
 
>毒性の高い試薬や高価な遷移金属触媒を
>用いない「グリーンかつクリーンな」
>ものづくりへのニーズは、
>今後ますます高まっていくことが
>予想されています。
 
>本研究の成果を活かし、
>今後はディールスアルダー反応を
>さらに発展させていくだけでなく、
>環境に優しい新たな化学反応の開発に
>繋がることが期待されます。
 
 新たな化学反応の開発に繋がると
良いですね。

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2016年8月28日 (日)

非古典的HLA遺伝子の関節リウマチ発症への関与が明らかに-HLA imputation法によりHLA-DOA遺伝子の発症リスクを同定-

2016年8月5日
理化学研究所
大阪大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 関節の炎症や破壊を生じる疾患の
関節リウマチは、国内に70~80万人の患者
がいると推定されています。
 
 発症のピークは30~50歳代で、
男女比は1:4と圧倒的に女性に多い病気
です。
 
 多くの場合、腫れ、こわばり、痛み
といった炎症が急速に進行し、
全身の関節に広がっていきます。
 
 特に侵されやすいのは、手、膝、頸椎、
股といった関節です。
 
 骨の破壊が進むと、関節の変形が
起こります。
 
 関節リウマチは“自己免疫疾患”の一つ
で、本来、細菌やウイルスなど
体外から入った病原体を排除するために
機能している免疫システムが、
誤って自分の体に対して反応してしまう
ために発症します。
 
 発症原因には遺伝的背景が関与しており、
大規模ゲノム解析を通してこれまでに
多数の疾患感受性遺伝子が発見されて
います。
 
 特に、白血球の血液型を決める
HLA遺伝子が高い発症リスクを持つことが
分かっていましたが、具体的に
どのHLA遺伝子が重要なのかは
解明が進んでいませんでした。
 
 なお、HLA遺伝子は複数存在し、
古典的HLA遺伝子と非古典的HLA遺伝子に
区別されます。
 
 古典的HLA遺伝子と比較して、
非古典的HLA遺伝子は機能の解明が
進んで居ませんでした。
 
 今回、理研の科学者を中心とする
総勢約30名の国際共同研究チームは、
HLA遺伝子配列をスーパーコンピュータで
網羅的に解析する「HLA imputation法」を
活用することにより、
日本人集団・アジア人集団・欧米人集団
から集められた約6万人分の関節リウマチ
のゲノムデータに対する
ビッグデータ解析を行いました。
 
 その結果、非古典的HLA遺伝子の
「HLA-DOA遺伝子」が発症に関わり、
その発現量の変化が発症を引き起こして
いることが分かりました。
 
 これまでは、古典的HLA遺伝子により
作られるタンパク質のアミノ酸配列の変化
が発症に関わることが分かっていました
(図参照)。
 
 また、HLA-DOA遺伝子型における
発症リスクを人種間で比べたところ、
日本人集団で最も高いリスクが
観測されました。
 
 今後は、これまで研究が遅れていた
非古典的HLA遺伝子の役割の解明が
進むと考えられます。
 
 
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 多くの患者が存在する関節リウマチ
に関する遺伝的背景に関する研究です。
 
 
>これまでは、古典的HLA遺伝子により
>作られるタンパク質のアミノ酸配列の
>変化が発症に関わることが分かって
>いました(図参照)。
 
>また、HLA-DOA遺伝子型における
>発症リスクを人種間で比べたところ、
>日本人集団で最も高いリスクが
>観測されました。
 
>今後は、これまで研究が遅れていた
>非古典的HLA遺伝子の役割の解明が
>進むと考えられます。
 
 今後に期待しましょう。

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2016年8月27日 (土)

家族性LCAT欠損症の第一種再生医療臨床研究、世界初の承認-千葉大

2016年08月26日 qlifepro
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 千葉大学は8月16日、同大学病院が
世界で初めての遺伝子治療研究となる、
家族性レシチンコレステロール
アシルトランスフェラーゼ(LCAT)欠損症
を対象とした第一種再生医療臨床研究の
実施に関して、8月8日に厚生労働省より
承認を得たと発表した。
 
 千葉大学病院と
千葉大学発バイオベンチャーの
セルジェンテック株式会社が
日本医療研究開発機構(AMED)から
支援を受け、患者を対象とした
臨床試験を進める。
 
 
 家族性LCAT欠損症は、LCATを作り出す
遺伝子の異常でLACT蛋白を体の中に
作り出すことができない疾患。
 
 LCATが十分に働くことができないため、
血液中の善玉コレステロールが
著しく減少し、余分なコレステロールが
腎臓や目などに蓄積し、腎機能障害、
角膜混濁、溶血性貧血などの障害を
起こす。
 
 比較的まれな遺伝疾患であり、
治療法が確立されていない難病で、
2015年7月1日付で厚労省より
難病指定されている。
 
 
関連リンク
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>セルジェンテック社は、
>これらの研究成果に基づき、
>難病治療用の加工ヒト脂肪細胞の
>研究開発を進め、遺伝子細胞医薬品
>としての承認・実用化を目指す
>としている。
 
 道は困難で、長いものになるかも
知れません。でも、頑張ってください。
陰ながら応援しています。

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2016年8月26日 (金)

省エネ社会に大きく貢献する究極のパワーデバイスの実現へ 世界初!反転層型ダイヤMOSFETの動作実証に成功

平成28年8月22日
金沢大学
産業技術総合研究所
科学技術振興機構(JST)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○ダイヤモンド半導体を用いた
 反転層チャネルMOSFETを
 作製しました。
 
○同MOSFETで、低消費電力の
 パワーデバイスに要求される
 ノーマリーオフ特性が実現されている
 ことを実証しました。
 
 
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 金沢大学 理工研究域電子情報学系の
松本 翼 助教、徳田 規夫 准教授らの
研究グループ(薄膜電子工学研究室)は、
国立研究開発法人 産業技術総合研究所
先進パワーエレクトロニクス研究センター
ダイヤモンドデバイス研究チームの
山崎 聡 招へい研究員、
加藤 宙光 主任研究員、
株式会社デンソーの小山 和博 担当課
長らとの共同研究により、
世界で初めてダイヤモンド半導体注1)を
用いた反転層チャネルMOSFET注2)
を作製し、その動作実証に成功しました。
 
 
 省エネルギー・低炭素社会の実現
のためのキーテクノロジーとして
次世代パワーデバイスの開発が
求められています。
 
 ダイヤモンドは、パワーデバイス材料の
中で最も高い絶縁破壊電界と
キャリア移動度、そして熱伝導率を
有することから、
究極のパワーデバイス材料として
期待されています。
 
 しかし、高品質な酸化膜および
ダイヤモンド半導体界面構造の形成が
困難であるため、パワーデバイス
において重要なノーマリーオフ特性注3)
を有する反転層チャネルダイヤモンド
MOSFETは実現していませんでした。
 
 今回、研究グループは独自の手法で
母体となるn型ダイヤモンド半導体層
および酸化膜とダイヤモンド半導体層
界面の高品質化に成功しました。
 
 それらを用いた反転層チャネル
ダイヤモンドMOSFETを作製し、
その動作実証に成功しました。
 
 将来、ダイヤモンドパワーデバイスが
自動車や新幹線、飛行機、ロボット、
人工衛星、ロケット、送配電システム
などに導入されることで、
ダイヤモンドパワーエレクトロニクスの
道を切り開き、省エネ・低炭素社会への
貢献が期待されます。
 
 本研究成果は、平成28年8月22日
発行の英国Nature
 Publishingグループの
オンライン雑誌
「Scientific Reports」
に掲載されるとともに、
「ダイヤモンド半導体装置及び
 その製造方法」として特許も出願して
おります。
 
 なお、本研究の一部は、
科学技術振興機構(JST) 戦略的創造
研究推進事業(CREST)
「二酸化炭素排出抑制に資する
 革新的技術の創出」の研究課題
「超低損失パワーデバイス実現のための
 基盤構築」および金沢大学が独自に行う
戦略的研究推進プログラム
(先魁プロジェクト)
「革新的省エネルギーデバイスの創製」の
一環として受けて行われました。
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 素晴らしい成果のようです。
 
 
>本成果によって、世界で初めて
>反転層チャネルダイヤモンド
>MOSFETの動作が実証された
>ことで、ダイヤモンドパワー
>エレクトロニクスの時代は
>大きく切り開かれると考えます。
 
>今後は、応用に必要な大電流化と
>高耐圧化を図るために、
>MOS界面のさらなる高品質化による
>移動度の向上、ドレイン領域に耐圧層の
>導入が必要ですが、
>近い将来、日本発のダイヤモンド
>パワーエレクトロニクス産業の創出にも
>貢献します。
 
 大いに期待したい。

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世界初:緑内障分類の自動化方法の開発 ‐多様な緑内障病態の細分化、個別化医療への足がかりへ‐

2016年8月25日
東北大学プレスリリース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 東北大学大学院医学系研究科
眼科学教室の中澤 徹(なかざわ とおる)
教授らの研究グループは、
株式会社トプコン 技術本部と協力して、
緑内障の診療や治療方針の決定に
有用となる緑内障分類を自動で行う
ソフトウエアを開発しました。
 
 緑内障においては眼圧が最も重要な
危険因子ですが、眼血流や近視、
血管の攣縮(スパスム)などが原因で
緑内障が悪化することも知られています。
 
 眼圧以外の因子が緑内障に与える
悪影響が大きいと、緑内障の主な治療法
である眼圧下降治療だけでは緑内障の
進行を食い止めることが困難になります。
 
 眼圧以外の危険因子
(スパスム、近視、血流障害)と
眼圧を反映した4つのグループに緑内障を
分類することで治療の効率化が図れますが、
その分類方法は検者の熟練を要し、
また主観的な要素が大きく、
一般の診療所では分類が難しいことが
問題でした。
 
 本研究では、日本が世界をリード
している、スウェプトソース光断層計
(OCT)という装置で撮像した
視神経乳頭形状の計測値を用いて、
自動で緑内障の4分類を行うことが
出来ます。
 
 多様な病因や進行形態をとる緑内障診療
において、全国どこでも標準化された
緑内障病態の細分化や治療の個別化に
つながることが期待できます。
 
 本研究結果は、PLOS ONE誌に
8月24日午後2時
(米国東部時間、日本時間8月25日午前3時)
に掲載されました。
 
 本研究は、JST復興促進センターの
支援を受けて行われました。
 
 
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 期待したい研究成果ですが、
今、通院している病院では
スウェプトソース光断層計はないです。
 
 危険因子の 4 分類が出来ると
私の緑内障の進行を止めることが
出来るのでしょうか?
 
>多様な病因や進行形態をとる
>緑内障診療において、全国どこでも
>標準化された緑内障病態の細分化や
>治療の個別化につながることが
>期待できます。
 
 と言っていますが、治療の個別化
と言っても、まだ具体性が無い段階
なので「期待」のレベルだと思う。
 
 医学の進歩は早いようで、凄くゆっくり
しか進まない。残念。

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2016年8月25日 (木)

ガラスの新しい物性制御法を開発~微量の電子を混ぜただけで、ガラスの転移温度が100℃以上も低下~

平成28年8月23日
科学技術振興機構(JST)
東京工業大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○液体の構造が凍結されてガラスになる
 転移温度は、ガラスの網目構造の
 つながり具合で決まるのが常識だった。
 
○酸素イオンを数%の電子に置き換えた
 「電子化物ガラス」は、網目構造は
 同じままで転移温度が大幅に低下する
 ことを発見した。
 
○電子が他のイオンより動きやすいために、
 電子化によりガラスの転移温度が
 低下することを、
 第一原理分子動力学計算で検証した。
 
○陰イオンとして機能する電子の添加が
 新しいガラスの物性の制御法になる
 ことを提唱。
 
 
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 JST 戦略的創造研究推進事業
において、東京工業大学 元素戦略
研究センター センター長
/科学技術創成研究院 教授の
細野 秀雄 博士と、
米国パシフィック・ノースウエスト
国立研究所(PNNL)の
ピーター・スシュコ 博士らは、
電子化物ガラスが、従来のガラスと
大きく異なるユニークな物性を持つことを、
実験と計算によって、初めて明らかに
しました。
 
 液体の構造が凍結される温度
(転移温度)などのガラスの物性は、
ガラスの網目を形成する成分(NWF)と
それを切断する成分(NWM)の比、
つまり化学組成で決まります。
 
 本研究グループは、
12CaO7Al2O3(マイエナイト)
電子化物(C12A7:e-)の
ガラスを作製し、物性と構造を検討した
ところ、化学組成はそのままにも関わらず、
酸素イオンの3%を電子に置き換えた
だけで、転移温度が100℃以上も
低下することを見いだしました。
 
 これまでに、ガラスの化学組成を
大幅に変えることで転移温度を低下させた
例は膨大にありますが、これほどの
大幅な低下は報告がありません。
 
 第一原理分子動力学計算注1)によって
電子アニオン注2)の周囲の局所構造と
その温度による変化を検討した結果、
電子アニオンは他のイオンよりも
ずっと動きやすいために、
微量の電子アニオンが酸素イオンと
置き換わることで転移温度が顕著に
低下したことが明らかになりました。
 
 これまで、転移温度はNWMとNWFの
割合で決まるという常識のもと、
微量成分でそれを制御することは不可能
と考えられてきました。
 
 今回の成果により、電子アニオンを
用いればそれが可能となることが
示されました。
 
 これが契機となって未開拓であった
電子化物ガラスという領域が拓けることが
期待されます。
 
 本研究は、東京工業大学とPNNLが
共同で行ったものです。
 
 本成果は、2016年8月22日の週
(米国東部時間)に米国科学誌
「Proceedings of the
 National Academy
 of Sciences of the
 United States of
 America」のオンライン速報版で
公開されます。
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 ガラスにはまだまだ未知の部分が
沢山ありそうです。
 
 
>電子化物ガラスは、全く新しいタイプの
>ガラスであり、今回見いだされた以外
>にもこれまでの常識とは大幅に異なる
>物性を持つことが予想され、
>学術と応用の両面でこれからの進展が
>期待されます。
 
 期待しましょう。

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2016年8月24日 (水)

超高精度の「光格子時計」で標高差の測定に成功 -火山活動の監視など、時計の常識を超える新たな応用に期待- : 物理工学専攻 香取秀俊 教授ら

2016.08.16
東京大学工学部プレスリリース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 JST 戦略的創造研究推進事業および
文部科学省 光・量子科学研究拠点形成
に向けた基盤技術開発事業において、
東京大学 大学院工学系研究科の
香取 秀俊 教授
(理化学研究所 香取量子計測研究室
 主任研究員、光量子工学研究領域
 時空間エンジニアリング研究チーム
 チームリーダー)、
国土地理院の研究グループは、
直線距離で約15キロメートル離れた
東京大学(東京都文京区)と
理化学研究所(埼玉県和光市)に
光格子時計を設置し、
2台の時計の相対論的な時間の遅れを
高精度に測定することで、
2地点間の標高差を5センチメートルの
精度で測定することに成功しました。
 
 光格子時計は、香取教授が考案した
高精度な原子時計で、
次世代の「秒」の定義の有力候補として
世界中で研究されています。
 
 「秒」の定義に求められる時計の
「再現性」を担保するためには、
その時計の「振り子の振動数」を
他の研究機関に伝送し、複数の研究機関で
「振り子の振動数」の同一性を検証する
ことが重要です。
 
 一方、アインシュタインの
一般相対性理論によれば、
異なる高さに置かれた2台の時計を
比較すると、低い方の時計は
地球重力の影響を大きく受け、
ゆっくりと時を刻みます。
 
 この結果、超高精度な時計の遠隔比較
では、時計の再現性の確認にとどまらず、
従来の時計の概念を超える
「相対論的な効果を使った標高差測定
(相対論的測地)」という応用を
拓きます。
 
 本研究グループは、先行して開発した
「低温動作ストロンチウム光格子時計」を
東大に1台、理研に2台設置して
光ファイバーでつなぎ、遠隔地比較を
行いました。
 
 同じ高さに置かれた理研の2台の
光格子時計の振り子は
1×10-18で振動数が一致しました。
一方、東大の時計の振り子は
理研よりも1,652.9×10-18
だけゆっくり振動し、これから2地点の
標高差1,516センチメートルが
算出されました。
 
 この「相対論的測地」の結果は、
国土地理院が行った水準測量と
5センチメートルの誤差範囲内で一致し、
世界で初めて遠隔地時計比較による
センチメートルレベルの標高差計測に
成功しました。
 
 水準測量では、短区間の測定を
繰り返して測量するため、
長距離では誤差が累積しますが、
時計比較の精度は距離が長くなっても
累積誤差は生じません。
 
 論文では、各地に設置した
光格子時計が、将来、新たな高さ基準
「量子水準点」を形成し、
それらをネットワーク化する
「時計のインターネット」の手法を
提案しています。
 
 これにより、火山活動による地殻の
上下変動の監視や、
GNSS(全球測位衛星システム)と
補完的に利用できる超高精度な
標高差計測システムの確立など、
安全・安心に向けた社会基盤への実装も
期待されます。
 
 本研究は、内閣府 最先端研究開発支援
プログラムの一部支援を受けて
行われました。
 
 本成果は、2016年8月15日
(英国時間)発行の英国科学誌
「Nature Photonics」
オンライン版に掲載されます。
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>世界で初めて遠隔地時計比較による
>センチメートルレベルの標高差計測に
>成功しました。
 
 素晴らしい。
 
 
>水準測量では、短区間の測定を
>繰り返して測量するため、
>長距離では誤差が累積しますが、
>時計比較の精度は距離が長くなっても
>累積誤差は生じません。
 
>論文では、各地に設置した光格子時計
>が、将来、新たな高さ基準
>「量子水準点」を形成し、
>それらをネットワーク化する
>「時計のインターネット」の手法を
>提案しています。
 
>これにより、火山活動による
>地殻の上下変動の監視や、
>GNSS(全球測位衛星システム)と
>補完的に利用できる
>超高精度な標高差計測システムの確立
>など、安全・安心に向けた社会基盤への
>実装も期待されます。
 
 
 光格子時計の精度、素晴らしいですね。
 次世代の「秒」の定義の有力候補に
あげられているようです。
 
 今回の応用も含めて、今後に大いに
期待したい。

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脳の情報伝達系の新メカニズムを数理モデルが正確に予測 金沢大学など

2016年8月23日 大学ジャーナル
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 金沢大学と北海道大学、九州大学の
共同研究グループは、
数理モデルのシミュレーションを実験的に
検証することで、脳の形成過程での
長距離性と短距離性の情報伝達因子間に
働く協調作用のメカニズムを発見した。
 
 細胞間の情報伝達因子には、
長距離性のタンパク質(EGF)と
短距離性のタンパク質(Notch)がある。
 
 Notchは隣接細胞に作用(側方抑制)し、
細胞が四角から丸に変化(分化)するとき
などは、隣接細胞に抑制性シグナルを送る
ため,周囲の細胞は必ず四角になり、
ゴマシオパターン(丸と四角の交互配列)
を形成する。
 
 一方、EGFは離れた場所に作用を及ぼす。
 
 両者は生命現象に重要な役割を果たすが、
Notchの側方抑制とEGFの拡散効果の協調
による効果は不明だった。
 
 ショウジョウバエの脳の形成過程には、
最初四角い上皮細胞のみが存在した後、
1列ずつ順番に丸い神経幹細胞に変化する
「分化の波」(Proneural Wave)
という現象があり、類似の現象は
他の生物でも知られている。
 
 研究グループはこの現象に着目し、
EGFの拡散とNotchの側方抑制を
組み合わせた「分化の波」数理モデルを
構築し、EGFの産生減少による
ゴマシオパターンの出現を予測した。
 
 実際にEGFの産生量を減少して
検証すると、脳に明らかな
ゴマシオパターンが出現したことから、
「分化の波」にはNotchの短距離性作用が
組み込まれており、EGFとの協調作用
によって波の伝播速度を制御する役割の
存在を発見した。
 
 EGFとNotchの協調作用は
大脳皮質の形成過程での神経幹細胞の分化
や、肺がん・乳がんの発症過程でも
重要な役割を果たしているとされる。
 
 今回の研究が可能にした数理科学と
生命科学の異分野融合研究は、
今後多様な生命現象研究への応用が
期待される。
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 数理科学と生命科学の異分野融合研究
大いに期待しています。

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2016年8月23日 (火)

冷却シートを額に貼る感覚で睡眠の質が計測可能に~脳波もインターネットでリアルタイムにモニターできる時代に~

平成28年8月17日
大阪大学
科学技術振興機構(JST)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○冷却シートを額に貼るような感覚で
 装着できるパッチ式脳波センサを開発。
 リアルタイムに脳状態を可視化し、
 手軽に睡眠中の脳波を計測する事に
 成功。
 
○これまでの睡眠脳波計は専門技師による
 有線電極の装着が必要なため、
 家庭で装着するのは困難で、
 さらに電線があるため寝返りなどの
 行動が制限された。
 
○今後、睡眠の質と生活習慣病との
 関係性を明らかにし、手軽な脳波計測
 による新たな価値創造を期待。
 
 
-----
 大阪大学 産業科学研究所 関谷研究室を
中心とした医脳理工連携
プロジェクトチームは、
冷却シートを額に貼るような感覚で、
容易に装着することができ、
リアルタイムに脳状態を可視化できる、
パッチ式脳波センサを開発しました。
 
 この度、谷池 雅子 教授
(大阪大学 大学院連合小児発達学研究科)、
加藤 隆史 講師
(大阪大学 大学院歯学研究科)との
共同研究により、この手のひらサイズの
パッチ式脳波センサを額に貼り付けて
睡眠を取るだけで、大型の医療機器と同じ
計測精度で、睡眠中の脳波を
ワイヤレス計測できることが
確認されました。
 
 具体的には、深い睡眠の際に見られる
2Hz以下の遅い脳波(徐波)も検出され、
負担が少なく測定できる本センサの
有効性が示されました(図1、図2)。
 
 本センサは睡眠中の脳波のみならず、
電子体温計のように毎日の脳の活動を
手軽に家庭内で計測でき、
睡眠の質の測定が出来る可能性がある
だけでなく、毎日手軽に計ることで、
認知症を含む脳関連疾病の早期発見に
つながることが期待されています。
 
 さらに脳の活動の計測を通して
要介護者の見守りセンサ、
運転者の急な不調に対応した
クルマの自動運転/手動運転の切り替え、
子供の集中力から好きな科目の同定、
言葉の話せない赤ちゃんの好みの
おむつ開発まで、広範な応用範囲が
期待できます。
 
 これらの実現により、新しい生体情報が
社会生活に加わることになります。
 
 モノのインターネット(IoT)社会
への転換期にある現代において、
脳も“手軽に”インターネットに
つながった意義は大きく、
今後、大きな波及効果が期待されます。
 
 本研究は、脳マネジメントにより
常に潜在力(個人の持つ最大能力)を
発揮できる“スーパー日本人”の実現を
目指す、
大阪大学センター・オブイノベーション
(COI)拠点のプロジェクトの一環
として行われました(図3)。
---------------------------------------
 
 良さそうですね。
 脳波も手軽に測定出来るようになった。
 
 
>本研究で開発した脳波センサにより、
>これまで以上に脳波測定が簡易になる
>ことで、多くの脳波データを取得する
>ことが可能となり、脳と個人の状態との
>因果関係を解明する一助となると
>考えられます。
 
>今後、家庭内で得られるデータを基に、
>心地よい眠りを得られる環境を整え
>生活習慣病、認知症を予防するといった、
>睡眠と脳との関係についての研究を
>一層深めることも期待できます。
 
>また、本COIプログラムは
>社会実装をひとつの目的としており、
>脳マネジメントの方法の一事例として、
>将来的には家庭で脳波を測定し、
>その結果をもとに測定した個人の状態を
>分析し、個人の状態に応じた活性化手段
>を用いて、個の潜在能力を
>常に発揮できるシステムの実現を
>目指しています。
 
 毎日手軽に計ることで、認知症を含む
脳関連疾病の早期発見につながるのは
素晴らしいこと。
 
 さらに進んで、個の潜在能力を
常に発揮できるシステムが実現
出来ると良いですね。

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2016年8月22日 (月)

微生物の個性を測る高速分子イメージング法を開発~微生物によるバイオ燃料・バイオ医薬品生産の研究を加速~

平成28年8月2日
東京大学
科学技術振興機構(JST)
内閣府政策統括官
(科学技術・イノベーション担当)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○分子振動を検出する世界最高速の
 光学顕微鏡を開発し、無染色で、
 生きた微細藻類ミドリムシの個々の
 細胞に含まれる脂質や多糖類の
 イメージングに成功した。
 
○微細藻類の細胞を生きたまま染色せずに
 計測し、さまざまな環境変化や
 外部刺激に対する細胞のふるまいを
 詳細に調べることが可能になった。
 
○多数の細胞集団内の個々の細胞の性質を
 調べ、希少な細胞を生きたまま探索する
 手法として本技術を用いることで、
 微生物による高効率バイオ燃料や
 バイオ医薬品などの研究を加速させる
 ことが期待される。
 
 
-----
 東京大学 大学院工学系研究科
電気系工学専攻の鈴木 祐太 特別研究員、
小関 泰之 准教授、
東京大学 大学院理学系研究科の
合田 圭介 教授らは、
内閣府 総合科学技術・イノベーション会議
が主導する革新的研究開発推進プログラム
(ImPACT)の
合田 圭介 プログラム・マネージャーの
研究開発プログラムの一環として、
生きた細胞の内部に存在する生体分子を
光学的に検出する、高速誘導ラマン散乱
(SRS)顕微鏡を開発しました。
 
 さらに、この顕微鏡を用いて、
生きて動くミドリムシ細胞の内部に
含まれる脂質や多糖類などを
イメージングすることに成功しました。
 
 本技術を利用し、膨大な数の細胞集団に
含まれるひとつひとつの細胞の
個性を調べ、希少な細胞を生きたまま
高速に探索することにより、
微生物が産生する物質を用いた
バイオ燃料やバイオ医薬品の研究を
加速することが期待されます。
 
 本研究成果は、2016年8月1日
16時(英国時間)に
ネイチャー・パブリッシング・グループ
(NPG)の英国科学雑誌
「Nature
 Microbiology」の
オンライン版で公開されます。
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>「合田 圭介 プログラム・マネージャー
> のコメント」
>今回開発した高速SRS顕微鏡は、
>生きたままの微生物の細胞
>ひとつひとつの個性の計測を可能
>とするものであり、本研究成果は、
>膨大な数の細胞集団から希少な細胞を
>見つけ出す細胞検索エンジン
>「セレンディピター」の実現に向けた
>大きな一歩であると考えています。
 
 素晴らしいです。。
 
 
>今回開発した高速SRS顕微法に基づく
>細胞の個性の評価手法を用いることで、
>ミドリムシを始めとする微生物が
>さまざまな環境変化や外部刺激に対して
>どのような応答を示すかを詳細に調べ、
>その知見に基づき、高効率な
>物質産生手法の構築につながることが
>期待できます。
 
>さらに、本技術を発展させ、
>膨大な数の細胞集団から特異な特長を
>持った希少な細胞を探索することが
>できれば、微生物を用いた
>バイオ燃料生産の高効率化や
>新規バイオ医薬品の開発につながる
>ことが期待されます。
 
 最近有用そうなイメージング技術が
開発されていますね。
 
 新しい発見に期待したい。

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2016年8月20日 (土)

世界で誰にも解読されていない暗号問題を初めて解読!~スーパーコンピューターでも一万年以上かかる問題を、約16日間で解読に成功!~

2016/7/29 日本の研究.com
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 株式会社KDDI研究所(以下「KDDI研究所」)
と国立大学法人九州大学(以下「九州大学」)
は、暗号解読コンテスト
「TU Darmstadt Learning with Errors
 Challenge (注1)」において、
これまで誰も解読に成功していなかった
60次元のLearning with Errors
(以下、LWE)問題を、世界で初めて
(注2)解読しました。
 
 LWE問題は、故意に誤差を付加した
多元連立一次方程式を解く問題です。
 
 この問題を解くことは、
多くの研究機関で研究が進められている
格子暗号(注3)が解読できることに
相当します。
 
 安全な暗号を実現するためには、
LWE問題の次元(未知変数の個数)を高め、
または誤差を大きくし、解読を困難にする
必要があります。
 
 しかし、次元が高すぎると計算時間が
増大し、誤差が大きすぎると
正しい暗号処理が行えない確率が
増大します。
 
 このため、安全性が確保される
最適な次元と誤差の大きさを求めるために、
多くの研究機関で高速な解法の研究が
進められています。
 
 KDDI研究所と九州大学は、
この度、解読アルゴリズムの高速化
並びに並列化に成功し、商用クラウドの
20台の仮想PCを利用することで、
スーパーコンピューターを用いた
総当たり方式による計算では
一万年以上かかる(注4)60次元の
LWE問題を、約16日間で解読しました。
 
 また、55次元以下の問題についても、
KDDI研究所、九州大学により
解読できました。
 
 本研究成果は、次世代公開鍵暗号(注5)と
して格子暗号を利用する際に、
安全な次元や誤差の大きさを決めるための
重要な情報となります。
 
 KDDI研究所と九州大学
マス・フォア・インダストリ研究所は、
引き続き解読アルゴリズムの高速化検討を
進めるとともに、より高速で安全な
次世代公開鍵暗号実現に向けた研究開発を
推進していきます。
 
 また、本研究成果は、2016年10月11日
~13日に秋田で開催される
コンピュータセキュリティシンポジウム
2016にて報告予定です。
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 暗号ね~
 
 暗号は安全だと思っていても、進化
しているので油断できませんね。

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光でがん退治、転移にも効果 マウス実験で確認 米国立衛生研究所

2016.08.18 zakzak
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 光の一種の近赤外線を当てる方法で、
がん細胞を攻撃する免疫細胞のリンパ球を
活性化させ、がん細胞を退治する治療法を
開発したと、米国立衛生研究所(NIH)
の小林久隆主任研究員らが、
17日付の米医学誌に発表した。
 
 マウスの実験で転移がんにも効くと
確認したという。
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 良さそうです。
 
 この投稿とは違うようです。
 
 同じ研究者なんですが、今回の
発表は「リンパ球を活性化させ・・・」
と言っていますね。
 
 どちらにしても期待したい治療法です。

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2016年8月19日 (金)

F1エンジンに匹敵する回転数をもつ「べん毛モーター」のMotA分子の構造を解明

2016年8月17 大阪大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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本研究成果のポイント
 
・べん毛モーターの重要蛋白質MotAを
 電子顕微鏡で観察し、前例のない
 特徴的な分子構造であることを解明
 
・べん毛モーターのようなナノマシンは、
 モーターの部品の立体構造が分かって
 いないことから、人工的に作ることが
 できない
 
・今後、本研究成果を応用して人工的に
 ナノマシンを設計することで、
 医療や機械工学などの分野への応用に
 期待
 
 
-----
概要
 
 名古屋大学大学院理学研究科
の本間道夫(ほんまみちお)教授、
同グループの
竹川宜宏(たけかわのりひろ)研究員
(現・大阪大学研究員)、
大阪大学大学院生命機能研究科の
難波啓一(なんばけいいち)教授、
同グループ
加藤貴之(かとうたかゆき)助教、
寺原直矢(てらはらなおや)特任助教
らの共同研究グループは、細菌が持つ
運動器官べん毛モーターを構成する
蛋白質の一つ、MotA分子の立体構造を
電子顕微鏡像の画像解析手法を用いる
ことで解明しました。
 
 MotAは、モーターの働きの中核をなす
蛋白質であり、これまでに前例のない
特徴的な分子構造も明らかとなりました。
 
 この知見をもとに、今後、生物特有の
クリーンなエネルギー変換の仕組みが
解き明かされれば、
人工的にナノマシンを設計することで、
医療や機械工学など様々な分野に
応用できることが期待されます。
 
 本研究成果は、英国科学誌
「Scientific Reports」において、
2016年8月17日午後6時(日本時間)に
公開されました。
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>べん毛モーターは、直径がわずか
>45ナノメートルという極めて小さな
>モーターですが、
>F1マシンのエンジンの回転数に匹敵する
>20,000 rpmという超高速で回転し、
>またトップスピードから、
>瞬時に回転方向を切り替えることも
>できます。
 
>それでいて、ほぼ100%に近い
>エネルギー変換効率を持つという
>極めて優れたモーターです。
 
 凄い性能を持ったモーターなん
ですね。
 
 
>本研究から、この生体ナノマシンの
>心臓部とも言える部品の立体構造が
>明らかとなりました。
 
>今回見つかった特徴的な構造が、
>高いエネルギー変換効率で
>モーターの回転力を生み出すために
>重要であることが予想されます。
 
>この知見をもとに、生物特有の
>クリーンなエネルギー変換の仕組みが
>解き明かされれば、
>人工的にナノマシンを設計する上で
>大いに役立つと考えられます。
 
 何時もおもうのですが、生物は素晴らしく
良く出来ています。
 
 今まで出来なかった高性能な人口生体
ナノマシンが出来ると良いですね。

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2016年8月18日 (木)

ビッグデータとAIで能力向上!~スポーツトレーニングの新技術

2016年8月12日 Youtube
ScienceNews2016
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
動画です。
 
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 スポーツトレーニングにおいて、
映像やセンサーなどから獲得した
「動きのデータ」を使って身体の動きを
解析し、スキルの向上に役立てる技術は、
現在ではトップアスリートだけでなく、
一般のスポーツ愛好家にも利用されて
います。
 
 そして最近は、その技術をさらに進めて、
情報科学として注目されている
ビッグデータを使って、それを人工知能に
解析させ、トレーニングに役立てる
新しい技術も開発されています。
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 「スキルの距離」という考え方
面白いです。
 
 曖昧なものを数値化する。
 科学です。

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2016年8月17日 (水)

中性子捕捉療法のための有望なホウ素薬剤を開発―マウスのがんで、高い治療効果を確認―

2016.08.03 東京工業大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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要点
 
○生理的条件下でタンパク質の
 システイン残基だけでなくリジン残基に
 結合するホウ素クラスター結合
 マレイミドを開発。
 
○がん集積性タンパク質である
 血清アルブミンやトランスフェリンに
 ホウ素クラスターを導入。
 
○患者の血清アルブミンや
 トランスフェリンをホウ素キャリヤに
 使用可能。
 
 
-----
概要
 
 東京工業大学 科学技術創成研究院
化学生命科学研究所の中村浩之教授らは、
ホウ素中性子捕捉療法(BNCT)
[用語1]において、多量のホウ素分子を
腫瘍内に簡便に導入する手法
「ホウ素クラスター結合マレイミド
(MID)」[用語2]を開発した。
 
 MIDがこれまで知られていた
タンパク質のシステイン残基の
SH基[用語3]だけでなく、
リジン残基[用語4]にも結合することを
見出して実現した。
 
 この発見により、がん集積性タンパク質
である血清アルブミン[用語5]や、
鉄輸送タンパク質であり多くのがん細胞で
その受容体が高発現している
トランスフェリン[用語6]に対して、
多量のBNCT用ホウ素薬剤を容易に導入
できるようになった。
 
 MIDを結合させた血清アルブミンは
皮下腫瘍移植マウスにおいて脾臓、
肝臓、腎臓などの臓器には低濃度で
集積するのに対し、腫瘍内に
非常に高濃度で集積することを確かめた。
 
 BNCTによる次世代がん治療の発展に
貢献すると期待される。
 
 本研究成果は、7月12日発行の
Journal of Controlled Release
オンライン版に掲載された。
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>今回の研究では、こういった
>血清アルブミンのがん集積性を利用した
>低毒性で血中滞留性の高いホウ素薬剤を
>医療現場に提供することを目的に、
>単回投与が可能であり薬剤投与量の
>軽減可能な次世代ホウ素薬剤を開発した。 
 
>実際に、MID-アルブミンコンジュゲート
>を大腸がん皮下移植マウスに投与した
>ところ、腫瘍内に非常に
>高選択性・高濃度でホウ素が集積する
>ことが分かった。
 
>さらに京都大学原子炉実験所の
>鈴木実教授、櫻井良憲准教授との
>共同研究で熱中性子照射実験を
>行った結果、非常に高い治療効果を
>見出した。
 良さそうですね。
 
 人への臨床試験までには時間がかかり
そうですが、BNCTは中性子照射台に
20~30分横たわっているだけで治療できる
非常に低侵襲でQOLの高い細胞選択的な
放射線療法であるので、今回開発された
薬剤が一日でも早く利用出来る日が来る
よう期待しています。

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2016年8月16日 (火)

「 RpA1を用いて小脳失調症モデルマウスの治療に成功」― 新しい小脳失調症の遺伝子治療開発に期待 ―

平成28年8月12日
国立大学法人 東京医科歯科大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○病態関連分子 RpA1 を効率的に
 小脳神経細胞に発現する遺伝子治療法を
 開発しました。
 
○それを用いて脊髄小脳失調症の
 モデルマウスの治療実験に
 成功しました。
 
○脊髄小脳失調症の新規治療法開発への
 応用が期待できます。
 
 
-----
 東京医科歯科大学難治疾患研究所
および脳統合機能研究センター神経病理
分野の岡澤均教授の研究グループは、
自治医科大学との共同研究で、
脊髄小脳失調症の新しい遺伝子治療法の
開発への可能性を開きました。
 
 この研究は文部科学省科学研究費補助金
(新学術領域研究・シナプスニューロ
 サーキットパソロジーの創成)ならびに
日本医療研究開発機構(AMED)
難治性疾患実用化研究事業の支援のもとで
おこなわれたもので、その研究成果は、
国際科学誌Human Molecular Genetics
(ヒューマン・モレキュラー
 ・ジェネティクス)に、2016年8月11日
(英国時間)にオンライン版で
発表されました。
---------------------------------------
 
 今回の研究の対象は脊髄小脳失調症1型
(SCA1)のようですね。
 
 最近いろいろな型の脊髄小脳失調症に
対する遺伝子治療法の研究報告が出て来て
います。
 
 決定的な治療法が無いのが現状
ですので、大いに期待したいところ
です。
 
 
 以下は「研究成果の意義」として
述べられている内容です。
 
>本研究成果は、難病の一つである
>SCA1 の治療に向けた新しい可能性を
>示しています。
 
>先に岡澤教授らは、HMGB1 という
>別分子を同様な AAV ベクターで
>発現しても、SCA1 モデルマウス
>(異常 Atxn 1-ノックインマウス)の
>症状と病理を改善することを
>報告しています
>(Ito et al, EMBO Mol Med 2015)。
>この HMGB1 を用いた研究は、
>ヒトに用いるための遺伝子治療製剤開発
>に進んでいますが、AAV ベクターの
>安全性などが確認できればヒト臨床試験
>に進むことができます。
 
>HMGB1 と RpA1 は修復過程に生じる
>DNA1本鎖の保護と修復進行に
>協調的な働きをすることが
>知られています。
 
>AAV-RpA1 でも同様に安全性が
>確認できれば、HMGB1と並んで
> RpA1 も治療用分子として用いることが
>可能であり、複合療法など
>効果的な治療法開発につながる可能性が
>あります。
 
 大いに期待したい。

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細胞を使わない膜タンパク質の合成技術-ヒトの膜タンパク質などを標的とした新薬の創出が加速-

2016年8月1日
理化学研究所
日本医療研究開発機構
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 理化学研究所(理研)横山構造生物学
研究室の横山茂之上席研究員らと、
ライフサイエンス技術基盤研究センター
タンパク質機能・構造研究チームの
篠田雄大研究員、
白水美香子チームリーダー、
染谷友美上級研究員らの
共同研究グループ※は、無細胞タンパク質
合成法[1]を応用して、高品質の
膜タンパク質を高収率で生産できる
新しい技術を開発しました。
 
 膜タンパク質は、細胞膜に
埋め込まれた状態で存在し、細胞内外の
情報や物質の交換など重要な機能を
果たしており、創薬研究の重要な標的
でもあります。
 
 一方で、従来の膜タンパク質合成法
では、細胞での発現と細胞膜からの
可溶化[2]が容易ではなく、
それを乗り越える技術開発が求められて
いました。
 
 今回、共同研究グループは、
膜タンパク質が細胞で合成され、
細胞膜に埋め込まれながら立体構造を
形成する過程を、細胞を使わず、
試験管内でほぼ再現する新しい技術を
開発しました。
 
 この膜タンパク質の無細胞合成法では、
膜タンパク質は、リボソーム
(タンパク質を合成する場である
細胞小器官)によって合成されると、
脂質と相互作用しつつ、立体構造を
形成して、その周りに細胞膜と同じような
脂質で構成される脂質二重膜構造の
小さな膜断片を形成します。
 
 膜タンパク質は、膜断片に組み込まれた
状態のままであるため、さまざまな
単離・精製法が適用可能で、高純度の
精製標品を得ることができます。
 
 これにより、これまでは立体構造や
活性を犠牲にしなくては調製できなかった
難しい膜タンパク質を、
界面活性剤[3]による可溶化という過程を
一度も経ることなく、正常な状態で
高純度に大量調製し、さらに、
結晶化、薬剤との結合の解析などが
可能になり、抗体を作る免疫原としても
用いることができます。
 
 この技術により、膜タンパク質機能の
本質的な理解や、新しい低分子医薬や
抗体医薬の創出などに幅広く貢献でき、
膜タンパク質の基礎研究から産業応用まで
パラダイムシフトを引き起こすと
期待できます。
 
 本研究は、文部科学省
「ターゲットタンパク研究プログラム」
(2007~2011年度)、
文部科学省および日本医療研究開発機構
(AMED)「創薬等ライフサイエンス研究
支援基盤事業(創薬等支援技術基盤
プラットフォーム事業)」
(2012~2016年度)、
日本学術振興会(JSPS)
「科学研究費助成事業(科研費)」
(2013~2016年度)の支援により
行われました。
 
 成果は、英国のオンライン科学雑誌
『Scientific Reports 』(7月28日付け)
に掲載されました。
---------------------------------------
 
>今回開発したS-MF法により、
>自然な状態の膜タンパク質を
>高純度で大量かつ迅速に得ることが
>可能になりました。
 良いですね。
 
 
>膜タンパク質の立体構造情報は、
>膜タンパク質の機能を
>立体構造のレベルで深く理解するために
>重要であり、これまで試料調製が
>不可能だった重要な膜タンパク質の
>構造生物学に道を拓く成果です。
 
>またS-MF法で得られる膜タンパク質は、
>抗体医薬[12]の開発に必要な
>モノクローナル抗体などを得るための
>免疫原としての利用や、低分子医薬の
>スクリーニングにも応用できるため、
>膜タンパク質に対する新薬の開発が
>加速すると期待できます。
 
>本研究成果により、膜タンパク質機能の
>本質的な理解や、新しい低分子医薬、
>抗体医薬の創出などに幅広く貢献でき、
>膜タンパク質の基礎研究から
>産業応用までパラダイムシフトを
>引き起こす基盤技術となることが
>期待できます。
 
 大いに期待しましょう。

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2016年8月15日 (月)

マンガン系合金ナノ薄膜を用いたMRAM記憶素子の開発に成功~大容量の不揮発性磁気抵抗メモリ(MRAM)の開発に寄与~

平成28年7月26日
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構
(WPI-AIMR)
東京大学 大学院理学系研究科
京都工芸繊維大学
東北大学 大学院工学研究科
科学技術振興機構(JST)
内閣府政策統括官
(科学技術・イノベーション担当)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
---------------------------------------
ポイント
 
○特性の優れたマンガン系合金ナノ薄膜
 からトンネル磁気抵抗(TMR)素子を
 作製することに世界で初めて成功。
 
○結晶格子のわずかな歪みが巨大な
 TMR効果発現につながることを
 理論計算から予測。
 
○次世代の低消費電力・大容量・高速な
 MRAM開発に寄与する成果。
 
 
-----
 内閣府 総合科学技術・イノベーション
会議が主導する革新的研究開発推進
プログラム(ImPACT)
佐橋 政司 プログラム・マネージャーの
研究開発プログラムの一環として、
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構
(WPI-AIMR)の鈴木 和也 助手
と水上 成美 教授は、
垂直磁化マンガン系合金ナノ薄膜を用いた
トンネル磁気抵抗(TMR)素子注1)の
開発に成功しました。
 
 これは次世代の不揮発性磁気抵抗メモリ
(MRAM)注2)開発に貢献する
成果です。
 
 本研究は、WPI-AIMRの
レザランジバル 助手、杉原 敦 助手
(現産業技術総合研究所 研究員)、
ならびに岡林 潤 准教授
(東京大学 大学院理学系研究科)、
三浦 良雄 准教授
(京都工芸繊維大学 電気電子工学系)、
土浦 宏紀 准教授
(東北大学 大学院工学研究科)との
共同研究です。
 
 TMR素子を記憶素子とするMRAMは
不揮発性および高速性能を有するメモリで、
記憶容量の小さいMRAMはすでに
サンプル出荷が始まっており、
東芝など大手メモリメーカーにより
メインメモリやキャッシュメモリ用
MRAMの製品化が進められています。
 
 一方、さらなる高性能MRAM開発
のため、基盤となる磁性材料の研究も
強く求められています。
 
 マンガン系合金は高い垂直磁気異方性
注3)と低い磁気摩擦注4)を有する
ことから大容量MRAMへの応用が
期待され、10nmクラスの微細化を
実現するために、ナノ薄膜を有する
TMR素子の開発が望まれています。
 
 本研究グループは、規則的に原子が
配列したマンガン系合金ナノ薄膜を有する
TMR素子を作製する技術を開発する
とともに、放射光を用いた評価と
計算科学の手法でその基礎的特性を調べる
ことに成功しました。
 
 これらは、次世代の大容量MRAM開発
に貢献する成果です。
 
 研究の内容は7月26日(英国時間)に、
「Scientific Reports」
(サイエンティフィックリポーツ)誌に
掲載されます。
 
 本研究は、内閣府革新的研究開発推進
プログラム(ImPACT)
「無充電で長期間使用できる
究極のエコIT機器の実現
(佐橋 政司 PM)」、
世界トップレベル研究拠点プログラム
(WPI)などの支援により
なされたものです。
---------------------------------------
 
>本研究成果は、微細化に必要な
>大きな垂直磁気異方性と
>極めて小さな磁気摩擦係数を
>合わせ持った特殊な材料から成る
>ナノ薄膜の作製に世界で初めて成功した
>もので、究極の省電力メモリの実現に
>取り組んでいるImPACT
>佐橋プログラムにおいても、
>極めてインパクトのある研究成果です。
 
 良さそうです。
 
 
>本研究で開発された素子の研究を
>さらに高度化することで、
>実用に資する素子を実現し、
>ギガビットを超える記憶容量を有する
>STT-MRAMの実用化に
>つながります。
 
>また、スピン軌道書き込み(SOT)を
>用いた超高速SOT-MRAMや、
>電圧書き込み(VC)を用いた
>超低消費電力VC-MRAMなど、
>最先端の書き込み技術を用いた
>MRAMの開発にも貢献し、
>我が国の産業の発展に寄与すると
>考えられます。
 
>他方、本研究で明らかとなった
>マンガンガリウム合金ナノ薄膜
>TMR素子の作製技術は、
>その他のマンガン系合金薄膜を用いた
>素子にも応用可能な技術であると
>考えられ、材料科学の学術的な発展にも
>貢献します。
 
 大いに期待したい。

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2016年8月14日 (日)

本物の薬をバーチャルで開発

2016-07-21
沖縄科学技術大学院大学(OIST)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 体内では、ひとつの薬が複数の分子と
相互作用をすることが可能です。
 
 この現象は「多重薬理学」と呼ばれて
おり、その薬の相互作用の仕方によって、
病気を治癒したり、副作用を
引き起こしたりします。
 
 このため、好ましくない分子相互作用の
リスクを減らしながら、標的となる分子に
作用する薬を開発することが重要です。
 
 通常、研究室での膨大な実験により
このような選択的相互作用をもつ薬剤を
見つけます。
 
 新薬候補の化合物は、効果や特異性を
確認するため、長期にわたる様々な検査を
経なければならず、このプロセスには
多くの時間と費用がかかります。
 
 この度、日本国内の複数の研究機関に
所属する研究者たちが、こうした状況に
革命をもたらすオンラインシステムを
開発しました。
 
 沖縄科学大学院大学(OIST)、
システムバイオロジー研究機構、
東京大学、
理化学研究所総合生命医科学研究センター
が共同開発した、新薬候補の化合物の効果
と特異性を仮想空間内で確認するための
systemsDockです。
 
 このシステムはインターネット上で
誰でも無料で利用することができます。
 
 本プロジェクトにおいて、
OISTのITセクションは基盤となる
技術サポートを行いました。
 
 その成果はNucleic Acids Researchに
掲載されています。
 
 論文筆頭著者であり、OISTの
統合オープンシステムユニットの
スタッフサイエンティストである
クンイー・シーン博士は以下のように
説明します。
 
 「新たな薬を産み出すプロセスは、
すべてがスムーズに進んだとしても
軽く10年はかかります。
 
 有望な化合物を見つけたとしても、
その化合物は複数の生体分子と相互作用
してしまいます。
 
 結果として副作用を起こすことがあり、
患者はその副作用で命を落としたり、
副作用をおそれてそもそも薬を使うことが
できない場合もあるのです。
 
 典型的な副作用として心毒性が
挙げられます。」
 
 systemsDockは、将来薬となる可能性を
持つ化合物と生体内のターゲット分子
の間での相互作用を、効果的かつ実践的に、
バーチャルにスクリーニングする目的で
作られました。
 
 このオンラインシステムを使用すると、
その新薬候補の化合物が体内の分子と
どのように「ドッキング」するか、
すなわち、どのように結合するかを
予測することができます。
 
 systemsDockを開発するにあたり、
研究者はこのドッキング予測の精度を
大幅に改良しました。
 
 このドッキング予測技術こそ、
薬剤と生物分子の間の相互作用を予測する
ために必要不可欠な技術なのです。
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 素晴らしい。
 しかも、誰でもインタネット上で
利用することが出来る。
 
 
>シーン博士は強調します。
 
>「systemsDockは、 薬剤を開発する
>ためにかかる時間やリソースを
>削減しつつ、新薬として有望な化合物を
>発見することができます。
 
>また、エラーが生じる確率を低減でき、
>薬剤開発プロセス全体にとっての利益
>となるのです。」
 
 薬剤開発にとって有用なツールと
なると素晴らしいですね。

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2016年8月13日 (土)

高圧氷に新たな秩序状態を発見~ 氷の五大未解決問題の一つを解決 ~

平成28年7月4日
東京大学 大学院理学系研究科・理学部
一般財団法人総合科学研究機構
国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
J-PARCセンター
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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発表のポイント
 
○大強度陽子加速器施設 (J-PARC) 、
 物質・生命科学研究施設 (MLF) にある
 超高圧中性子回折装置PLANETを用いて
 低温高圧下で存在する氷XV相の
 直接観察に成功した。
 
○その結果、氷XV相は異なる水素配置が
 混合した“部分秩序状態”にあることを
 初めて明らかにし、氷研究における
 五大未解決問題の一つを解決した。
 
○発見した部分秩序状態は、
 氷XV相だけでなく他の形の氷でも
 発見される可能性があり、
 氷の多様性の理解に新たな視点を
 与えるものである。
 
 
-----
発表概要
 
 我々の身の回りでもっとも身近な結晶
とも言える氷ですが、今でも解決されて
いない多くの研究課題があります。
 
 氷には17種類もの多形
(異なる構造の氷) があることが知られて
いますが、高圧低温状態で現れるとされる
氷XV相の構造と性質には多くの矛盾があり、
氷の未解決問題の一つとなっていました。
 
 東京大学大学院理学系研究科
小松一生准教授、鍵裕之教授らの
研究グループは日本原子力研究開発機構
J-PARCセンター、
総合科学研究機構 中性子科学センター
との共同研究で氷XV相の低温高圧下で
中性子回折の直接観察を行い、
氷XV相が異なる水素配置を持つ
複数のドメインからなる部分秩序相
であることを明らかにしました。
 
 この結果は氷XV相に関する過去の研究の
矛盾点を解消でき、
さらに、氷の多形において秩序相、
無秩序相に加え、部分秩序相という
第3の状態を考慮に入れる必要があること
を示唆するもので、氷研究における
パラダイムシフトとなる可能性が
あります。
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 「氷の五大未解決問題の一つを解決 」
だそうです。
 未解決問題、いろいろありますね。
 
 
>本研究は、氷の構造の認識に
>新たな視点を与え、氷という最も身近で
>最も奇妙な物質の理解に大きく貢献する
>ものです。
 
 氷は、最も身近で最も奇妙な物質なんだ
そうです。
 
 未知なものが限りなくある。
ということは、科学の探求する対象も
又、限りなくあるということですね。

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2016年8月12日 (金)

髄鞘形成に関わる新規分子機構の発見 ~コンドロイチン硫酸鎖の新たな役割~

2016年07月22日
NIBB 基礎生物学研究所
プレスリリース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 基礎生物学研究所 統合神経生物学
研究部門ではこれまで、
タンパク質チロシンホスファターゼに
属するPTPRZが脱髄疾患(多発性硬化症)
や脳腫瘍(グリオーマ)に対する
創薬ターゲットになることを報告して
きました。
 
 コンドロイチン硫酸(CS)は、
膜タンパクや分泌タンパク分子に結合して、
プロテオグリカン(PG)と総称される
糖タンパク質として生体内に存在して
います。
 
 このコンドロイチン硫酸
プロテオグリカン(CSPG)は、
慢性化した多発性硬化症の脱髄巣や
脊髄損傷の損傷部位に蓄積し、
髄鞘や神経繊維の再生の妨げになることが
知られています。
 
 今回、同研究部門の久保山 和哉 研究員、
藤川 顕寛 研究員、野田 昌晴 教授らは、
髄鞘を形成するオリゴデンドロサイト
というグリア細胞の細胞分化を
制御しているPTPRZという酵素の
活性調節に、PTPRZに結合している
コンドロイチン硫酸鎖が関与していること
を明らかにしました。
 
 PTPRZのコンドロイチン硫酸鎖は、
PTPRZを活性化状態(単量体)に維持する
働きをしており、PTPRZの抑制性リガンド
分子であるプレイオトロフィンは、
コンドロイチン硫酸鎖と結合すること
によって、その働きを抑制することが
判りました。
 
 その結果、PTPRZは不活性化(2量体化)
し、オリゴデンドロサイトの分化を
促進するというメカニズムが明らかに
なりました。
 
 本成果は米国時間2016年7月21日に
米国生化学・分子生物学会誌
The Journal of Biological Chemistryに
掲載されました。
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 なかなか興味深い発見ですね。
 
 
>コンドロイチン硫酸は、慢性化した
>多発性硬化症などの脱髄疾患の脱髄巣や
>脊髄損傷の傷害部位に蓄積し、
>神経繊維や神経髄鞘の再生の妨げになる
>ことが判っています。
 
>そこで、コンドロチン硫酸鎖を除去、
>あるいはその性質や状態を変えること
>によって、神経再生を促すことを目指す
>糖鎖標的医薬が検討されています。
 
>今回の成果は、コンドロイチン硫酸
>によって髄鞘や神経の再生が損なわれる
>メカニズムの一端を説明していると
>考えられます。
 
>さらに今回の結果は、
>コンドロイチン硫酸鎖に結合して、
>その電荷を中和する化合物や天然物が
>再生医療に応用できる可能性を
>示唆しています。
 
 神経繊維や神経髄鞘の再生医療に
応用出来ると良いですね。
 期待したい。

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2016年8月11日 (木)

神経内科医が考えた相模原障害者施設殺傷事件 -ノーマライゼーションの教育の必要性-

Neurology 興味を持った「神経内科」論文
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
 なんでこんなことが起こるので
しょうか?
 
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 人間としての正しい有り様を,
子どもたちに教育する必要性を
多くの人は感じただろう.
 
 それが何かといえば,
 
 私は,昔,親や学校の先生から教わった
「身体の特徴とか,病気といった,
 自分の努力ではどうしようもないことを
 理由に,ひとを差別してはいけない」
ということであり,
 
「障害者と健常者とは,
 お互いが特別に区別されることなく,
 社会生活を共にするのが当たり前だ」
という「ノーマライゼーション」
の理念だと思う.
---------------------------------------
 
 同感です。
 
 障害があろうと、なかろうと、
能力的に劣っていても、そうでなくても、
全ての人は、平等に尊重される存在で
なくてはならないと思っています。
 
 多様な人が存在して初めてわかることが
あるのです。
 
 もっと広い心を持てるよう心がけ
なくては、と思います。
 
 そんな世界は、もっと平和で、
誰にとっても住みやすく、
素晴らしい世界になるはずです。

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化学反応ネットワークの新原理「限局則」を発見~酵素変化に対する応答の範囲は構造で決まる~

平成28年7月21日
理化学研究所
科学技術振興機構(JST)
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 理化学研究所(理研) 望月理論生物学
研究室の岡田 崇 特別研究員と
望月 敦史 主任研究員
(理論科学連携研究推進グループ
 階層縦断型基礎物理学研究チーム
 チームリーダー)の研究チームは、
生体内でみられる化学反応系の酵素変化に
対する応答の範囲がネットワークの局所的
な形だけから決まるという新原理
(以下、「限局則」)を理論的に証明
 しました。
 
 生体内で起こる化学反応は連鎖的に
つながり、ネットワークを形成して
います。
 
 このシステム全体のダイナミクスから
細胞の生理機能が生まれ、さらに反応を
つかさどる酵素の量や活性が変化すること
で、生理機能の調節が行われると
考えられています。
 
 これまで、化学反応系のダイナミクスや
調節機能を理解する目的で、各酵素の量や
活性に撹乱を与え、化学物質の濃度変化を
測定する摂動実験が行われてきました。
 
 しかし、ネットワークから化学反応系を
合理的に理解することはほとんどできて
いませんでした。
 
 研究チームは今回、
化学反応ネットワークの構造だけから、
酵素の量や活性が変化したときの
化学反応系の応答を定性的に予測する
数理理論を構築しました。
 
 その結果、酵素変化に対する
化学反応系の応答の範囲が、
ネットワークの局所的な形だけから
決まることを数学的に証明しました。
 
 ネットワーク中の部分構造に含まれる、
分子、反応、ループ構造の数が、
ある簡単な算術式を満たしていると、
その部分構造は「限局構造」となること、
つまり構造の内部に与えられた
摂動の影響は、その内部のみに留まり
外部には伝わらないことを発見し、
証明しました。
 
 ネットワークの部分構造だけで
化学反応系の振る舞いを決定できる
「限局則」は、生命システムを解明する上
で有力な手段になります。
 
 例えば、ネットワークの形さえ
分かっていれば、そのシステムが
酵素変化に対してどのような応答をするか、
すぐに予測できます。
 
 さらにデータベース上の
ネットワーク情報と摂動応答実験の結果を
比べて不整合を発見し、未知の反応の存在
を予測することも可能です。
 
 また、酵素の摂動をその内側で吸収して
外に伝えない限局構造は、生命システムに
頑健性注1)を与える構造として
進化してきた可能性があり、
複雑な生命システムの進化的起源を
理解する手掛かりになるかもしれません。
 
 本研究は科学技術振興機構(JST)
戦略的創造研究推進事業(CREST)
「生命動態の理解と制御のための基盤技術
 の創出」の一環として行われ、
成果は米国の科学雑誌
『Physical Review
 Letters』に掲載されるのに
先立ち、オンライン版
(7月20日付け:日本時間7月21日)
に掲載される予定です。
---------------------------------------
 
 「限局則」ね~、面白いです。
 
 
>化学反応系の振る舞いについて、
>ネットワークの形、
>しかも局所的な形だけから決定できる
>この理論は、多様な生命現象への応用や
>さまざまな方向への発展の可能性が
>あります。
 
>第一に、さまざまな化学反応系の
>酵素変化に対する応答を、
>ネットワークの形を見ただけで
>すぐ予測できます。
 
>現在、さまざまな生命現象に対し、
>生体分子とそれらの関係性から
>ダイナミクスを理解しようとする研究が
>盛んに行われています。
 
>この理論は、そのような分野を
>進展させる基本指針となると
>考えられます。
 
>第二に、部分構造だけで条件が決まる
>限局則は、無数の化学反応が
>つながり未知の反応を含みうる、
>実際の生命システムを解明する上で
>強力なツールとなりえます。
 
>データベースの情報に基づく
>限局構造と、実際の摂動応答実験の結果
>とが一致しなければ、
>それは未知の反応や制御の存在を
>意味します。
 
>理論と実験との比較を繰り返すことで、
>真のネットワークを決めていくことが
>できます。
 
>第三に、限局構造とは、
>酵素の量や活性の変動の影響を
>その内部で吸収し、
>外に伝えない構造です。
 
>化学反応システムの頑健性の起源だと
>捉えることができます。
>例えばバクテリアの中心代謝系は、
>そのような防御構造を何重にも
>入れ子に備えた、大変に頑健性のある
>システムだといえるでしょう。
 
>限局構造を手掛かりに、
>生命の複雑なネットワークシステムの
>進化的起源を理解することが
>できるかもしれません。
 
 興味深い理論ですね。
 今後の発展に期待したい。

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2016年8月10日 (水)

従来の10億分の1のエネルギーで動く分子センサを開発~肺がんマーカーなどの携帯型の健康センサに適用可能~

平成28年7月20日
科学技術振興機構(JST)
九州大学
慶應義塾大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○化学物質を電気的に検出する
 一般的なガスセンサは大きなエネルギー
 を消費している。
 
○ナノスケールで熱を時間・空間制御する
 ことにより、従来の10億分の1の
 微小なエネルギーで動く分子センサの
 開発に世界に先駆けて成功した。
 
○本センサ技術により化学物質を
 モバイル機器で検知するなど
 新たな利用が期待される。
 
 
-----
 九州大学 先導物質化学研究所の
柳田 剛 教授らの研究グループは、
従来の10億分の1のエネルギー
(pJ:ピコジュール注1))で
駆動する分子センサを世界に先駆けて
開発しました。
 
 従来のガスセンサでは、
その消費エネルギーが極めて大きく
(~mJ:ミリジュール)、
センサエレクトロニクス応用は困難であり、
より少ない消費エネルギーで駆動する
高感度な分子センサの開発が来たる
IoT(モノのインターネット)注2)
社会に向けて強く望まれていました。
 
 本研究グループは、ナノスケール領域
における熱を時間・空間的に制御する
という新しい概念をナノ分子センサに
導入することで、開発に成功しました。
 
 本分子センサデバイスは、我々の健康に
関連した揮発性化学物質をモバイル機器で
検知する新しい技術へと発展し、
集めた化学物質データをビッグデータ
として活用する新しいビジネス展開も
期待されます。
 
 本研究は、慶應義塾大学 理工学部の
内田 建 教授と共同で行ったものです。
 
 本研究成果は、2016年7月19日に
米国化学会誌
「ACS Sensors」に
掲載されました。
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>従来の10億分の1の微小なエネルギー
>で動く分子センサの開発に
>世界に先駆けて成功した。
 と言うのは、スゴイですね。
 
 
>本研究で提案・実証した分子センサは、
>我々の健康状態に関連した
>揮発性化学物質を、従来のような
>検査装置がある場所に行くことなく、
>身の回りの電子デバイスに組み込む
>可能性を開き、場所を選ばず、
>簡便かつ高感度に検知・収集する
>新しい科学技術へと発展することが
>期待されます。
 
>具体的にはより複雑な分子構造を
>電流検知することを可能とし、
>危険物質の検出や肺がんマーカー分子
>などの電流検出へと展開を見据えて
>います。
 
>さらに、将来のIoT社会で
>モバイル機器などから収集された
>化学物質のビッグデータを
>活用する展開が想定されます。
 
 期待したい。

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2016年8月 9日 (火)

分子モーターの「バックギア」を解明-細胞分裂をつかさどるキネシンが微小管を逆走する仕組み-

2016年7月22日
理化学研究所
東京大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 生きものの特徴の一つは、「動く」こと
です。
 
 動物はもちろん、一見動いていない
ように見える植物でも、細胞の中では
さまざまな分子が動き回っています。
 
 これらのマクロな動きやミクロな動きは、
化学反応のエネルギーを運動エネルギーに
変換する特別なタンパク質、
「分子モーター」によって支えられて
います。
 
 分子モーターの一種キネシン
(kinesin: 運動、分裂をさすkinesisより)
は、哺乳類では45種類見つかっており、
細胞内の運び屋として中心的な役割を
担っています。
 
 例えば神経細胞は、軸索を含めた細胞の
長さが1mにもなる場合があります。
 
 軸索の中では、「微小管」と呼ばれる
タンパク質でできたレールの上を
キネシンが移動して、必要な分子を
シナプスの先端まで運んでいるのです。
 
 またキネシンは、細胞が分裂するとき
にも大事な役割があります。
 
 細胞分裂では、微小管が集まってできた
紡錘体が、染色体を正しく娘細胞に
分配します。
 
 このときキネシンは、微小管を正しく
並べたり、染色体の移動を牽引したり
しています。
 
 微小管は「プラス端」と「マイナス端」
という方向性を持ち、ほとんどの
キネシンはプラス端側に動きます。
 
 しかしごく少数のキネシンは、
この一方通行のレールをマイナス端側に
逆走できます。
 
 細胞分裂では、これら2種類の
キネシンが共同して働くことで、
染色体の整列が可能になります。
 
 これまで、プラス端側に動くキネシンの
駆動メカニズムはよく調べられて
いましたが、逆向きへ動くキネシンの
分子メカニズムはほとんど分かって
いませんでした。
 
 理研と東京大学の共同研究グループは、
キネシンタンパク質を構成する
たった5つのアミノ酸配列が、
動く方向を切り替える働きをしている
ことを突き止めました。
 
 さらに、クライオ電子顕微鏡と呼ばれる
特殊な電子顕微鏡と、X線結晶解析による
立体構造解析を駆使し、
キネシンタンパク質の動きを逆転させる
仕組みを解明しました(図参照)。
 
 アミノ酸配列のわずかな違いで
「バックギア」を進化させた生命の
巧妙な戦略には、感心するばかりです。
 
 分子モーターの構造・機能をさらに深く
知ることができれば、ミクロの世界で
自由自在に動くナノマシンの実現も
夢ではないかもしれません。
 
 
---------------------------------------
 
 分子モーターと言われているものです。
 
 関連投稿です。
 
>ダイニンは細胞の中心方向へ、
>キネシンは細胞の周辺方向へと運ぶ
>役割分担があり、完璧ともいえる
>物質輸送システムが成り立っている。
 
 
 今回はキネシンに関するものです。
 どちらも重要なものです。
 
>今回の成果は、細胞分裂における
>染色体分配の分子メカニズムの解明、
>特に染色体分配時に形成される
>紡錘体の形成メカニズムの解明に
>大きく貢献する成果です。
 
>また、細胞分裂を制御するキネシン-14
>の高分解能構造解析は、それに結合する
>化合物のスクリーニングへと
>直接つながり、細胞分裂を制御する
>新たな抗がん剤設計への応用が
>期待できます。
 
>また、ナノマシンの設計戦略への応用
>も期待できます。
>同じ動力部を持ちながら方向性を
>制御できるナノマシンは、
>ドラッグデリバリーなどの
>新たな戦略として利用される日が
>くるかもしれません。
 
 期待しましょう。

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2016年8月 8日 (月)

極微細蛍光内視鏡イメージングシステムを商品化 ‐低侵襲で脳深部神経活動を可視化する‐

2016年7月19日
東北大学プレスリリース
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 東北大学大学院医学系研究科
小山内実准教授を中心とした
研究グループと株式会社ルシールが
共同で研究・開発した
「極微細蛍光内視鏡イメージングシステム
(Ultra-thin Fluorescence Endoscope
 Imaging System:U-FEIS)」
(特許出願中: 特願2016-071769)が
このほど商品化され、
株式会社ルシールより販売されます。
 
 U-FEISは低侵襲で実験動物の
脳の神経活動を簡便に可視化できる
システムであり、従来の顕微鏡では
見ることができなかった
脳深部のイメージングを低コストで
行うことができるシステムです。
 
 また、in vivo(生体内)研究
および臨床での利用場面を想定し、
小型化による可搬性を重視した設計と
なっており、今後脳の活動における
神経細胞のはたらきの解明、
及び単一細胞レベルでのがん細胞の
観察等に大きく貢献することが
期待されています。
 
 この U-FEIS は、平成28年7月20日から
開催される「第39回 日本神経科学大会」
の企業ブースで展示され、
主に大学等研究機関を中心に
株式会社ルシールより販売される
予定です。
 
 
---------------------------------------
 
 良さそうですね。
 
 最近イメージング技術が進んで来て
います。
 
 今回のものは商品化ということで
現場で即活躍が期待されます。
 
 
>がんの原因究明や治療薬の開発は
>もとより、その操作性や可搬性の
>高さから、臨床現場での即効的な
>がん診断への展開も考えられるほか、
>工業的な非破壊検査等、
>広範囲な応用が可能です。
 
 期待したい。

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2016年8月 7日 (日)

DNAを切らずに書き換える新たなゲノム編集技術「Target-AID」の開発に成功

2016年08月05日 神戸大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 神戸大学大学院科学技術イノベーション
研究科の西田敬二特命准教授
・近藤昭彦教授と、東京大学先端科学技術
研究センターの谷内江望准教授、静岡県立
大学食品栄養科学部環境生命科学科の
原清敬准教授らの研究グループは、
DNAを切らずに書き換える
新たなゲノム編集技術「Target-AID」の
開発に成功しました。
 
 これまでのゲノム編集技術の課題を
解決する手法であり、高度な
ゲノム編集操作を可能とし、
有用生物の育種から疾患研究、
創薬開発などを加速させる強力なツール
を提供すると共に、将来的には新たな
遺伝子治療手法としての応用も
期待されます。
 
 この研究成果は、8月5日(日本時間)に
「Science」にオンライン掲載
されました。
 
 様々な生物のゲノム情報を直接操作し、
かつ人工的な配列を残さない
ゲノム編集技術は、近年著しい進歩を
遂げており、生命科学全般から
先進医療分野にまで至る革命的なツール
となりつつあります。
 
 非常に有効な手法として知られている
「人工ヌクレアーゼ※1」を利用した
ゲノム編集技術は、標的とする部位
においてDNAを切断し、
DNAが修復する際に、目的の遺伝子が
改変されることを期待するものです。
 
 この手法は、遺伝子操作が困難であった
生物材料においても非常に有効であること
から、動物や植物などの高等真核生物を
中心に導入が進んでいます。
 
 一方で、切断されたDNAの修復過程で、
意図した改変が起こるとは限らない
不確実性や、染色体の切断による
細胞毒性※2が大きな課題でした。
 
 本研究では、人工ヌクレアーゼを
利用した技術である「CRISPRシステム」
から、ヌクレアーゼ活性を除去したものに、
脱アミノ化酵素であるデアミナーゼを
付加した人工酵素複合体(図1)を
構築し、酵母および動物細胞の中で
発現させることで、狙った点変異※3を
高効率に導入して遺伝子機能を
改変できることを実証しました(図2)。
 
 また、DNAを切断せずに改変することで、
従来のヌクレアーゼ型に比べて、
細胞毒性が大幅に低減していることも
確認できました
 
 本技術により、細胞に大きな負担を
かけない形で、効率よく意図した改変を
行えることから、より高度で多様な
ゲノム編集操作を実現することが
できます。
 
 有用生物の育種から疾患研究、
創薬開発などを加速させる強力なツール
となり、将来的には、
新たな遺伝子治療手法としての応用も
期待されます。
---------------------------------------
 
 遺伝子改変技術としてはCRISPR-Cas9が
有名ですが、今回の技術は、
 
>DNAを切断せずに改変することで、
>従来のヌクレアーゼ型に比べて、
>細胞毒性が大幅に低減していることも
>確認できました。
 と言っています。
 
 遺伝子改変技術としては、
出来るだけ安全なものであって欲しい
ですね。
 
 研究は活発ですから、いろいろ
出てきますが、
今回のものは良さそうです。
 
>本技術により、細胞に大きな負担を
>かけない形で、効率よく意図した
>改変を行えることから、
>より高度で多様なゲノム編集操作を
>実現することができます。
 
>有用生物の育種から疾患研究、
>創薬開発などを加速させる
>強力なツールとなり、
>将来的には、新たな遺伝子治療手法
>としての応用も期待されます。
 
 期待したい。

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2016年8月 6日 (土)

マイクロRNAによる脊髄小脳失調症の遺伝子治療

2016/08/04
東京大学医科学研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
既に投稿済みの内容ですが、
東京大学医科学研究所から発表
されたようなので、再度投稿します。
 
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 東京大学医科学研究所
遺伝子・細胞治療センターの
村松慎一特任教授とシカゴ大学の
国際共同研究グループは、
運動機能が障害される遺伝性神経難病の
脊髄小脳失調症6型に対する
新しい遺伝子治療法をマウスにおいて
開発しました。
 
 この神経難病に特徴的なマイクロRNA
(miRNA、短いRNAの一種)により、
この病気の発症に関連するタンパク質の
産生のみを抑えます。
 
 脊髄小脳失調症は、小脳の神経細胞が
徐々に脱落し運動機能が障害される
神経難病です。
 
 この難病の原因遺伝子として
現在までに、40以上の遺伝子が同定されて
いますが、未だに根本的な治療法は
ありません。
 
 遺伝性の脊髄小脳失調症のうち、
日本で2番目に多い脊髄小脳失調症6型は、
神経細胞の活動に必要な
カルシウムチャネル(αA1)の遺伝子
(CACNA1A遺伝子)の塩基配列の一部が
異常に長くなることにより発症します。
 
 2013年にシカゴ大学の研究グループは、
「CACNA1A遺伝子からはαA1だけでなく、
α1ACTという別のタンパク質も
作られること」、
「このα1ACTこそが神経細胞に障害を
起こす原因であること」を報告しました。
 
 今回、研究グループは、有害なα1ACTが
作られないようにする新しい遺伝子治療法
を開発しました。
 
 最初に、研究グループはCACNA1A遺伝子
のメッセンジャーRNAから
α1ACT タンパク質への翻訳のみを抑える
働きがあるmiRNA配列を見出しました。
 
 神経細胞に効率よく遺伝子を運ぶことの
できる改良型アデノ随伴ウイルスベクター
にこのmiRNAを挿入し、脊髄小脳失調症6型
の症状を示すマウスに投与すると、
神経細胞の脱落が抑制され運動機能が
改善されることを示しました。
 
 「最近、癌、代謝性疾患、炎症性疾患
において、さまざまなmiRNAの治療可能性
が示されています。
 
 私たちは以前に、球脊髄性筋萎縮症
という別の神経難病のモデルマウス
に対しても、
改良型アデノ随伴ウイルスベクターを
使用してmiRNAを神経細胞に届ける治療法
が有効であることを報告しています」
と村松特任教授は説明します。
 
 「私たちの開発した
改良型アデノ随伴ウイルスベクターは
脊髄腔内に投与することにより、
サルやブタでも脳と脊髄における
広範な領域の神経細胞に遺伝子を
届けることができます。
 
 今後、臨床応用を目指して研究を
続けます」と展望を話します。
 
 なお、本成果はシカゴ大学神経内科学の
宮崎雄医師、クリストファー・ゴメス
(Christopher M. Gomez)教授らとの
共同研究によって得られたものです。
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 素晴らしい。
 miRNAを介した治療法有効そうです。
 
 なかなか有効な治療法が出てこない
中で、嬉しいニュースです。
 
 
>私たちの開発した
>改良型アデノ随伴ウイルスベクターは
>脊髄腔内に投与することにより、
>サルやブタでも脳と脊髄における
>広範な領域の神経細胞に遺伝子を
>届けることができます。
>今後、臨床応用を目指して研究を
>続けます
 
 早く人への治験まで進むと良いですね。
 大いに期待したい。
 
>最近、癌、代謝性疾患、炎症性疾患
>において、さまざまなmiRNAの
>治療可能性が示されています。
 と言っています。
 
 最近のいろいろな研究でも、出てきて
います。

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2016年8月 5日 (金)

治療が難しいと考えられてきた慢性期脊髄損傷 神経幹細胞移植とリハビリテーションの併用が効果的

2016/08/03
慶應義塾大学医学部
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 慶應義塾大学医学部の脊髄損傷治療研究
グループ
(整形外科学教室(中村雅也教授)、
 生理学教室(岡野栄之教授)、
 リハビリテーション医学教室
 (里宇明元教授))では、
これまで神経幹細胞移植単独では
機能回復が得られないとされていた
慢性期脊髄損傷に対して、適切な
リハビリテーションを併用することで
機能回復が相加的・相乗的に促進される
ことを明らかにしました。
 
 脊髄損傷の後遺症に苦しむ患者は、
受傷後から時間が経った慢性期に
多く見られます。
 
 脊髄損傷に対する神経幹細胞移植の
効果は、受傷後間もない
急性期~亜急性期(受傷後数週間以内)を
中心に報告されてきましたが、
慢性期では細胞移植単独では効果がない
と考えられており、亜急性期を逃すと
神経幹細胞移植は行えない、
あるいは行っても効果が得られないこと
が懸念されてきました。
 
 本研究グループは世界で初めて、
マウス慢性期脊髄損傷モデルに対する
神経幹細胞移植と歩行訓練の併用療法が、
相加的・相乗的効果によって
有意な運動機能回復を導くことを
明らかにしました。
 
 受傷後長時間が経過していても、
細胞移植にリハビリテーションを併用する
ことによって機能回復が期待できること
を示した本研究は、脊髄損傷に対する
再生医療の新しい扉を開くものであると
言えます。
 
 本研究成果は、2016年8月3日
(英国時間)の科学専門誌
「Scientific Reports」誌の
オンライン版に掲載されました。
 
プレスリリース全文は、以下を
ご覧下さい。
 
---------------------------------------
 
 素晴らしい。
 
 
>受傷後長時間が経過していても、
>細胞移植にリハビリテーションを
>併用することによって機能回復が
>期待できることを示した本研究は、
>脊髄損傷に対する再生医療の
>新しい扉を開くものであると
>言えます。
 
 実績を積み上げて、人に対しても効果が
あることを実証し、実際の治療法として
確立して貰いたい。
 
 大いに期待しています。

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2016年8月 4日 (木)

組織の再生における線維芽細胞増殖因子(Fgf)シグナルの働きを解明―ほ乳類の手足の再生に手がかり―

2016.07.19 東京工業大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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要点
 
○私たちほ乳類は手足などの器官を
 再生することはできないが、
 一部の両生類や魚類は、四肢やヒレを
 失っても元通りに再生できる。
 
○このような大がかりな器官そのものの
 再生を可能にしている
 線維芽細胞増殖因子(Fgf)シグナル
 [用語1]の働きを解明した。
 
○まず傷ついた上皮で活性化される
 上皮Fgfが、未分化細胞
 (再生芽[用語2])を切断面に誘導し、
 さらに再生芽で活性化される
 別のFgfが細胞増殖を促すという
 2段階の働きで再生が進むことを
 突き止めた。
 
 
-----
概要
 
 東京工業大学生命理工学院の
柴田恵里大学院生と川上厚志准教授らの
研究グループは、小型熱帯魚の
ゼブラフィッシュのヒレをモデルとした
再生メカニズムの研究から、
組織再生におけるFgfの働きには、
再生芽を誘導する上皮Fgfと、
細胞増殖を活性化する再生芽Fgfの2つが
あり、これらが協調することで、
組織再生が進むことを解明した。
 
 組織再生にFgfシグナルが必要なことは
知られていたが、どのような役割を
果たしているのか不明であった。
 
 本研究は、20以上あるFgfのうち、
再生初期に上皮に発現するFgf20aが
間充織細胞[用語3]を再生芽へと誘導し、
次に、再生芽が形成されると、
Fgf3などの再生芽Fgfが細胞増殖を
活性化することを解明した。
 
 この成果は、ほ乳類の手足再生を
実現するための重要な手がかりとなる
ことが期待される。
 
 研究成果は、英国の生命科学誌
「ディベロップメント(Development)」
のオンライン版に2016年7月5日に
公開された。
 
 
プレスリリース
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 組織再生医療さらに進みそうです。
 
 
>本研究の結果、傷ついた上皮での
>Fgf20aの活性化が、再生芽を誘導する
>カギであることが明らかになった。
 
>上皮から始まり細胞増殖に至る
>Fgfの2段階の作用が、魚類などで
>組織再生を可能にしている重要な
>メカニズムの1つと考えられる。
 
>Fgf20もFgf3もすべての脊椎動物種に
>存在している。
 
>どのようにして傷ついた上皮が
>Fgf20a活性化を起こすのか?
>細胞増殖から、形態や機能の再生へと
>至る仕組みは?
>これらを解明していくことで、
>ヒトをはじめとするほ乳類での
>手足再生も現実的となることが
>期待される。
 
 期待しましょう。

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2016年8月 3日 (水)

熱を流すだけで金属が磁石になる現象を発見

平成28年7月26日
科学技術振興機構(JST)
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構
(WPI―AIMR)
東北大学 金属材料研究所
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○磁石の性質は熱の流れとは無関係で、
 温度を上げても下げても、磁石ではない
 金属が磁石になることはないと
 考えられていた。
 
○熱を流すだけで、磁石ではない金属が
 磁石に変わる現象を世界で初めて
 観測した。
 
○新しい磁化測定法として、電子のスピン
 を使った熱利用技術や省エネ社会の
 発展に貢献する。
 
 
-----
 JST 戦略的創造研究推進事業
において、東北大学 金属材料研究所の
ダジ・ホウ 研究員、
東北大学 原子分子材料科学高等研究機構
(WPI-AIMR)/金属材料研究所の
齊藤 英治 教授らは、
通常の状態では磁化注1)(磁石の性質)
を持たない金属が、熱を流すだけで
磁石の性質を示す現象を発見しました。
 
 金をはじめとする磁石ではない金属は、
温度を上げても下げても磁石になることは
ないと考えられていました。
 
 本研究グループは、
イットリウム鉄ガーネット(YIG)注2)
という磁石の上に金の薄膜を張り付け、
この試料の表と裏の間に温度勾配を作る
ことで、熱が流れている状態
(熱非平衡状態注3))にしました。
 
 試料に対して垂直に磁場を加えながら、
面に沿って金薄膜に電流を流し、
電流と直角の方向に付けた電極に生じる
ホール電圧注4)を測定しました。
 
 その結果、温度勾配に比例した大きさの
ホール電圧が金薄膜に生じることを
発見し、この現象を
「非平衡異常ホール効果」と命名しました。
 
 これは温度勾配によって金薄膜に
磁化が生じている証拠であり、
熱を流すだけで金属が磁石になることを
世界で初めて観測したことになります。
 
 この現象は、単位体積あたり
100万分の1電磁単位注5)という
極めて微弱な磁化を電気信号として
観測できることから、熱非平衡状態
での新しい磁化測定法として
利用できます。
 
 また、熱と磁化との関係の理解が深まる
ことで、熱を利用した
スピントロニクス注6)の研究が進み、
日常生活で捨てられている熱を削減
および利用する省エネ社会への貢献が
期待されます。
 
 本研究は、東北大学 金属材料研究所
/デルフト工科大学の
ゲリット・バウアー 教授らと共同で
行ったものです。
 
 本研究成果は、2016年7月26日
(英国時間)に英国科学誌
「Nature
  Communications」の
 オンライン版で公開されます。
---------------------------------------
 
 不思議です。
 
 
>非平衡異常ホール効果は、
>単位体積あたり100万分の1電磁単位
>という微小な磁化を電気信号として検出
>できるので、さまざまな材料における
>熱非平衡状態での磁化特性を評価
>および解明する新しい磁化測定法として
>利用できます。
 
>さらに、このような磁化測定法の確立
>による温度勾配(熱流)と磁化との関係
>の解明は、熱流を使った
>スピントロニクスの研究を加速させ、
>日常生活で捨てられている熱を
>削減および利用する省エネ社会の発展に
>貢献するものと考えられます。
 
 新しい磁化測定法としての利用
のみならず、熱流を使った
スピントロニクスの研究を加速させる
ことが出来ると素晴らしいですね。

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2016年8月 2日 (火)

虫歯菌の酵素からポリエチレンテレフタレートやナイロンを越える高耐熱性樹脂の開発に成功

平成28年7月29日
東京大学
科学技術振興機構(JST)
東京農工大学
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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ポイント
 
○虫歯菌が歯垢(バイオフィルム)を
 作る時の酵素を利用し、極めて珍しい
 高分子多糖類である完全直鎖状の
 α-1,3-グルカン(ポリマー)を
 試験管内で、酵素重合することに
 成功しました。
 
○ポリマーは水系・ワンポット合成
 により生産され、合成されたポリマーは
 水に不溶で容易に回収できることから
 環境にやさしく、さらに、合成速度が
 速く、反応温度と酵素濃度により
 自在にポリマーの分子量を制御すること
 も可能です。
 
○合成したポリマーは、簡単なエステル化
 により、ポリエチレンテレフタレート
 (PET)やナイロンよりも優れた
 熱的性質を持ち、フィルムや繊維にも
 成型加工が可能なことから、
 エンジニアリンプラスチックとして
 さまざまな分野での利用が
 期待されます。
 
 
-----
 虫歯菌が歯垢(バイオフィルム)注1)
を作る時の酵素を利用し、安価な
スクロースを原料として、試験管内で
水系・ワンポット合成注2)により、
極めて珍しい構造を有する完全直鎖状の
高分子多糖類(α-1,3-グルカン)の
合成に成功しました。
 
 反応温度などの条件を精査すること
により、分子量を70万以上にまで
向上させることが可能です。
 
 また、水に不溶なポリマーである
ことから、有機溶媒を用いた沈殿操作を
行うことなく、容易に生成物を回収する
ことができます。
 
 合成したポリマー自体は熱可塑性を
持ちませんが、簡単なエステル化注3)
により熱可塑性プラスチック注4)
としての性質を示し、フィルムや繊維にも
成型加工することができます。
 
 その熱的性質は石油合成ポリマー
であるポリエチレンテレフタレート
(PET)やナイロンよりも優れており、
今後、エンジニアリングプラスチック注5)
としてさまざまな分野での利用が
期待されます。
 
 本研究は、JST 戦略的創造研究推進
事業 先端的低炭素化技術開発
(ALCA)の一環として行われました。
---------------------------------------
 
 思わぬものから思いもよらなかった
ものが合成できましたね。
 
 熱可塑性を発現させることに
成功しました。
 というのが素晴らしい。
 
>今後は、高分子量ポリマーの
>大量合成法の確立を行うとともに、
>α-1,3-グルカン自体の経口可能な
>素材・医療材料などへの用途開発、
>誘導体を用いた高強度・高耐熱性など
>優れた性能を持つ射出成型品の開発を
>行う予定です。
 大量合成法の確立に期待したい。

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2016年8月 1日 (月)

骨溶かす場面、阪大が観察 骨粗しょう症関与の細胞

 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 骨粗しょう症や関節リウマチの発症に
関与する「破骨細胞」が生きたままの
マウスの体内で骨を溶かす場面を
リアルタイムで長時間観察することに
大阪大の菊田順一助教(免疫学)らの
チームが成功し、1日までに
米科学誌電子版に掲載された。
 
 チームは破骨細胞が骨を溶かす際に出す
酸と反応して光る物質を開発。
 
 これを生きた遺伝子改変マウスに注入し、
蛍光タンパク質の光と同時に検出できる
特殊な顕微鏡を使って、破骨細胞が
移動する状況だけでなく、骨を溶かす
場面も最大24時間程度観察できるように
した。
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 ライブイメージング。
 最近いろいろ出来るようになって
きました。
 
 新たな治療薬の開発に役立つと良い
ですね。

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ホルモンが肥満による感染の重症化を抑制 東京大学など

2016年7月30日 大学ジャーナル
 
詳細は、リンクを参照して下さい。
 
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 東京大学大学院医学系研究科の
正本庸介助教らの研究グループは、
東京理科大学、慶應義塾大学との
共同研究により、脂肪細胞から分泌される
ホルモン「アディポネクチン」が
感染を防ぐ白血球の増殖を高め、
肥満による細菌感染の重症化を抑制する
ことを発見した。
 
 今回の研究から、肥満症では感染を
防ぐための造血機構が十分に機能しない
ことが判明。
 
 また、アディポネクチンの作用が
不足すると造血異常が生じることが
明らかになり、新治療法の開発に
つながることが期待される。
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 肥満症ね~、なるほど。
 
 新治療法の開発につながると良い
ですね。

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