理系論文まとめ48回目 Nature(科学) 2023/7/27
地球温暖化が連続するラニーニャ事象の増加に起因！
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American Sociological Review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
Increased occurrences of consecutive La Niña events under global warming
地球温暖化でラニーニャ現象が連続して発生することが増加
「温室効果ガスの排出により連続するラニーニャ事象の頻度が増加し、21世紀における気候の極端な状態がより頻繁に発生する可能性を予測しています。」
Mammary duct luminal epithelium controls adipocyte thermogenic programme
乳管内腔上皮は脂肪細胞の熱発生プログラムを制御する
「乳腺上皮とその分泌する「マンモカイン」が、メスのマウスにおける脂肪細胞の寒冷誘導型熱産生を制御する重要な役割を果たし、脂肪代謝と体重減少に影響を及ぼすことを明らかにしています。」
Water in the terrestrial planet-forming zone of the PDS 70 disk
PDS70円盤の地球型惑星形成帯の水
「PDS 70系の内部ディスクにおける水の存在と現地での形成を明らかにし、地球型惑星の形成におけるその潜在的な役割を示しています。」
Loss of CDK4/6 activity in S/G2 phase leads to cell cycle reversal
S/G2期におけるCDK4/6活性の消失は細胞周期の逆転をもたらす
「細胞の増殖決定は制限点で完全に可逆であり、全ての細胞はミトーゲンがなければ細胞周期から脱出します。」
Martian dunes indicative of wind regime shift in line with end of ice age
火星の砂丘、氷河期の終焉に伴う風体制の変化を示す
「中国の火星探査ローバー「Zhu Rong」は、火星の最近の「氷河期」の終わりとそれに続く気候変動の証拠を初めて確認しました。。」
Enhanced inner core fine-scale heterogeneity towards Earth’s centre
地球中心に向かって高まる内核の微細スケール不均質性
「地球内核の微細な構造を地震波を用いて3次元で観測し、内核の成長と進化を解明した研究です。」
要約
地球温暖化でラニーニャ現象が連続して発生することが増加
Increased occurrences of consecutive La Niña events under global warming | Nature
本研究では、気候モデルに基づいて温室効果ガスの排出により21世紀における連続するラニーニャ事象の頻度が増加し、それにより気候の極端な状態がより頻繁に発生する可能性を予測しています。
①事前情報 :
エルニーニョ事象は通常、不規則に発生し、1つの冬にピークを迎えるのに対して、ラニーニャはエルニーニョの後に発生し、2年以上続くことが多いです。これにより、世界の気候、生態系、農業に影響を及ぼします。しかし、今後の多年にわたるラニーニャ事象の変化は未知数です。
②行ったこと :
研究者たちは、温室効果ガスの排出シナリオに応じた気候モデルを用いて、未来の連続するラニーニャ事象の頻度を分析しました。
③検証方法 :
温室効果ガスの低排出シナリオと高排出シナリオの下で、連続するラニーニャ事象の頻度は、気候モデルにより決定されました。
④分かったこと :
低排出シナリオで19±11%、高排出シナリオで33±13%の範囲で連続するラニーニャ事象の頻度が増加することが明らかになりました。この増加は、高排出シナリオの下でより強いインターモデルの合意により支持されました。
⑤この研究の面白く独創的なところ :
本研究は、地球温暖化による連続するラニーニャ事象の頻度の変化を独自に予測し、この増加の背後にあるメカニズム、つまり、北東太平洋の亜熱帯地域の温暖化と赤道太平洋の熱充電の遅さを特定しています。
応用先
この研究結果は、連続するラニーニャ事象の増加を予測することで、より頻繁に気候の極端な状態が発生する可能性に対する将来の気候政策や適応戦略を形成するのに役立つ可能性があります。
乳管内腔上皮は脂肪細胞の熱発生プログラムを制御する
Mammary duct luminal epithelium controls adipocyte thermogenic programme | Nature
本研究では、メスのマウスにおいて、乳腺の管状上皮細胞が脂肪細胞の寒冷誘導型熱産生を調節し、脂肪酸酸化、エネルギー消費、体重減少に影響を及ぼすことを明らかにしました。
①事前情報 :
寒冷刺激に対する交感神経の活性化は、脱共役タンパク質1 (UCP1)の発現を介して脂肪細胞の熱産生を増加させます。脂肪細胞がUCP1を発現する傾向は、性別や脂肪の蓄積場所により異なり、脂肪組織の微環境により影響を受けます。
②行ったこと :
研究者たちは、寒冷条件下でメスのマウスの皮下白色脂肪組織（scWAT）におけるUCP1の発現を乳腺の管状上皮細胞がどのように調節するかを調査しました。
③検証方法 :
研究者たちは単一細胞RNAシークエンシングを用いて、寒冷条件下でUCP1の発現を制御する分泌因子をコードする遺伝子転写物を識別しました。また、全組織の免疫蛍光を3Dで視覚化して、交感神経と管腔の接触点を観察しました。
④分かったこと :
研究では、腺管腔上皮のサブタイプが、寒冷条件下で脂肪細胞のUCP1発現を制御する分泌因子、すなわち「マンモカイン」をコードする遺伝子転写物を発現することが分かりました。交感神経によって活性化された乳腺管は、マンモカインのリポカリン2を介してUCP1の発現を制限します。
⑤独創的なところ :
この研究は、乳腺管の腺腔上皮が腺肪組織の制御において重要な役割を果たすことを興味深く示しており、「マンモカイン」の概念を紹介しています。
応用
この研究の成果は、脂肪組織における熱産生と脂肪酸酸化を強化することにより、肥満や代謝異常症の対象となる治療法の開発に寄与する可能性があります。
PDS70円盤の地球型惑星形成帯の水
Water in the terrestrial planet-forming zone of the PDS 70 disk | Nature
本研究は、PDS 70系の内部ディスクに水が存在することを報告し、それが地球型惑星の形成に貢献する可能性のある現地での水の形成を示唆しています。
事前情報
地球型やネプチューン下の惑星は、原始惑星ディスクの内部領域で形成されると考えられています。水はこのプロセスに重要な役割を果たしますが、その起源（現地で形成されたのか、外部ディスクから輸送されたのか）はまだはっきりしていません。
行ったこと
研究者たちは、大きな惑星によって彫られたギャップで知られるPDS 70系に焦点を当て、その内部ディスクにおける水の存在と起源を調査しました。
検証方法
研究者たちは、ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡（JWST）の観測結果を用いてPDS 70系を研究しました。
分かったこと
研究者たちは、PDS 70の内部ディスクに水の存在の証拠を見つけました。水蒸気の柱密度は、O、H2、および/またはOHを含む反応を通じた現地での形成と、水の自己遮蔽による生存を示唆しています。CO2放出の存在がこれを支持しています。ダストの遮蔽と外部ディスクからのガスとダストの補給が、水貯蔵池の維持に役立つ可能性があります。
この研究の面白く独創的なところ
この研究は、原始惑星ディスク内における水の現地での形成の直接的な証拠を示すことで、惑星形成についての我々の理解に貢献している点で革新的です。
応用
これらの調査結果は、惑星形成や生命を維持する環境に必要な条件についての理解を深めることができ、地球外生命の探求に影響を及ぼす可能性があります。
S/G2期におけるCDK4/6活性の消失は細胞周期の逆転をもたらす
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06274-3
増殖を決定する制限点（R点）は可逆であることを明らかにしました。細胞の分裂が初めて発生するまで、全ての細胞はミトーゲン（細胞分裂を促す物質）がなければ細胞周期から脱出します。
①事前情報：
従来、細胞周期の制限点において細胞の増殖が不可逆的に決定されると考えられていました。この過程では、ミトーゲンシグナルがCDK2とRbタンパク質との間の正のフィードバックループを通じて、上流のミトーゲンシグナルがなくてもCDK2活性を維持できるとされてきました。
②行ったこと：
この研究では、細胞が増殖を決定する制限点が実際には完全に可逆であることを示しました。
③検証方法：
細胞の分裂が初めて発生するまで、全ての細胞がミトーゲンがなければ細胞周期から脱出するかどうかを検証しました。
④分かったこと：
細胞はミトーゲンとCDK4/6の活性がなければ、細胞周期の間、CDK2活性とRbタンパク質のリン酸化を維持することができません。結果として、ミトーゲンシグナリングが失われると、細胞の進行に2時間の遅延が生じると、細胞周期の脱出が引き起こされます。
⑤この研究の面白く独創的なところ：
これまでの教科書モデルに反して、細胞の増殖決定が全ての細胞にとって可逆であるという新たな発見があります。また、CDK4/6の活性がSおよびG2期においても重要であることが判明しました。
応用
この研究の結果は、細胞増殖や細胞周期の制御に関する理解を深め、がんやその他の細胞増殖関連疾患の治療法の開発に貢献する可能性があります。
火星の砂丘、氷河期の終焉に伴う風体制の変化を示す
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06206-1
火星の最近の「氷河期」の終わりとそれに続く気候変動の証拠を、中国の探査ローバー「Zhu Rong」による現地の観察で初めて確認しました。
①事前情報：
火星の軌道観測からは、約40万～210万年前の「氷河期」があり、その後、気候が穏やかになったことが示唆されています。しかし、中緯度以南の実際の地表観測が行われておらず、大気の循環モデルとの整合性を確認する必要がありました。
②行ったこと：
火星の「Utopia Planitia」に着陸した「Zhu Rong」ローバーによる現地の観察から、氷河期の終わりとそれに続く気候変動の証拠を探しました。
③検証方法：
探査ローバーは、風によって形成された砂丘や地形、風向きの変化、表面変化の証拠など、風成の地形とそれらの成因を調査しました。これらの観察結果を大気の循環モデルと比較しました。
④分かったこと：
砂丘の形成と風向きの変化から、氷河期の終わりとそれに続く気候変動の証拠を見つけることができました。これらの観察結果は、火星の極地の地層記録と整合性があり、火星の古気候の理解を深めることにつながります。
⑤この研究の面白さと独創的なところ：
火星の地表を直接観察することにより、火星の最近の氷河期とそれに続く気候変動の証拠を初めて確認しました。これは、火星の古気候の研究に新たな光を投げかける重要な発見です。
応用
この研究は、火星の気候変動の理解を深め、将来の火星探査や火星の潜在的な植民地化計画に対する影響を評価するための重要な情報を提供します。
地球中心に向かって高まる内核の微細スケール不均質性
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06213-2
地球の内核の微細な異質性を観測し、その構造を3次元モデル化した研究です。これにより内核の成長と進化の理解が深まりました。
事前情報
地球の内核は固体化する際にテクスチャ（構造）を獲得し、そのテクスチャは地球の内核の成長を記録し、地球力学的な力やトルクに応答して地質学的な時間で変化します。
行ったこと
地震による地震波を用いて内核の構造を観測し、地球の内核の微細な異質性の3次元モデルを作成しました。
検証方法
地下核爆発からの微小な信号を検出するために設計された小口径地震アレイのグローバルなアレイから作成した新たなデータセットを用いました。
分かったこと
内核の散乱は全てのロングチュードと緯度で存在し、それは内核の境界から500-800kmの深さで大幅に増加します。この深い内核での強化された散乱は、遅延核生成に続く急速な成長の時代と互換性があります。
この研究の面白く独創的なところ
地下核爆発からの微小な信号を検出するために設計された装置を利用し、地球の内核の微細な異質性を3次元で観察・モデル化することで、地球の内核の構造とその成長の歴史をより具体的に理解しました。
応用
この研究は地震予知や地震防災、地質学的な研究など、地球内部の理解を深めることが求められる様々な分野に貢献できます。
最後に
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