論文まとめ195回目 SCIENCE 2023/12/22~
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SCIENCE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
Are cryptocurrencies currencies? Bitcoin as legal tender in El Salvador
暗号通貨は通貨なのか？エルサルバドルにおけるビットコインの法定通貨としての扱い
「エルサルバドルでのビットコイン導入は、現金への好みとプライバシーへの懸念がデジタル通貨の普及の大きな障害となった例です。」
Glia transmit negative valence information during aversive learning in Drosophila
ショウジョウバエにおける回避学習中のグリア細胞による否定的評価情報の伝達
「ショウジョウバエが不快な体験を学習する際、脳のグリア細胞が重要な情報を送信し、記憶の形成に寄与することが明らかになった。」
Molecular determinants of ligand efficacy and potency in GPCR signaling GPCRシグナリングにおけるリガンドの効力と効能の分子決定要因
「特定の受容体であるGPCRの活性化や信号伝達を引き起こすリガンドの効果を、各アミノ酸残基のレベルで解析し、その効果を生み出す分子構造を明らかにした。」
Autonomous, multiproperty-driven molecular discovery: From predictions to measurements and back
自律的で多機能駆動の分子発見：予測から測定へ、そして再び予測へ
「科学者たちは、マシンラーニングやロボット技術を駆使して、化学合成プロセスを自動化し、新しい染料分子を発見する画期的な方法を開発しました。」
Structural visualization of transcription initiation in action
転写開始の構造可視化：進行中のアクション
「研究チームは、遺伝子の読み取りを開始する複雑なプロセスを、分子レベルで詳細に捉えることに成功しました。」
Biomimetic, knittable aerogel fiber for thermal insulation textile
生体模倣、編み物可能なエアロゲル繊維を用いた熱絶縁テキスタイル
「シロクマの毛を模倣した新しいエアロゲル繊維が開発されました。この繊維は非常に軽量で、熱を効率的に遮断する能力を持っています。これは、服やアウトドア用品など、さまざまな用途に活用できる可能性を秘めています。」
要約
エルサルバドルにおけるビットコインの法定通貨導入は、デジタル通貨の採用における障壁を浮き彫りに
https://www.science.org/doi/10.1126/science.add2844
エルサルバドルにおけるビットコインの法定通貨化と「チボウォレット」アプリの導入を分析し、ビットコインとデジタル通貨の普及に影響する要因を明らかにした。
事前情報
エルサルバドルはビットコインを法定通貨にし、中央銀行支援のデジタルウォレット「チボウォレット」を導入した。
行ったこと
1800世帯を対象とした全国的な対面調査とブロックチェーンデータの分析を行い、ビットコインと「チボウォレット」の採用状況を調査した。
検証方法
対面調査とブロックチェーンデータを組み合わせて、ビットコインとデジタル通貨の採用に影響する要因を分析した。
分かったこと
ビットコインの採用は教育を受けた若い男性に限られ、多くの人々は現金を好み、プライバシーや透明性への懸念が普及を妨げた。
この研究の面白く独創的なところ
デジタル通貨が普及するには金融リテラシーが必要であり、ビットコインが普及したとしても、それが必ずしも貧困層や銀行口座を持たない人々を支援するわけではないという点を示した。
この研究のアプリケーション
この研究は、デジタル通貨や中央銀行デジタル通貨（CBDC）の採用政策が成功するためには、金融リテラシーの向上と仮想通貨への信頼が不可欠であることを示唆している。
ショウジョウバエの脳における不快な記憶の形成には、周囲を取り巻く神経細胞であるグリア細胞が重要な役割を果たす
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adf7429
ショウジョウバエにおいて、グリア細胞が電気ショックなどの不快刺激の情報を伝達し、キノコ体と呼ばれる脳領域の神経細胞に影響を与えることが明らかになった。
事前情報
ショウジョウバエが特定の臭気と電気ショックを関連付ける学習過程において、グリア細胞の役割は不明であった。
行ったこと
研究チームは、ショウジョウバエの脳内のグリア細胞がどのようにして不快な刺激の情報を伝達するかを調査した。
検証方法
実験では、電気ショックを受けた際のショウジョウバエのグリア細胞の活動を観察し、神経伝達物質の放出や神経細胞への影響を分析した。
分かったこと
グリア細胞は電気ショックを受けるとグルタミン酸を放出し、これがキノコ体の神経細胞に影響を及ぼすことが判明した。
この研究の面白く独創的なところ
グリア細胞がショウジョウバエの学習と記憶において、従来考えられていた以上に重要な役割を果たしていることが示された。
この研究のアプリケーション
この発見は、動物の学習と記憶のメカニズムを理解するための新たな視点を提供し、神経科学の分野における今後の研究に影響を与える可能性がある。
GPCRシグナル伝達におけるリガンドの効力と効能を決定する分子メカニズムを明らかにした
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adh1859
研究者たちはGPCRの各アミノ酸残基を変異させ、それぞれがリガンドの効力と効能に与える影響を調べた。彼らはGPCRの構造データと薬理学的測定値を統合するデータサイエンスの枠組みを開発し、リガンドの薬理学的特性に関連する構造変化とアロステリックネットワークを明らかにした。
事前情報
GPCRは、細胞外のリガンドと結合し、細胞内の応答を調節するが、その効力と効能の分子起源は十分に理解されていなかった。
行ったこと
アドレナリンとβ2アドレナリン受容体（β2AR）-Gタンパク質システムを用いて、受容体の各残基を変異させ、効力と効能に及ぼす影響を調べた。
検証方法
各アミノ酸残基の変異がアドレナリンによって誘発されるGsシグナリングに与える影響を測定し、リガンド誘発型受容体活性化に伴う構造変化のデータと統合した。
分かったこと
β2ARの残基の約20％が受容体の薬理学的特性に寄与していることが分かった。これらの残基はリガンド結合部位やGタンパク質結合部位に位置するものもあるが、それ以外の部位にも分布していた。
この研究の面白く独創的なところ
この研究は、GPCRがリガンドの情報をどのように解読し、特定のシグナル応答を引き起こすかを明らかにした。また、GPCRの構造と機能の間の詳細な関係を示し、新しいリガンドの設計に役立てることができる。
この研究のアプリケーション
このフレームワークの応用は、特定のシグナリング応答を引き起こすオルソステリックおよびアロステリック化合物の設計に貢献する可能性がある。
小分子の機能的特性の発見を加速するための自律的な分子発見プラットフォームの実現
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi1407
この研究は、新しい小分子の機能的特性を自動的に発見するためのプラットフォームを開発し、その効果を示した。特に、染料分子の吸収波長、親水性・疎水性、光酸化安定性などの特性に焦点を当てた。
事前情報
小分子の発見は通常、時間がかかる反復的な設計・作成・テスト・分析（DMTA）サイクルを経て行われる。
行ったこと
マシンラーニングアルゴリズム、合成計画ツール、ロボティクス、自動化された化学合成と特性評価を統合し、新しい染料分子の探索を行った。
検証方法
マシンラーニングで生成された分子候補を、自動合成装置と特性評価システムを使用して実際に合成し、特性を測定。そのデータをフィードバックして、モデルの精度を向上させた。
分かったこと
実験プラットフォームは294の未報告染料分子を自動的に提案、合成、特性評価し、未知の化学空間の探索と既知の構造-特性空間の最適化に成功した。
この研究の面白く独創的なところ
小分子の発見を自動化することで、従来の手法よりも迅速かつ効率的に新しい化合物を発見し、化学研究の進化を促進する可能性がある。
この研究のアプリケーション
この技術は、医薬品開発、エネルギー、持続可能性など多岐にわたる分野での小分子の発見を加速するために使用できる。
細胞内での転写開始のプロセスを構造的に可視化し、その動的な機構を明らかにした
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adi5120
この研究では、RNAポリメラーゼIIがGレスプロモーター上で停止した時に生じる、2から17塩基長の転写複合体（TC2からTC17）の構造を決定し、転写開始の動的なプロセスを描写しました。
事前情報
真核生物細胞内でのRNAポリメラーゼIIによる転写開始プロセスは、一連の複雑な変化を伴うが、その詳細なメカニズムは不明瞭であった。
行ったこと
RNAポリメラーゼIIがGレスプロモーター上で2〜17塩基長の転写複合体（TC2〜TC17）を形成した際の構造を、クライオ電子顕微鏡（cryo-EM）を使用して決定しました。
検証方法
6種類の転写複合体のcryo-EM構造を解析し、それらをつなげることで転写開始の動的なプロセスを再現しました。
分かったこと
転写が進行するにつれて、一般転写因子（GTF）がプロモーターに結合し続け、転写バブルが拡大する。RNA-DNA転写とテンプレート鎖の蓄積によって、初期転写複合体から早期伸長複合体への移行が促進されることが判明。
この研究の面白く独創的なところ
初めて、転写開始プロセスの構造的な変化を詳細に可視化し、RNAポリメラーゼIIがどのようにして遺伝情報の読み取りを開始し、伸長するかを明らかにした点。
この研究のアプリケーション
この研究は、遺伝子発現の制御機構を理解し、転写関連の疾患の治療法の開発に寄与する可能性がある。
革新的な熱絶縁テキスタイル用エアロゲル繊維
https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj8013
この研究では、シロクマの毛の構造に着想を得た新しいエアロゲル繊維が開発されました。この繊維は高い伸縮性を持ち、熱絶縁性能が高く、洗濯や染色が可能です。
事前情報
従来のエアロゲル繊維は壊れやすく加工が困難でしたが、この研究で開発された新しい繊維はこれらの問題を克服しています。
行ったこと
研究者たちは、シロクマの毛のコアシェル構造を模倣した新しいエアロゲル繊維を開発しました。この繊維は90%以上の内部多孔性を持ち、最大1000%の伸縮を可能にしました。
検証方法
この繊維は、2段階の凍結紡糸と包埋化処理によって大規模に生産できます。繊維の特性は、10,000回の伸縮サイクル後も安定して保たれました。
分かったこと
この繊維は、従来のダウンの5分の1の厚さで似たような性能を持ち、洗濯可能で染色も可能です。
この研究の面白く独創的なところ
この繊維は、非常に伸縮性が高く、熱絶縁性が高いため、新しいタイプのテキスタイルや衣類に革命をもたらす可能性があります。
この研究のアプリケーション
衣服、アウトドア用品、その他の多機能エアロゲル繊維やテキスタイルの開発に広く応用可能です。
最後に
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