論文まとめ133回目 Nature 2023/10/18~
DNA損傷応答における染色体の新しいコンパートメントの役割とその二重の効果
地球の核からのヘリウム比率の新記録
天然ゴムのプランテーションが東南アジアの森林伐採の主要な原因であることを明らかにした
ナノフォトニクスを使用した小型の電子加速器の開発
グリーンランドの氷床の融解とその影響の予測
細胞内の水の役割とその調整メカニズムの解明細胞が温度や浸透圧の変動にどのように対応しているかを、水の視点から解明した研究
科学・社会論文を雑多/大量に調査する為、定期的に、さっくり表面がわかる形で網羅的に配信します。今回もマニアックなNatureです。
さらっと眺めると、事業・研究のヒントにつながるかも。
世界の先端はこんな研究してるのかと認識するだけでも、
ついつい狭くなる視野を広げてくれます。
一口コメント
Chromatin compartmentalization regulates the response to DNA damage
DNA損傷応答を調節する染色体のコンパートメント化
「DNAが損傷すると、私たちの細胞はそれを修復するための特別な「部屋」を作ります。しかし、この「部屋」の作成は、ゲノムの不安定性を引き起こすリスクも持っています。」
Highest terrestrial 3He/4He credibly from the core
地球上で最も高い3He/4He比率は信頼性のある核から
「地球のマントルの中の溶岩から見つかったヘリウムの比率が、地球の核から来ている可能性があるという発見。これは地球の深部の秘密を解明する手がかりとなるかもしれません。」
High-resolution maps show that rubber causes substantial deforestation
高解像度の地図が示す、ゴムが大規模な森林伐採を引き起こしている
「天然ゴムの需要が増加する中、それに伴う森林の伐採が過去に考えられていたよりもはるかに大きいことが判明。」
Coherent nanophotonic electron accelerator
コヒーレントなナノフォトニクス電子加速器
「伝統的な大型の粒子加速器とは異なり、この新しい技術は、非常に小さなスケールで効果的に電子を加速することができます。」
Overshooting the critical threshold for the Greenland ice sheet
グリーンランド氷床の臨界閾値を超える
「地球温暖化が進むと、グリーンランドの氷床が融け、海面が数メートル上昇する可能性があるが、適切な対策を講じれば、この影響を大幅に軽減することができる。」
Macromolecular condensation buffers intracellular water potentia
l
細胞内の高分子凝縮が細胞内の水のポテンシャルをバッファする
「細胞内の水の役割とその調整メカニズムの解明細胞が温度や浸透圧の変動にどのように対応しているかを、水の視点から解明した研究。」
要約
DNA損傷応答を調節する染色体のコンパートメント化
DNAの二本鎖切断が生じると、ATMによって新しい染色体コンパートメント（Dコンパートメント）が形成され、これがDNA損傷応答における重要な役割を果たします。しかし、このコンパートメントの形成は、ゲノムの不安定性や転座のリスクを増加させる可能性があります。
事前情報
DNAの二本鎖切断は、ゲノムの完全性や細胞のホメオスタシスに大きな挑戦をもたらします。染色体の構造がこれらの修復プロセスにどのように寄与するかは、まだよくわかっていません。
行ったこと
研究者たちは、二本鎖切断後の染色体の変化と、それがDNA損傷応答にどのように影響するかを調査しました。
検証方法
二本鎖切断の生成後の細胞の染色体の変化を観察し、そのメカニズムや影響を詳細に解析しました。
分かったこと
二本鎖切断後、ATMはγH2AXと53BP1で飾られたトポロジカルに関連するドメインのクラスタリングを通じて新しい染色体コンパートメント（Dコンパートメント）を形成します。このDコンパートメントは、DNA損傷応答の最適化に寄与しますが、染色体の再編成は転座の増加という代償を伴います。
この研究の面白く独創的なところ
DNA損傷応答における染色体の新しいコンパートメントの役割を明らかにし、その二重の効果を示した点が独創的です。
この研究のアプリケーション
この研究は、ゲノムの不安定性やがんの発症に関連するメカニズムの理解を深めるための基盤となります。また、DNA損傷応答の最適化やゲノムの安定性の維持に関する新しい治療戦略の開発に寄与する可能性があります。
地球上で最も高い3He/4He比率は信頼性のある核から
Baffin島の溶岩からのオリビン中に測定された地球の岩石中で最も高いマグマの3He/4He比率は、地球の核から来ている可能性があると提案されています。
事前情報
多くのマントルプルームに関連する溶岩は、上部対流マントルよりも高い3He/4He比率を持っていると観察されています。この高い3He/4He成分は、太陽系の星雲や太陽風による放射から来ていると考えられてきました。
行ったこと
Baffin島の溶岩からのオリビン中の3He/4He比率を測定し、その起源と意味を探求しました。
検証方法
Baffin島の溶岩サンプルからオリビンを取り出し、その中の3He/4He比率を精密に測定しました。
分かったこと
Baffin島の溶岩からのオリビンには、これまでに地球の岩石で測定された中で最も高い3He/4He比率が含まれており、これは地球の核から来ている可能性があると考えられます。
この研究の面白く独創的なところ
これまでの研究では、高い3He/4He比率は太陽系の星雲や太陽風に由来すると考えられていましたが、この研究では地球の核から来ている可能性を示唆しています。
この研究のアプリケーション
この発見は、地球の深部の構造や動態、そして地球の初期の歴史に関する新しい理解をもたらす可能性があります。
高解像度の地図が示す、ゴムが大規模な森林伐採を引き起こしている
この研究は、天然ゴムのプランテーションが東南アジアの森林伐採の主要な原因であることを、高解像度の衛星データを使用して明らかにしました。
事前情報
天然ゴムのプランテーションが森林伐採に与える影響についての正確なデータは不足していた。
行ったこと
東南アジアのゴムプランテーションとそれに関連する森林伐採の高解像度マップを作成した。
検証方法
Earth observation satellite dataとcloud computingを使用して、ゴムの高解像度マップを作成し、それに関連する森林伐採を評価した。
分かったこと
ゴムに関連する森林の損失は、政策、公衆、最近の報告で大幅に過小評価されていた。ゴムのための森林伐採は、現在の政策設定に使用される数字よりも少なくとも2倍から3倍高い。
この研究の面白く独創的なところ
従来のモデルや推定に頼るのではなく、高解像度の衛星データを使用して、ゴムプランテーションが森林伐採に与える実際の影響を具体的に示した点。
この研究のアプリケーション
この研究の結果は、ゴムの持続可能な生産を促進するための政策や取り決めの策定に役立つ可能性がある。
コヒーレントなナノフォトニクス電子加速器
https://agenda.infn.it/event/35577/contributions/208828/attachments/110096/157006/EAAC23.pdf
この研究は、ナノフォトニクスを使用して電子を加速する新しい方法を示しています。これにより、従来の大型の粒子加速器と比べて、はるかに小さなスケールで、低コストで電子を効果的に加速することが可能となります。
事前情報
粒子加速器は産業、科学、医療のさまざまな分野で不可欠なツールであり、これらのマシンのフットプリントは通常、医療用途のための数平方メートルから大型の研究センターのサイズに達します。
行ったこと
フォトニックナノ構造内のレーザー光を使用して電子を加速する新しい方法を開発し、実験しました。
検証方法
ナノフォトニクス技術を使用して、225-nmの幅のチャネルで500μmの距離を電子が加速・ガイドされることを確認しました。
分かったこと
この新しい加速器は、初期の28.4keVから40.7keVへと、最大で12.3keVのエネルギー増加を達成しました。
この研究の面白く独創的なところ
従来の大型の粒子加速器とは異なり、この技術は非常に小さなスケールで効果的に電子を加速することができ、その結果、コストとサイズの大幅な削減が期待されます。
この研究のアプリケーション
この技術は、医療、産業、材料研究、科学などの分野での変革的なアプリケーションを可能にすると期待されています。
グリーンランド氷床の臨界閾値を超える
この研究は、グリーンランドの氷床の融解が地球温暖化によってどのように進行するかを詳しく調査し、その結果としての海面上昇の影響を予測しています。
事前情報
グリーンランドの氷床の融解は、地球温暖化の進行とともに、全世界の海面上昇の大きな要因となっています。特に、北極地域の温度が急速に上昇すると、氷床の融解が自己持続的に進行する可能性が指摘されています。
行ったこと
二つの独立した氷床モデルを使用して、さまざまな温暖化とその後の冷却率のシナリオの影響を調査しました。
検証方法
モデルは、現在から2100年までの夏の気温の予測変化を基に、氷床の融解と再形成の挙動をシミュレートしました。
分かったこと
工業化前の水準から1.7°Cから2.3°Cの間での気温上昇が、氷床の急激な喪失の閾値であることが判明しました。しかし、気温が工業化前の水準から6°C以上上昇しても、数世紀以内に1.5°C以下に減少すれば、氷床の喪失は大幅に軽減されることも示されました。
この研究の面白く独創的なところ
従来の予測とは異なり、この研究は、一時的な気温の上昇を後で適切に冷却することで、氷床の大幅な喪失を防ぐことができる可能性を示しています。
この研究のアプリケーション
この研究の結果は、気候変動対策の方針決定や、将来の海面上昇リスクの評価に役立つ可能性があります。
細胞内の高分子凝縮が細胞内の水のポテンシャルをバッファする
細胞内の水の動きとその役割、特に温度や浸透圧の変動に対する細胞の応答に焦点を当てた研究。
事前情報
水は生命にとって不可欠であり、生物分子の構造や動きに影響を与える。細胞内の水の動きや役割は、これまで十分に理解されていなかった。
行ったこと
細胞内の水の動きや役割、特に温度や浸透圧の変動に対する細胞の応答を詳細に調査した。
検証方法
実験的手法と分子動力学シミュレーションを組み合わせて、細胞内の水の動きや役割を詳細に調査した。
分かったこと
細胞内の水の動きや役割は、温度や浸透圧の変動に対する細胞の応答において重要な役割を果たしている。特に、細胞内の高分子が凝縮することで、細胞内の水のポテンシャルが調整されていることが明らかになった。
この研究の面白く独創的なところ
細胞が温度や浸透圧の変動にどのように対応しているかを、水の視点から初めて詳細に解明した点。
この研究のアプリケーション
この研究の知見は、細胞の応答メカニズムの理解を深めることで、細胞の健康や病気の治療に役立つ可能性がある。
最後に
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