論文まとめ140回目 Nature 2023/10/25~
がん細胞の「甘い」弱点を発見
新型精子特異的ナトリウム/水素イオン交換輸送体の構造解明
ドロソフィラの報酬システムを解析し、報酬を追求する行動の神経メカニズムを解明
Leishmania寄生虫が遺伝的に交配する手助けとしてホストの天然IgM抗体を利用していることの発見
電子回折パターンの不明確な強度の起源を解明電子回折のミステリー、明らかに！
果実のような目：一つの光受容体が二つの異なる信号を伝達する
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
Disruption of sugar nucleotide clearance is a therapeutic vulnerability of cancer cells
がん細胞における糖ヌクレオチドのクリアランスの障害は治療上の脆弱性である
「がん細胞には特定の糖の代謝経路に関連する「甘い」弱点があり、この弱点を攻撃すれば、通常の細胞に大きなダメージを与えずにがん細胞を攻撃できる可能性があるという発見をしました。」
Structures of a sperm-specific solute carrier gated by voltage and cAMP
電圧とcAMPによってゲートされる精子特異的溶質キャリアの構造
「自然界の「分子レゴ」、精子の動きと男性の生殖能力に必須な機構を持った輸送体を発見！」
Dopaminergic systems create reward seeking despite adverse consequences
逆境の中でも報酬を求めるドーパミン系
「「なぜリスクを冒してでもご褒美を追い求めるのか？」ドロソフィラ（果実蝿）の脳を使って、その答えを探った研究です。」
Leishmania genetic exchange is mediated by IgM natural antibodies
Leishmaniaの遺伝子交換はIgM天然抗体によって媒介される
「人や動物の体内に生息するLeishmaniaという寄生虫が、遺伝的情報を交換する際に、私たちの体が持っている特定の抗体を使って交配のサポートをしていることが明らかになりました。これはまるで、友達が恋人を探してくれるようなものですね！」
On the origin of diffuse intensities in fcc electron diffraction patterns
fcc電子回折パターンにおける不明確な強度の起源について
「fcc材料の電子回折パターンにおける不明確な強度の原因となる多くの現象について、これらの強度が高次のLaueゾーンからの反射によるものであることを示唆しています。」
A single photoreceptor splits perception and entrainment by cotransmission
一つの光受容体が共伝達によって知覚と同調を分ける
「ショウジョウバエの目は、映像と日時を同時に認識する仕組みを持っている。それは、同じ光受容体が２つの異なる伝達物質を使って、異なる情報を伝えることによって達成されている。」
要約
がん細胞における糖ヌクレオチドのクリアランスの障害は治療上の脆弱性である
がん細胞と正常な細胞の間で代謝の違いを特定し、それを利用してがん細胞のみを標的とする治療法の可能性を探求する研究。特定の糖ヌクレオチド代謝経路に関連する酵素の重要性を明らかにし、その情報を元にがん細胞の弱点を特定した。
事前情報
がん細胞と正常な細胞の代謝の違いを特定することは治療のための重要な手がかりとなる。
行ったこと
がん細胞と正常細胞の糖ヌクレオチド代謝経路に関する酵素の役割とその関係性を詳細に調査。
検証方法
条件付きで必要な代謝酵素の体系的な調査を行い、その中でUXS1という酵素の役割と、それに続く酵素UGDHの関係を調査。
分かったこと
UGDH酵素の高い発現を持つ細胞は、UXS1酵素に依存している。これは、UXS1がUGDHによって生成されるUDP-glucuronic acid (UDPGA)の過剰な蓄積を防ぐためである。UDP-glucuronic acidの過剰な蓄積は細胞のゴルジ体の形態や機能に悪影響を及ぼし、細胞の信号伝達能力を低下させる。
この研究の面白く独創的なところ
特定の酵素の相互作用とそれががん細胞の生存に及ぼす影響を明らかにすることで、新しい治療のアプローチの可能性を示唆している。
この研究のアプリケーション
この研究の知見をもとに、UGDHの高い発現を持つがん細胞を標的とする新しい治療法や薬の開発が期待される。
電圧とcAMPによってゲートされる精子特異的溶質キャリアの構造
研究者たちは新しく特定された精子特異的なナトリウム/水素イオン交換輸送体のユニークな三部構造を解明し、その動作機構と新しい避妊薬の開発への応用可能性を示唆しています。
事前情報
溶質キャリア（SLCs）は膜トランスポーターの最大のクラスであり、多岐にわたるジェノム、機能、構造の変異を示す。
行ったこと
研究者たちは海胆のSpSLC9C1の構造を解明し、それがどのように電圧センサーによって活性化され、そしてシクリックAMPによってどのように調節されるのかを調査しました。
検証方法
研究者は、リガンドの有無でのsea urchin SpSLC9C1の構造を決定し、そのドメインの配置と新しい構造的カップリング要素を明らかにしました。
分かったこと
この新しいナトリウム/水素イオン交換輸送体は、独自の三部構造を持ち、電圧センシングドメインとシクリックヌクレオチド結合ドメインによって制御されています。この輸送体は、特定の環境や細胞のニーズに対応するために、独立して進化した機能ユニットを組み合わせた「分子レゴ」として説明することができます。
この研究の面白く独創的なところ
通常、イオンチャネルで見られるような電圧センシングドメインやシクリックヌクレオチド結合ドメインを持つ、新型の精子特異的なナトリウム/水素イオン交換輸送体の発見です。
この研究のアプリケーション
この新しく発見された構造は、新しい避妊薬の開発のための潜在的なプラットフォームとしての可能性を持っています。
逆境の中でも報酬を求めるドーパミン系
この研究では、ドロソフィラのドパミン系がどのように報酬を追い求める行動を生み出すのかを明らかにしました。特定のドーパミンニューロンを活性化すると、食糧を放置しても、電気ショックの罰を受けても、報酬を追求する行動が観察されました。
事前情報
報酬を追求する行動は、通常、生理的ニーズや危険の脅威によって制約されます。しかし、これらの制御の喪失は、病的な報酬追求と関連しています。
行ったこと
ドロソフィラのドーパミンニューロンの特定のサブセットを光遺伝学的に活性化し、それが報酬追求行動にどのように影響するかを調査しました。
検証方法
ドロソフィラに特定の臭いと光遺伝学的なドーパミンニューロンの活性化をペアリングし、その後の行動変化を観察しました。
分かったこと
特定のドーパミンニューロンの活性化によって、飢餓状態のドロソフィラが食糧を放置し、電気ショックの罰を受けても報酬を追求する行動が生じることが明らかになりました。
この研究の面白く独創的なところ
ドロソフィラの比較的単純な神経システムを使用して、報酬追求の複雑な神経メカニズムを詳細に解析しました。これにより、報酬を追求する動機の背後にある生物学的基盤を深く理解することができるでしょう。
この研究のアプリケーション
この知見は、報酬を追求する行動や中毒のメカニズムの解明、そしてそれらの状態の治療方法の開発に役立つ可能性があります。
の遺伝子交換はIgM天然抗体によって媒介される
この研究では、Leishmania寄生虫の遺伝子交換を促進するホストの要因を明らかにしました。特に、天然のIgM抗体が寄生虫同士のクランプ形成を促進し、これによって交配とハイブリッド形成が容易になることが示されました。
事前情報
Leishmaniaの遺伝的交換を媒介するホスト因子は、これまで明確には定義されていませんでした。
行ったこと
Leishmania寄生虫の表面と天然IgM抗体の相互作用を研究し、この相互作用が寄生虫の遺伝的交換にどのように関与するかを解明しました。
検証方法
寄生虫の表面とIgM抗体の結合を調べ、また、寄生虫のクランプ形成やハイブリッド形成の過程をin vitro（試験管内）とin vivo（生体内）で検証しました。
分かったこと
天然IgM抗体は、Leishmania寄生虫の表面に結合することで、寄生虫同士が一時的にクランプを形成することを促進し、このクランプ形成が遺伝的交換の鍵であることが明らかになりました。
この研究の面白く独創的なところ
Leishmania寄生虫がホストの天然抗体を利用して遺伝的交換を助けるという、寄生虫、ホスト、昆虫ベクトルの新しい相互依存のパラダイムを確立しました。
この研究のアプリケーション
この発見は、Leishmania寄生虫の遺伝的多様性や適応能力に関する理解を深めることで、新しい治療方法や予防策の開発に繋がる可能性があります。
fcc電子回折パターンにおける不明確な強度の起源について
fcc材料の電子回折パターンにおける不明確な強度の原因となる多くの現象について、これらの強度が高次のLaueゾーンからの反射によるものであることを示唆しています。
事前情報
多原子の試料で電子回折パターンの不明確な強度を解釈することは難しい。これまで様々な理由が提案されてきたが、確定的な結論は出ていなかった。
行ったこと
電子回折パターンの中から特定の不明確な強度を選び、その原因となる現象を探った。
検証方法
様々なfcc材料を用いて電子回折実験を行い、得られるパターンを理論的に解釈した。
分かったこと
不明確な強度は、高次のLaueゾーンからの反射が原因であり、これはfcc材料に普遍的であ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
従来疑問視されていた電子回折パターンの不明確な強度の正確な起源を、一般的なfcc材料において明らかにしたこと。
この研究のアプリケーション
材料科学や物理学の研究において、電子回折パターンの解析がより正確に行えるようになり、新しい物質や構造の解明に貢献する可能性がある。
一つの光受容体が共伝達によって知覚と同調を分ける
https://neuropsi.cnrs.fr/en/photoreceptor-neurotransmitters/
ショウジョウバエのR8光受容体は、ヒスタミンとアセチルコリンという２つの神経伝達物質を共伝達し、映像の知覚と日時の同調という異なる情報を分けて伝達することが判明しました。
事前情報
目は映像の知覚と、照明の強度に基づく体内時計の同調の２つの異なるタスクを持っている。これまで、これらのタスクは異なる光受容体によって達成されていると考えられていた。
行ったこと
ショウジョウバエのR8光受容体がどのように映像の知覚と体内時計の同調を同時に達成しているかを調査しました。
検証方法
ショウジョウバエのR8光受容体の伝達物質と、その受容体に応答するニューロンの反応を調査しました。
分かったこと
R8光受容体はヒスタミンとアセチルコリンという２つの神経伝達物質を使って、映像の知覚と体内時計の同調という異なる情報を伝達していることが分かりました。
この研究の面白く独創的なところ
同じ光受容体が２つの異なる神経伝達物質を使って、２つの異なる情報を伝えることができるという新しい発見である。
この研究のアプリケーション
この知識は、人間の目や他の動物の目の研究においても、映像と体内時計の同調の仕組みの理解を深めるのに役立つ可能性がある。
最後に
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