東京工業大学(東工大)は、東京大学、理化学研究所(理研)の協力を得て、生命が遺伝子の情報を基にタンパク質を作るためのシステムである遺伝暗号表を書き換える方法を確立し、初期の生命が使っていたとされる19種類のアミノ酸しか使わない遺伝暗号表の再現に成功したと発表した。この成果により、タンパク質と遺伝暗号の進化の研究を物質に基づいて行うことが可能になるとする。 成果は、東工大大学院 総合理工学研究科 知能システム科学専攻の木賀大介准教授、木賀研究室の河原晃大氏、東大の濡木理教授、理研の横山茂之領域長、同・堂前直チームヘッドらの共同研究グループによるもの。研究の詳細な内容は、英国時間8月21日付けで学術誌「Nucleic Acids Research」オンライン速報版に掲載された。 大腸菌からヒトまで、ほとんどの生物はタンパク質を作るために20種類のアミノ酸を使用しており、この数は遺伝暗号表で決ま

ALMA計画の目的と概要 天文観測などで用いられる望遠鏡といわれると、まずレンズや反射鏡を使って光を集める光学望遠鏡が頭に浮かぶが、宇宙からの電波を観測する電波望遠鏡も光学望遠鏡に劣らず重要である。 ガス雲の中で誕生した星の光はガス雲に含まれるチリに遮られてみることはできない。しかし、星の光で暖められたチリが出す電波を観測すれば、可視光では見えない赤ちゃん星を観測することができる。 また、分子はその構造によって決まる周波数で回転して電波を出すので、電波のスペクトルを分析すると、ガスの中にどのような分子が、どの程度含まれているかも分かる。このような観測で、これまでに星間ガスの中にアミノ酸の構成部品となりそうな炭素の鎖の両側に水素、窒素が付いた分子などが見つかっている。 それぞれの分子の出す電波信号の強度マップは、その分子の量の空間分布を示すことになる。さらに、分子雲が動いている場合にはドップ

東京大学は、遺伝子群「HMGA」を発現させることで出生以降の神経幹細胞でもニューロンを産み出すことができるようになる、すなわち神経幹細胞を若返らせることができることを発見し、その若返りは培養皿上だけでなく、生体の脳においても起こり得ることを示したと発表した。 成果は、東大 分子細胞生物学研究所の後藤由季子教授、同岸雄介助教、東大大学院 新領域創成科学研究科 博士課程3年の藤井佑紀氏らの研究グループによるもの。研究の詳細な内容は、7月16日付けで「Nature Neuroscience」オンライン版に掲載された。 大脳は哺乳類の高度な生命機能を司る器官で、脳内ではニューロンにより複雑なネットワークが作られている。このニューロン及びそれを支持する「グリア細胞」は、神経幹細胞と呼ばれる細胞から産生される。 脳内ネットワークの素子であるニューロンは主に胎児期に産生され、出生以降の神経幹細胞はほとん

海洋研究開発機構(JAMSTEC)地球環境変動領域・寒冷圏気候研究チームの猪上淳チームリーダーらの研究チームは、海洋地球研究船「みらい」によって蓄積されてきた現場観測データを用い、北極海の夏から秋に発生する高度500m以下に雲底高度を持つ下層雲が、海氷の減少に伴って30%減少したことを明らかにした。同成果は米国地球物理学連合発行の学術誌「Geophysical Research Letters」に掲載されたほか、「Nature Geoscience」にもリサーチハイライトとしても紹介された。 夏の北極海上では背の低い雲(下層雲)が発生しやすく、この雲は夏の太陽放射(短波放射)を遮る効果(日傘効果)があるため、夏のごく短い期間は海氷を溶けづらくする効果があることが知られているが、秋から冬にかけては、雲底からの下向きの赤外放射(長波放射)により、海氷面を暖める効果(温室効果)があることが知られ

金沢大学は、「放射性サマリウム同位体」(質量数146と147)の放射能比と原子数比から、宇宙・地球科学において年代測定に使われているα放射性核種「サマリウム-146(146Sm)」の半減期を新たに測定することに成功し、現在用いられている値よりも34%短い値であることを発表した。 成果は、金沢大理工研究域物質化学系の横山明彦教授、自然科学研究科博士後期課程修了の木下哲一氏、そしてイスラエル・ヘブライ大学、米アルゴンヌ国立研究所の国際共同研究グループによるもの。研究の詳細な内容は、米科学雑誌「Science」3月30日号に掲載された。 146Smは半減期が1億300万年とされ、地球の年齢よりはずっと短いため、天然にはほとんど存在しない。146Smは「ネオジム-142(142Nd)」に「壊変」するので、隕石などに142Nd同位体異常が観測されており、太陽系誕生時に存在していた証拠とされている。

東京大学は3月30日、原子核の形には球と楕円があり、楕円の場合でも多くは、断面をうまく切ると円になる「端正な変形」だが、どう切っても円にならない(つまり楕円になる)「歪(いびつ)な変形」のものもあり、その発現機構は数十年来の謎であったが、その謎を解明したと発表した。 成果は、東大大学院理学系研究科物理学専攻の大塚孝治教授、同博士課程3年の野村昂亮氏、東大大学院理学系研究科原子核科学研究センターの清水則孝特任准教授らの研究グループに加え、D.Vretenar教授(クロアチア・ザグレブ大学)、M.Albers博士(米アルゴンヌ国立研究所)、P.H.Regan教授(英サリー大学)、L.M.Robledo教授(スペイン・マドリード自治大学)、R.Rodriguez-Guzman博士(米ライス大学)らによる国際共同研究によるもの。研究の詳細な内容は、日本時間3月30日付けで「Physical Rev

国立遺伝学研究所(遺伝研)は3月22日、ほ乳類の「大脳新皮質」の上層と下層に存在する神経細胞のサブタイプが、ニワトリの脳にも存在することを明らかにしたと発表した。 これはほ乳類と鳥類の共通祖先の段階、すなわち大脳新皮質の「層構造」が誕生するより以前から、存在していたことを示唆しているものだ。ほ乳類にのみに存在する大脳新皮質は、従来の定説として、進化的にほ乳類になってから誕生して進化してきた「完全に新しい脳の領域」とされてきたが、必ずしもそうではないことが発見されたのである。 成果は、遺伝研の鈴木郁夫研究員と平田たつみ准教授らの研究グループによるもの。詳細な研究内容は、米科学誌「Developmental Cell」の4月16日号に掲載の予定だ。 人間の認知機能の多くは大脳新皮質にある神経回路によって支えられている。大脳新皮質は、大脳の背側表面を覆う領域で、多くの認知機能に関わる。ヒトが思考

理化学研究所(理研)は3月23日、マウスの脳の特定の神経細胞を光で刺激して、特定の記憶を呼び起こさせることに成功し、脳の物理的な機構の中に記憶が存在することを実証した。 成果は、理研脳科学総合研究センターと協力関係にある、マサチューセッツ工科大学(MIT)の「RIKEN-MIT神経回路遺伝学センター」の利根川進教授らによるもの。詳細な研究内容は、日本時間3月23日付けで英科学誌「Nature」に掲載された。 私たちの懐かしい思い出や恐ろしい記憶、例えばファーストキスや夜間の衝突事故などは、時間や場所あるいはそのような経験を含むあらゆる感覚と共に、過ぎた昔の思い出を完全に呼びもどすことのできる"記憶の痕跡"として脳に残される。神経科学者たちは、それを「エングラム」と呼ぶ。しかし、エングラムとは概念にすぎないのか、あるいは脳内の物理ネットワークなのかがわかっていなかったのである。 1900年代

東北大学は3月7日、単細胞緑藻類「クラミドモナス」の光受容タンパク質(光受容陽イオンチャネル)の1つ、「チャネルロドプシン2」をゲノムに組み込んだトランスジェニックラットにおいて、触覚や深部感覚を司る大型の「後根神経節細胞」でチャネルロドプシン2が作られていることを確認した。また、皮膚の触覚受容器の神経終末にもチャネルロドプシン2が分布していることも判明。その結果、このラットでは足裏に照射した青色LED光を触覚として知覚する「スーパー感覚」が作り出されていることが判明した。 成果は東北大学大学院生命科学研究科の八尾寛教授らの研究グループによるもので、米フリー・アクセス学術誌「Public Library of Science (PLoS) ONE」に掲載された。 日常のさまざまな感覚は、物理的なエネルギーを感覚器が受け取り、興奮を脳に伝えることにより生まれている。例えば、光のエネルギーは、

科学技術振興機構(JST)と東京大学は1月20日、脳の神経回路が、回路を形成する神経細胞「ニューロン」(画像1)より小さく、「シナプス」の単位で正確に編まれることで機能を発揮することを明らかにしたと発表した。東京大学大学院薬学系研究科の池谷裕二准教授らの研究グループによる発見で、成果は米科学誌「Science」に米国東部時間1月20日に掲載された。 画像1。ニューロンとシナプスの基本構造。ニューロンは、樹状突起が広がる細胞体部分と、そこから長く伸びる軸索とで構成され、ほかのニューロンから受け取った情報を処理して、ほかのニューロンに伝えていく。シナプス部分では、神経伝達物質を使って情報をほかのニューロンに伝える 脳はニューロンと呼ばれる神経細胞からなり、各々のニューロンが、少しずつ情報を処理している。その処理結果は、ニューロン間の特殊な結合であるシナプスを介して、次のニューロンに伝えられる(

慶應義塾大学(慶応大)と筑波大学は、記憶が作られ失われるメカニズムの一端を明らかにしたと共同で発表した。慶應義塾大学医学部の柚﨑通介教授、筑波大学大学院人間総合科学研究科の金保安則教授らの研究グループによるもので、成果は米国東部時間1月12日に米科学誌「Neuron」オンライン速報版に掲載された。 シナプスを介して互いに結合して神経回路を形成している神経細胞は、神経活動に伴って興奮することで、主要な興奮性神経伝達物質である「グルタミン酸」を放出する。そのグルタミン酸が、ほかの神経細胞に存在するタンパク質「グルタミン酸受容体」に結合することによって、次々と神経細胞の興奮がシナプスを越えて伝達されていくという仕組みだ。 近年の研究によって、学習によりグルタミン酸受容体の数が増減することが脳における記憶の形成と消去過程の基礎過程であることがわかってきた。それにより、シナプスの伝達効率が変化すると

慶應義塾大学は、カラスは仲間の「声」と「姿」を結びつけて認識していることを発見したと発表した。同大人文グローバルCOE(論理と感性の先端的教育研究拠点)の渡辺茂教授らの研究グループによるもので、成果は1月4日付けの学術専門誌「Proceedings of the Royal Society B(英国王立協会紀要)」に掲載された。 カラスの社会は「烏合の衆」といわれてきたが、近年の研究によって、相手の視点に立ってものを捉える能力や、他者の行動を観察することで学習する能力など、仲間同士の間で複雑な行動をしていることが明らかにされてきている。しかし、その基礎となる他個体認識のメカニズムは不明だった。 人は、例えば友人を認識するとき、特定の人の声や姿などの情報を統合して「○○さん」という認識をしている。それゆえ、姿から声、声から姿を予測することが可能だ。これは、話しかけた友人が、(風邪などで)いつ

基礎生物学研究所(NIBB)は、メダカがミジンコの運動パターンから生物特有の動きを瞬時に抽出し、これをハンティングに利用していることを明らかにしたと発表した。ミジンコの運動パターンの数理モデル化と最新のバーチャルリアリティ技術により、この生き物特有の動きは生物学的1/fゆらぎ(別名、1/fノイズまたはピンクノイズ)で特徴づけられることが判明したのである。発見は基礎生物学研究所の渡辺英治准教授と松永渉研究員らの研究グループによるもので、成果は1月11日に英科学総合論文誌「Scientific Reports」に掲載された。 捕食性動物は、素早く動き回る獲物を正確に捕らえることが可能だ。狩りを行う時、捕食者は生きている被食者とその周囲のオブジェクトとの区別を、リアルタイムで行う必要があるが、この時、捕食者は持てる感覚器を総動員して生きている獲物を認識している。 中でも、視覚系は多くの場合で決定

産業技術総合研究所(産総研) 生物プロセス研究部門は、生体内で遺伝情報をもとにタンパク質を合成する "翻訳" 機能を担う「リボソーム」が、RNA分解酵素である「リボヌクレアーゼ(RNase)」の活性を阻害する機能を持つことを発見した。 この研究を行なったのは、同部門 酵素開発研究グループの 宮崎 健太郎 研究グループ長ら。研究成果は、2011年11月23日(日本時間)に「Nature Communications」にオンライン掲載された。 リボソームは、DNAからRNAに"転写"された遺伝情報をタンパク質へと"翻訳"する役割を担う。一方、「RNase T2」は、RNAを分解する酵素であり、細胞外RNAの侵入阻止や栄養の取り込みなどに関わっている。大腸菌ではRNase T2は細胞内膜の外側にあるペリプラズム層に存在しており、細胞内のRNAとは隔絶されているが、培養定常期やストレス下ではRNa

カナダの西海岸、Vancouverの隣のBurnabyという街に量子コンピュータを開発しているD-waveという会社がある。量子コンピュータは、ある種の問題に対しては現在のコンピュータより圧倒的に高性能と言われ、多くの研究が行われている。 普通のコンピュータは0と1の2値のbitを処理するが、量子コンピュータは0と1が重なり合ったqubitを処理する。研究室レベルで数～数10個程度のqubitを作ったという報告は珍しくはないが、実用的な処理には少なくとも50qubitは必要とか100qubitは必要と言われ、実用的な規模で安定して動く量子コンピュータを作ったというのは、現在のところD-waveだけである。 そして、同社は2011年5月に128qubitのD-wave Oneという商用機を米国の航空宇宙企業であるLockheed-Martinに販売したと発表した。購入したLockheed-M

東京大学(東大)と高エネルギー加速器研究機構(KEK)の研究グループは、金のナノ粒子に光を照射すると粒子内部で発生する格子振動をピコ秒時間分解X線回折によって観測することに成功したことを発表した。同成果は東大大学院の一柳光平助教と佐々木裕次教授、およびKEK物質構造科学研究所の足立伸一教授らによる研究グループによるもので、米国物理学会誌「Physical Review B」に掲載された。 金のナノ粒子は古くからステンドグラスなどの赤色に使われてきた。これは金属粒子の大きさがナノメートルになることで粒子の表面効果が顕著になる「表面プラズモン共鳴」と呼ばれる振動が生じ特定の色が発色するためである。 ナノ粒子の大きさは光応答性に強く関わっており、それを利用するナノサイズデバイス、光応答材料や太陽電池への研究が進められている。光が金ナノ粒子に照射されて電子が励起されると、ホットエレクトロンと呼ばれ

情報通信研究機構(NICT)は11月30日、感情に関する情報が言葉の解釈に影響を与える仕組みについて、脳磁場計測装置(MEG)を用いて解析を行い、脳内で「言語情報」が処理される過程で、「感情情報」が脳の両半球の前頭部で結合されるというプロセスを明らかにしたと発表した。英文学術誌「Neuroscience Research」2012年1月号に掲載の予定。 "真に伝えたいことを伝える"情報通信技術を開発するため、人の脳の高次機能に関する研究開発を行っているのがNICTの研究内容の1つだ。会話はコミュニケーションの重要な基本的要素であり、音声には「言語情報」はもちろんだが、「感情情報」を載せることも可能である。 音声に載せる感情情報とは、例えば、子どもが明るい声で「ただいま」と帰ってきた時と、沈んだ声で「ただいま」と帰ってきた時とでは、同じ言語情報は「ただいま」であっても、感情情報が異なるので、

東京大学の研究チームは、左右の腕をうまく協調させて運動させるためには、それぞれの腕を制御する脳内プロセスが互いに情報を交換しあう必要があるはずだが、そのためにはどのような情報の交換が、この両腕協調運動を可能にしているのかについて、逆説的に、2つのプロセスが互いに妨害しあうことで、結果として柔軟な両腕協調運動が達成されていることを明らかにした。同成果は東京大学大学院教育学研究科 博士課程2年の横井惇氏(日本学術振興会・特別研究員)、同 平島雅也 助教、同 野崎大地 教授らによるもので、米国神経科協会誌「The Journal of Neuroscience」に掲載された。 ヒトは普段、ビンのふたを開けたり、グラスにビールを注いだり、両手で物を持ち上げたりする際に、それぞれの腕にどのタイミングでどの程度の力を入れれば良いのかを意識的に考えることはない。しかし、それぞれの手は、あたかもお互いがど

国際電気通信基礎技術研究所(ATR)と慶應義塾大学(慶応大)は、脳卒中患者のリハビリテーションに向けた患者の脳全体の活動を自身や医療従事者に、時間的にも空間的にも高精度かつ実時間でフィードバックするシステムを開発したことを発表した。同成果は、ATR脳情報通信総合研究所の脳情報研究所および脳情報解析研究所、慶應義塾大学医学部、東京湾岸リハビリテーション病院、長岡技術科学大学、国立精神・神経医療研究センター、村山医療センターの共同研究によるもので、米国脳機能イメージング専門誌「NeuroImage」に掲載された。 脳卒中患者は食事の高エネルギー化や高脂質化、高齢化などにより10年後には300万人に達するだろうという推計があるが、そのうち約半数がコミュニケーション能力、運動能力に障害が残り、リハビリが必要になると考えられている。 ただ、リハビリは失われた脳機能を、脳の可塑性に基づいて、他の脳部位