【物理学】アンテナのさらなる小型化 | Nature Communications | Nature Portfolio
次世代アンテナを現在の小型アンテナの100分の1まで小さくできる新しいアンテナ設計法を説明する論文が、今週掲載される。この新技術は、携帯無線通信システム（ウエアラブル電子装置、スマートフォン、生体埋め込み型アンテナ、生体注入型アンテナを含む）に応用できる可能性を秘めている。 従来のアンテナは、強固な金属構造体で、特定の波長の電磁波と共振するような大きさに設計されているため、小型化には限界がある。今回Nian Xiang Sunたちの研究グループが開発した新しいアンテナは、特定の波長ではなく、特定の周波数の電磁波と共振する膜であり、それによりアンテナの物理的大きさを劇的に小さくすることが可能となった。この膜は、振動によって磁化状態が変化する薄膜磁気電気材料でできており、音響振動と送受信する電磁波を結合した。 Sunたちは、この膜の形状を変化させることで膜の共振周波数を制御できることを発見し、
Nature ハイライト：類人猿の祖先の進化 | Nature | Nature Portfolio
今回発見された新種の絶滅類人猿Nyanzapithecus alesiの頭蓋標本（KNM-NP 59050）。 Credit: Fred Spoor Credit: Fred Spoor 中新世（2300万～530万年前）の地球は「猿の惑星」であり、30以上の属の、40以上の種の類人猿が存在していた。しかし、完全な頭蓋の証拠から得られた知見は極めて少なく、顔および口蓋以外の頭蓋要素から知られている種はわずかであり、ヒト族および現生類人猿の直接的な近縁種の頭蓋の状態に関する情報は限られている。こうした情報の欠如はアフリカで特に顕著で、1400万～1000万年前の頭蓋標本は1つも知られていない。I Nengoたちは今回、ケニアで出土した類人猿の幼体の頭蓋について報告している。この標本は1300万年前のもので、ニャンザピテクス属（Nyanzapithecus）の新種とされた。今回の証拠からは、こ
鳴禽類には遺伝的な音楽の好みがある | Nature Ecology & Evolution | Nature Portfolio
2種のヒタキ科鳥類に関する今週の掲載論文によれば、鳴禽類が若いうちに鳥のさえずりの違いを聞き分ける能力は、遺伝的に決定付けられているのだという。 鳴禽類は、同種と近縁種のさえずりをヒナのうちから聞き分ける。しかし、さえずりの聞き分けの背後にあるメカニズムは知られておらず、ヒナの時期の経験や母鳥の影響、遺伝的背景など、さまざまな要因の寄与が考えられる。 David WheatcroftとAnna Qvarnstromは、マダラヒタキとシロエリヒタキの巣の胚を交換した。この2種は、バルト海のエーランド島にみられる鳴禽類である。著者たちは、ヒナが、同種でない鳥の成体に育てられた場合であっても、自分自身の種のさえずりの方に強く反応することを発見した。このことは、ヒナの時期のさえずりの聞き分けがヒナの時期に聞いたさえずりに依存するわけではないことを示唆している。次に著者たちは、その2種を交雑させて雑
【遺伝】母系世襲による権力継承が行われていた初期の複雑な社会 | Nature Communications | Nature Portfolio
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卵子2つから作られた「二母性マウス」が誕生！ | 特集記事 | Nature Careers | Nature Portfolio
ほ乳類には、雄と雌の2つの性がある。生物学者は、その理由を「多様な遺伝子の組み合わせをもつ方が生存に有利だから」、「細菌やウイルスなどの有害遺伝子を排除するため」などと説明してきたが、いずれも確証は得られていない。このほど、東京農業大学応用生物科学部バイオサイエンス学科の河野友宏教授は、有性生殖の進化やその制御メカニズムを解く鍵になると思われる大きな成果をあげた。精子を使わず卵子２つから、確実にマウスを誕生させることに成功したのである。 ほ乳類では、雄の精子と雌の卵子が受精して、両者のゲノムからなる2倍体の次世代が誕生する。つまり、子はその遺伝子を、父親と母親から等しく半分ずつ譲り受けることになる。ただし、その発生過程では、精子からの遺伝子と卵子からの遺伝子がまったく同じようにはたらくわけではない。ある特定の遺伝子は、精子からのものだけ、あるいは、卵子からのものだけが使われる。このとき、使
都市圏量子テレポーテーションに向けての第一歩 | Nature Photonics | Nature Portfolio
合肥（中国）とカルガリー（カナダ）において数キロメートルの光ファイバーネットワーク上で量子テレポーテーション（光子にエンコードされた量子情報をある場所から別の場所へと遠隔転送すること）が実証されたことを報告する2報の論文が、今週のオンライン版で発表される。独立して実施されたこれらの研究は、大都市圏ネットワーク上での量子テレポーテーションが技術的に実現可能であることを示しており、例えば量子インターネットなど、将来の都市規模の量子技術や量子通信ネットワークに向けて道を開くものである。 光ファイバーネットワーク上での量子テレポーテーションによって、インターネット接続のセキュリティーと強度が大いに改善される可能性がある。しかし、光ファイバーネットワークを用いる長距離量子テレポーテーションは、独立した光源を必要とし、これが技術的な課題となっている。つまり、ある光源からの光ビームは、変化する環境を経て
Nature ハイライト：珍渦虫類の謎を解く | Nature | Nature Portfolio
分類学：珍渦虫類の謎を解く 2016年2月4日 Nature 530, 7588 珍渦虫類は深海に生息する平たい蠕虫だが、集中型の神経系も、体腔や肛門、生殖器官も持っておらず、このことが珍渦虫類の分類上の位置や進化史の解明を難しくしている。体の構造は単純だが、珍渦虫類には、ヒトを含む動物群である新口動物の一員であるように見える特徴もある。もし珍渦虫類が新口動物だとすれば、その構造の単純さは、珍渦虫類でのみボディープランが大幅に単純化されたか、もしくは、多様な新口動物群がそれぞれ独立に新口動物の多くの重要な特徴を獲得したことを意味する。今週号には、珍渦虫類の異なる側面に取り組んだ2つの研究が報告されており、それらの成果は総合すると、この研究領域を一歩前進させるものである。珍渦虫類はすでに大西洋で2種見つかっているが、G Rouseたちは今回、東部太平洋で深海性の新種を4種発見したことを報告し
杉本 慶子氏、岩瀬 哲氏、池内 桃子氏：植物細胞の“分化の逆戻り”を制御する仕組みを発見 | 著者インタビュー | Nature Plants | Nature Portfolio
植物細胞の“分化の逆戻り”を制御する仕組みを発見 杉本 慶子、岩瀬 哲、池内 桃子 2015年7月号掲載 植物細胞は高い再生力を持つ。つまり、すでに分化を終えて成熟した細胞であっても、未分化な状態に戻り（脱分化）、新しい植物体を作ることができる。一方で、植物体が安定して存在するためには、細胞が勝手に未分化状態に逆戻りしてしまわないような仕組みも備わっているはずだ。理化学研究所の杉本慶子チームリーダーたちは、世界で初めて、この仕組みの必要性を実証し、脱分化の抑制機構を解明した。 ―― 植物と動物では、再生能力に大きな違いがあるのですね。 杉本氏： そうなのです。植物は再生能力が高く、例えば葉っぱに傷をつけると、そこにカルスという細胞の集まりが形成され、その中から組織が再生されていきます。1つの細胞が、体をつくるすべての細胞を作る能力を持っていることを「分化全能性」と言います。 哺乳動物におけ
インフルエンザの次世代経鼻ワクチンを開発中 | 特集記事 | Nature Careers | Nature Portfolio
インフルエンザの次世代経鼻ワクチンを開発中 2015年2月26日 国立感染症研究所感染病理部 長谷川秀樹部長 「わざわざインフルエンザワクチンを接種したのに、インフルエンザにかかってしまった」という声を聞いたことはないだろうか。風疹や麻疹に代表されるように、ワクチンを打てば、ほとんどの人が一生その感染症にかからないと思われがちだが、インフルエンザに関してはそうはいかない。現在のインフルエンザワクチンはインフルエンザにかからないためのものではなく、重症化させないことが目的とされている。これは、インフルエンザウイルスは種類が多く、変異が激しいため、また急性の感染症でそれにワクチンが対応できないからだ。インフルエンザワクチンの候補株は1年前の予測に基づいて決められており、予測がはずれたときやウイルスが大きく変異した場合には効果が落ちることもある。もちろん流行株を予測できない新型インフルエンザは現
Nature ハイライト：発達障害に関連する遺伝子 | Nature | Nature Portfolio
ゲノミクス：発達障害に関連する遺伝子 2015年3月12日 Nature 519, 7542 最近まで、単一遺伝子疾患の遺伝的原因は主に表現型を介して発見されてきた。しかし、原因が遺伝的なものと考えられる重度発達障害のあらゆる小児患者の半数近くは、遺伝的診断が確定していない。今回、発達障害解読（DDD）プロジェクトは、遺伝的診断が確定していない重度発達障害の小児1133人とその親たちについて、英国全体の規模で行った系統的な遺伝解析結果を報告している。エキソーム塩基配列解読法とアレイを基盤とする染色体再編成の検出から、これまでに知られていなかった12個の発達障害遺伝子が明らかになり、これにより診断が可能になる小児の割合が10％増加した。
Nature ハイライト：細菌による侵入ウイルス認識 | Nature | Nature Portfolio
免疫学：細菌による侵入ウイルス認識 2015年3月12日 Nature 519, 7542 細菌にも免疫記憶があるかもしれないという、以前なら奇抜と思われた考えが事実として受け入れられるようになったのは、CRISPR–Cas遺伝子座が、ファージの短い塩基配列、すなわちスペーサーを獲得して迅速に進化することが分かったからである。こうした配列はCRISPRリピート配列の間に組み込まれ、ファージ感染の記録となる。これらのスペーサーは転写されて小型のCRISPR RNA（crRNA）となり、侵入してくるウイルスのDNAを標的とするのに使われる。今回2つの研究グループが、侵入したウイルスに関するDNA記憶を細菌が作り出す仕組みの詳細を分子レベルで明らかにしている。J Doudnaたちは、大腸菌（Escherichia coli）由来の精製したCas1–Cas2複合体が、レトロウイルスのインテグラーゼ
Nature ハイライト：Notumタンパク質のカルボキシルエステラーゼ活性 | Nature | Nature Portfolio
細胞生物学：Notumタンパク質のカルボキシルエステラーゼ活性 2015年3月12日 Nature 519, 7542 分泌タンパク質のNotumは、Wntシグナル伝達経路のフィードバック抑制因子であり、プラナリアからヒトまで大半の後生動物に存在する。Notumは、ヘパラン硫酸プロテオグリカン（グリピカン）を標的とするホスホリパーゼとして作用すると考えられてきたが、Wntリガンドに対する特異性を発揮する仕組みについては不明だった。今回J Vincentたちは、Notumが細胞外カルボキシルエステラーゼとして働き、Wntタンパク質から必須の脂質部分を取り除くという新規の生化学活性を報告している。Notumのグリピカンとの相互作用は、これまで考えられていたような酵素–基質相互作用のためではなく、細胞表面に局在するために必要であることが明らかになった。このNotumの働きは、Wntシグナル伝達の
Nature ハイライト：大きな細胞集団の進化動態 | Nature | Nature Portfolio
実験進化学：大きな細胞集団の進化動態 2015年3月12日 Nature 519, 7542 細菌や真菌、寄生生物、がんなどの大きな無性細胞集団が進化する際の動態は、競合する系統が多数関与しているため、まだよく解明されていない。そのような動態を調べるため、S Levyたちは、出芽酵母（Saccharomyces cerevisiae）で塩基配列解読に基づく超高分解能の系統追跡システムを構築し、それを用いて約50万系統の相対頻度を同時に追跡した。その結果、個々の変異はランダムに生じるが、集団全体としての初期の動態は、集団サイズと変異率分布がそれぞれ適応度に及ぼす影響の結果として予測可能であり、再現性も極めて高いことが分かった。
Nature ハイライト：人類の時代：人新世（Anthropocene）を定義する | Nature | Nature Portfolio
Cover Story：人類の時代：人新世（Anthropocene）を定義する 2015年3月12日 Nature 519, 7542 完新世はすでに終結し、人類が優占する新たな地質年代「人新世（Anthropocene）」が始まっているという考え方については、盛んに議論されている。人新世がいつ始まったと思われるのか、それについての正式な見解の一致にはまだ至っておらず、人新世を正式な地質年代単位としてその始期を規定するには、層序学的な媒体に記録されている地球の状態中に、時代の移行を示す全球的なマーカーを据えなければならない。S Lewis とM Maslinは今回、地質記録中の人類によって残されたことが明らかな痕跡を、新たな年代の承認に必要な公式要件と照らし合わせて評価し、西暦1610年および1964年という2つの時点が人新世の始期を示す可能性があることを明らかにしている。
Nature ハイライト：自然リンパ球はエネルギー消費を増やして脂肪を減らす | Nature | Nature Portfolio
医学：自然リンパ球はエネルギー消費を増やして脂肪を減らす 2015年3月12日 Nature 519, 7542 現在、肥満の発生には遺伝要因や環境要因と共に免疫系も関わっていると考えられている。最近の研究で、脂肪組織のグループ2自然リンパ球（ILC2）が、マウスの肥満発生の要因となることが明らかにされた。今回D Artisたちは、ILC2が、インターロイキン33に応答してメチオニン-エンケファリンペプチドを産生し、エネルギー恒常性に極めて重要な役割を果たしていることを示している。このペプチドによって、白色脂肪組織からベージュ脂肪細胞と呼ばれる特殊化した脂肪細胞集団の出現が促進され、こうした「ベージュ化」過程の結果、エネルギー消費が増加して脂肪蓄積が減少する。
ヒト幹細胞から卵や精子の前駆細胞を高効率で作製 | Nature ダイジェスト | Nature Publishing Group
ヒト幹細胞から卵や精子の前駆細胞を高効率で作製 ブックマーク Rudimentary egg and sperm cells made from stem cells Nature ダイジェスト Vol. 12 No. 3 | doi : 10.1038/ndigest.2015.150303 原文：Nature (2014-12-24) | doi: 10.1038/nature.2014.16636 | 英語の原文 ヒトの始原生殖細胞を多能性幹細胞から高効率で作製する方法が開発された。そこから、ヒトの始原生殖細胞形成のカギとなる因子が明らかになった。 THINKSTOCK イスラエルと英国の共同研究チームが、試験管内でヒトの皮膚細胞から精子と卵の前駆細胞を高効率で作り出す方法を見つけ、Cell 2015年1月15日号に報告した1。この成果は、幹細胞を使った不妊症治療への歩みとしては
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