遺伝子を限界まで削ぎ落とした人工生命 | Nature ダイジェスト | Nature Portfolio
ゲノム編集で生命の構成要素が操作可能になった中、あのクレイグ・ベンターが、ゲノム設計という手法で遺伝子わずか473個の人工細胞を作製した。驚いたことにその必須遺伝子の3分の1は機能不明だ。 合成生物学者クレイグ・ベンター。彼のチームは20年前に、生命体の構成成分を最小限の必須成分だけになるまで削ぎ落とすという試みに着手した。 Credit: MICHAEL LEWIS/CORBIS OUTLINE ゲノミクス研究者であり起業家としても有名なCraig Venterが、あらゆる既知の独立した生物の中で最小のゲノムを持つ人工細胞を作り出した。その遺伝子の数はわずか473個。Venterのチームは20年前から、生命体の構成を最小限まで削ぎ落とそう、言い換えればゼロから生命体を設計することを目指してきたが、今回の成果はその道のりの大きな節目となるものだ。 Venterは今回の成果について、薬剤や燃
自己免疫疾患の最大のリスク因子の機能を解明
理化学研究所（理研）生命医科学研究センターヒト免疫遺伝研究チームの石垣和慶チームリーダーらの国際共同研究チームは、自己免疫疾患[1]の最大のリスク因子であるヒト白血球型抗原（HLA）[2]の遺伝子の多型[3]が自己反応性T細胞[4]を増やし、疾患発症に関与することを発見しました。 本研究成果は、自己免疫疾患の病態解明やバイオマーカーの開発に役立つだけでなく、新しい治療方法の開発に貢献すると期待できます。 近年、T細胞受容体のアミノ酸配列データは蓄積しつつありますが、その解析手法はまだ確立していません。 今回、国際共同研究チームは、健常人約800人から収集したT細胞受容体[5]配列のビックデータを解析し、HLA遺伝子の多型とT細胞受容体の配列の関連を詳しく評価しました。独自の解析アルゴリズムを考案し、自己免疫疾患の最大のリスク因子であるHLA遺伝子の多型が特定のT細胞受容体の配列パターンに影
【真核生物誕生の謎】
最近、ミトコンドリアの共生に関する新しい仮説、水素仮説が提唱され、話題になっている。さらに、ミトコンドリアを持たない、現存する最古の真核生物と考えられているランブル鞭毛虫にミトコンドリアの相同小器官、ミトソームが発見された。こうした発見によって、真核生物の初期進化の理解がいま大いに深まっている。 真核生物の複雑な細胞内構造 細胞内共生による進化 ミトコンドリアの由来 細胞内共生はどのようにして生じたか ランブル鞭毛虫は細胞内共生以前の生きた化石か？ ランブル鞭毛虫に見つかったミトコンドリアの相同小器官：ミトソーム ミトコンドリアファミリー よく知られているように、真核生物の細胞は、原核生物、すなわち、真正細菌と古細菌の細胞に比べて複雑な構造をしている。細胞内には発達した内膜系があり、核をはじめとしてさまざまな小器官が存在している。とりわけ核の存在は特徴的で、核を持たない原核細胞と核を持つ真
生命現象を実装してみよう〜パターン形成と細胞分化を例に〜｜sheep
「発生」という名の超常現象生物の発生という現象は、極めて神秘的であり、これほど面白い物理現象は他には存在しないとさえ思っている（少し盛った）。 少々歴史的な話をするならば、発生生物学の世界において、「前成説」と「後成説」という２つの対立した仮説が存在していた時期がある。前者は、「各器官は生殖細胞の中に小さな形であらかじめ収まっていて（いわゆるホムンクルスと呼ばれる）、発生の過程でそれらが拡大することによって成体が形成される」とする考えである。一方で後者は、「各器官が各世代で一から新たにつくられる」とする考えである。今となっては、「前成説」が誤りであり「後成説」が正しいということは、中学生や高校生でも知っているほどの常識となっている（はずだ）が、その当時においては前成説がある程度支持されていたのも不思議ではないと思う。我々の体は、実は元々0.1mm程度の、脂質膜で包まれたタンパク質の塊であっ
遺伝子の突然変異が数学に支配されている事が明らかになった | TEXAL
数学は人類が自然を理解するために生み出した学問であるが、自然を注意深く観察すると、そこには我々自身が考えている以上に数学の美しさが隠されている事に気付かされ、改めて驚かされる。 例えば、フラクタルは抽象的な数学の概念であるが、実は自然界に広くみられることがわかっているし、フィボナッチ数列の美しさは「花びらの枚数」や「松ぼっくりの鱗模様の列数」、「ひまわりの種の列数」、「ウサギの増え方」など、多くの場面で見られる。 フラクタルの例、野菜のロマネスコ (Credit: Bouba at French Wikipedia)そんな数学と自然の新たな驚くべき関係を、今回オックスフォード大学、ハーバード大学、ケンブリッジ大学、GUST、マサチューセッツ工科大学（MIT）、インペリアル大学、アラン・チューリング研究所の研究者チームの著名な研究機関からなる学際的な科学者チームが発見し、『Journal o
霊長類の自慰の起源は4千万年前だった!?自慰の進化的利点とは？ (2/2) - ナゾロジー
自慰をしたサルだけが子孫を残せた自慰の習慣が4000万年にわたり維持されてきたのには理由がありました / Credit:Canva . ナゾロジー編集部なぜ霊長類は4000万年にもわたり自慰を続けてきたのでしょうか？ その理由を研究者たちは自然淘汰や進化圧に求めました。 通常、ある生命の特徴が維持されるのは、その特徴を持ち続けた個体のみが生き残り、それ以外が排除されたからだと考えられています。 手足や目にも同じことが当てはまります。 手足や目が獲得されてから、多くの種で維持されているのは、手足や目といった特徴を維持し続けたほうが有利だからです。 この有利さは特徴をもたない存在に対して圧力として働き、突然変異によって手足や目がない個体がうまれても、種として確立される前に排除されることになります。 同様に霊長類が4000万年にわたり自慰の習慣を失わず維持できたのも、ときたま生まれる自慰をしない
進化・生態ダイナミクスの共通法則
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター生体非平衡物理学理研白眉研究チームの足立景亮基礎科学特別研究員（数理創造プログラム基礎科学特別研究員）、理研数理創造プログラムの入谷亮介研究員、濱崎立資上級研究員（開拓研究本部濱崎非平衡量子統計力学理研白眉研究チーム理研白眉研究チームリーダー）の研究チームは、情報理論・統計物理学[1]の手法を用いることで、進化・生態系の個体群ダイナミクス[2]を扱う理論モデルにおいて幅広く成り立つ関係式を提案しました。 本研究成果は、進化や生態系における複雑な個体数の時間的変化を統一的枠組みによって理解することにつながると期待できます。 個体ないし遺伝子に係る自然選択や遺伝子の突然変異に伴う進化、および個体間の捕食・被食や競合関係を伴う生態系では、個体数の時間的変化（個体群ダイナミクス）が起こります。一般に、進化や生態系の個体群ダイナミクスは複雑であり、個体間の
The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel - Nature
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真核代謝の起源 水素仮説とE3モデル
出芽酵母やがん細胞のとる代謝状態は、「理由はよくわからないがなぜかそうなっているもの」であります。そんな時は、系譜を初期設定にさかのぼってみるのが有効。というのはフーコー先生の教えでもあります。真核生物の起源は、αープロテオバクテリアがアーキア細胞内に共生してミトコンドリアになった20億年前のイベントにさかのぼると考えられています。代謝屋からみますと、この始原αープロテオバクテリアと始原アーキアがどのような代謝経路を持っていたのか？というは大変興味があるところです。 ゲノム情報が蓄積し始めた十数年前に、比較ゲノム解析が行われ、始原アーキアがメタン生産菌のグループに属したらしいことが示唆されました。メタン生産菌というのは海底、湖底や牛の腸内などにいて、水素 H2 と二酸化炭素 CO2 からエネルギーとすべての細胞構成成分を合成できる嫌気性微生物です。酸素があると生きていけません。また、αープ
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https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ads0327
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adr2756
The geometric basis of epithelial convergent extension
From Chaos to Structure00114-9)
https://www.cell.com/trends/ecology-evolution/fulltext/S0169-5347(24)00114-9
Dynamical landscapes of cell fate decisions - PMC
https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rsif.2023.0169
人工的な疑似細胞内非平衡環境における 並進型発動分子のエネルギー論
Evo-Devo Mechanobiology: The Missing Link
The energy–speed–accuracy trade-off in sensory adaptation - Nature Physics
進化の歴史｜科学バー