論文まとめ83回目 NATURE Communications(科学) 2023/9/1
「細胞の死ぬメカニズムの一端！」
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
Unconventional specular optical rotation in the charge ordered state of Kagome metal CsV3Sb5
カゴメ金属CsV3Sb5の電荷秩序状態における特異な鏡面光学回転
「この研究はまるで、"光のダンスフロア"で新しいダンスステップを発見したようなもの。みんなが「あ、この光、こう動くんだろ？」と思っていたけど、実は全然違う新しい動きをしていたんだ。そして、それが何に使えるかというと、未来の高速インターネットやセンサー技術に使えるかもしれない。まるで新しいダンスステップが流行すると、ダンス界が盛り上がるように、この発見もテクノロジー界を盛り上げる可能性があるんだ！」
CENP-E activation by Aurora A and B controls kinetochore fibrous corona disassembly
オーロラAおよびBによるCENP-Eの活性化がキネトコア線維状コロナの解体を制御する
「この研究は細胞の「引っ越し業者」がどうやって家具（染色体）をきちんと新しい家（細胞）に運ぶのかを解明しました！」
Nacα protects the larval fat body from cell death by maintaining cellular proteostasis in Drosophila
Nacαはショウジョウバエの細胞プロテオスタシスを維持することで幼虫の脂肪体を細胞死から守る
「Nacαっていうたんぱく質が少なくなると、脂肪細胞は「もうダメだ～」ってなって自分で死んじゃうんだよ。これがわかれば、なぜ人の細胞が死んじゃうのかも解明できるかも！」
Suppression of alpha-carbon racemization in peptide synthesis based on a thiol-labile amino protecting group
チオール標識性アミノ保護基を用いたペプチド合成におけるα-炭素ラセミ化の抑制
「この研究は、ペプチド（たんぱく質の小さい親戚）を作る際に起こりがちな面倒な副作用を減らす新しい材料（DNPBS）を見つけました。つまり、よりクリーンで短時間でペプチドが作れます。これが成功すれば、薬作りがもっと安全かつ効率的になるでしょう！」
Integration of microbattery with thin-film electronics for constructing an integrated transparent microsystem based on InGaZnO
InGaZnOに基づく集積化透明マイクロシステム構築のためのマイクロバッテリーと薄膜エレクトロニクスの統合
「この研究は、透明なスマホや未来のスマートホームにピッタリな「透明な全機能電子システム」を作っちゃいました！全部の部品が「IGZO」というスーパー素材で作られているから、工場での製造もラクラク。要するに、これ一つでバッテリーも、センサーも、トランジスタもバッチリ。カッコいい未来のガジェットがさらに手に入りやすくなるかも！」
Acquired miR-142 deficit in leukemic stem cells suffices to drive chronic myeloid leukemia into blast crisis
白血病幹細胞におけるmiR-142の欠損は慢性骨髄性白血病を芽球クリーゼに導くのに十分である
「この研究はまるで、"がんの警察"のような働きをするmiR-142がいなくなると、血液のがん（CML）がエスカレートして大変な状態になる、ということを発見しました。ちょうど警察がいないと、犯罪が増えるように。この情報は、新しい治療法を開発するのに役立つかもしれません。」
要約
カゴメ金属CsV3Sb5の電荷秩序状態における特異な鏡面光学回転
CsV3Sb5という特定の金属結晶で、光の回転方向が一定でない現象を発見。この現象は、これまで考えられていた理論とは異なる新しい物質的な配置によって起こると推測。
①事前情報 :
Kagome格子を持つ金属（AV3Sb5）は、非常に複雑な電子構造と物理的特性を持っている。特に、タイムリバーサル対称性（時空反転対称性）が壊れるとされていた。
②行ったこと :
1550 nmの波長でCsV3Sb5結晶に光を照射し、その光の回転方向（Kerr効果）を測定。
③検証方法 :
光の回転方向と、外部からかけられた磁場との関係を詳細に調べる。
④分かったこと :
CsV3Sb5では、これまで考えられていたようなタイムリバーサル対称性が壊れる現象ではなく、新しい種類の物質的な配置が光の回転方向に影響を与える。
⑤この研究の面白く独創的なところ :
新しい物質的な配置が光の性質にどう影響するかを発見した点。
応用先
新しいタイプの光学素材、特に光通信やセンシングに関連する技術に応用可能。
オーロラAおよびBによるCENP-Eの活性化がキネトコア線維状コロナの解体を制御する
https://www.eurekalert.org/news-releases/1000123
細胞分裂の際に重要な役割を果たす「繊維性コロナ」がどのように解体されるのかを調査しました。その鍵となるのは、Aurora A/Bキナーゼという酵素とCENP-Eという分子です。
①事前情報 :
繊維性コロナは細胞が分裂する際に、染色体が正確に分かれるようにする重要な構造です。しかし、このコロナがいつ、どのように解体されるのかは未知でした。
②行ったこと :
Aurora A/BキナーゼがCENP-Eという分子に作用することで、繊維性コロナの解体が制御されるという仮説を立て、実験で検証しました。
③検証方法 :
突然変異誘発、RNAi、化学的阻害、およびライブセルイメージングを用いて、CENP-Eのリン酸化がどのように働くのかを調査しました。
④分かったこと :
Aurora A/BキナーゼがCENP-Eをリン酸化することで、繊維性コロナは適切なタイミングで解体されます。
⑤独創的なところ :
細胞分裂において謎だった「繊維性コロナ」の解体メカニズムを、分子レベルで初めて明らかにしました。
応用
がんや先天性疾患など、細胞分裂に関わる疾患の診断や治療に貢献する可能性があります。
Nacαはショウジョウバエの細胞プロテオスタシスを維持することで幼虫の脂肪体を細胞死から守る
研究者たちは、果実蝿（Drosophila）の脂肪細胞に特化して「Nacα」というたんぱく質が減少すると、その細胞が死んでしまうことを発見しました。
事前情報
細胞がうまく機能するためには、たんぱく質の生成、構造、動きが重要（プロテオスタシスと呼ばれる）。しかし、このプロテオスタシスがうまくいかないと細胞は死んでしまう。
行ったこと
研究者たちは、Nacαというたんぱく質が少ない果実蝿の脂肪細胞に何が起きるのかを調べました。
検証方法
果実蝿の脂肪細胞でNacαの量を人工的に減らし、細胞の反応や変化を観察した。
分かったこと
Nacαが少なくなると、脂肪細胞は死んでしまう。特にJNKとp53というシグナル経路が活性化し、細胞死が進む。
この研究の面白く独創的なところ
この研究は、特定の細胞（果実蝿の脂肪細胞）がなぜ死ぬのか、その詳細なメカニズムまで明らかにしました。
応用
この知見は、人間の病気における細胞死のメカニズムを理解するための一歩となるかもしれません。
チオール標識性アミノ保護基を用いたペプチド合成におけるα-炭素ラセミ化の抑制
この研究では、SPPS（固相ペプチド合成）のための新しいアミノ酸のα-アミノ基の保護基としてDNPBSが導入されました。DNPBSは、FmocやBocよりも副生成物を最小限に抑え、ほぼ中性条件下で容易に除去できます。
①事前情報：
従来、FmocとBocがSPPSで最も広く使用されていますが、これらはα-C不斉化やアスパルチミド生成などの問題を引き起こします。
②行ったこと：
研究者はチオール感受性の保護基である2,4-ジニトロ-6-フェニル-ベンゼンスルフェニル（DNPBS）を合成し、SPPSでの有効性をテストしました。
③検証方法：
DNPBSは合成され、アミノ酸のα-アミノ基に結合されました。その後、従来のFmocおよびBoc方法と比較してSPPSでの有効性が評価されました。DNPBSは1M p-トルエンチオール/ピリジンで数分で除去できました。
④分かったこと：
DNPBS SPPSは、FmocやBoc法に比べて、α-C不斉化やアスパルチミド生成などの副反応が少なかった。
⑤この研究の面白く独創的なところ：
DNPBSとFmocは直交性のある保護基であるため、両方を組み合わせて、従来の方法では得られなかった複雑なペプチドを合成することができます。
応用
DNPBS法は、不純物が少ない複雑なペプチドを合成するために、製薬業界での応用が期待されます。これにより、より効果的で安全な薬が開発される可能性があります。
InGaZnOに基づく集積化透明マイクロシステム構築のためのマイクロバッテリーと薄膜エレクトロニクスの統合
研究者たちは、IGZOを機能材料として用いて、リチウムイオン電池、薄膜トランジスタ、光検出器を一つの透明なマイクロシステムに統合。この統合システムは、協調して良好な性能を発揮し、製造過程も単純化。
①事前情報：
透明な電子機器は多くの応用がありますが、効率的に各種の部品（例えば、電源やセンサー）を統合する課題がある。大抵のシステムでは、すべての主要部品に共通の機能材料がなく、製造過程が複雑化している。
②行ったこと：
研究チームは、IGZOを用いて透明なリチウムイオン電池（容量9.8 μAh cm−2）、薄膜トランジスタ（移動度23.3 cm2 V−1 s−1）、光検出器（感度0.35 A W−1）を作成し、一つのシステムに統合。
③検証方法：
各部品は、単一のガラス基板上に作成され、個々の性能指標と統合性能指標で評価された。
④分かったこと：
各部品は受け入れられる性能を示し、統合システムは協調して動作した。
⑤この研究の面白さと独創的なところ：
各部品は受け入れられる性能を示し、統合システムは協調して動作した。
応用
次世代の消費者エレクトロニクス（透明な携帯電話、スマートホームシステム）や高度なセキュリティ機能（見えないカメラなど）に応用可能。
白血病幹細胞におけるmiR-142の欠損は慢性骨髄性白血病を芽球クリーゼに導くのに十分である
この研究は、CMLという血液がんがなぜ制御可能な慢性期からより厳しい、しばしば致命的な爆発危機（BC）期に進行するのかを探っています。特にmicroRNAの一種であるmiR-142の役割に焦点を当てています。
事前情報
慢性骨髄性白血病は、9q34と22q11の染色体の交換から始まり、BCR-ABL1という問題のあるタンパク質を作ります。初期の慢性期はチロシンキナーゼ阻害剤（TKI）で治療可能ですが、病気が致命的な爆発危機期に進行する理由は完全には理解されていません。
行ったこと
研究者たちはmiR-142が欠けているマウスモデルを作り、病気が通常のmiR-142レベルを持つ対照マウスと比較してどのように進行するかを観察しました。また、両タイプのマウスにRNA-seq、代謝物プロファイリング、代謝機能アッセイも実施しました。
検証方法
RNAシーケンシングと状態遷移/相互情報解析は、バルクセルと単一セルの両方で行われました。代謝変化を評価するための代謝物プロファイリングが行われ、効果を逆転させるかどうかを見るために合成miR-142が導入されました。
分かったこと
miR-142が欠けているマウスは、はるかに迅速に爆発危機期に移行しました。これらのマウスの白血病幹細胞（LSC）は、増加した脂肪酸の酸化とミトコンドリア活動を示しました。
この研究の面白く独創的なところ
この研究は、microRNAの不足とCMLの進行とをユニークに結びつけており、非コードRNAが疾患にどのように寄与するかの理解を広げています。また、この形態の白血病と戦うための新たな、おそらくは治療可能なターゲットを識別しています。
応用
この発見は、miR-142の欠陥を対象とした治療法の開発につながる可能性があり、現在の治療法に対する代替手段を提供できます。
最後に
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