論文まとめ155回目 SCIENCE(科学) 2023/11/08～
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
Open science discovery of potent noncovalent SARS-CoV-2 main protease inhibitors
オープンサイエンスによる強力な非共有結合型SARS-CoV-2主要プロテアーゼ阻害剤の発見
「世界中の研究者が力を合わせて、コロナウイルスの主要な酵素をブロックする新薬を発見した冒険譚」
Aster-dependent nonvesicular transport facilitates dietary cholesterol uptake
アスター依存の非小胞輸送が食事由来のコレステロール摂取を促進
「食べたコレステロールがどうやって体内に吸収されるかの謎を解明する新たな発見」
Quantum control of trapped polyatomic molecules for eEDM searches
eEDM探索のための多原子分子の量子制御
「物質と反物質の不均衡を探るために、超低温の多原子分子を精巧にコントロールする新技術」
Prediction-powered inference
予測力を活用した推論
「機械学習を使って得たデータから、より信頼できる科学的結論を導き出すための新しい方法」
Rapid bacteria-phage coevolution drives the emergence of multiscale networks
迅速なバクテリア-ファージの共進化が多層的ネットワークの出現を促進
「バクテリアとファージの相互作用がどのようにして生態系内で複雑な関係網を形成するかを明らかにした研究」
Plant size, latitude, and phylogeny explain within-population variability in herbivory
植物の大きさ、緯度、系統が集団内の草食変動を説明する
「植物がどのように草食動物の攻撃にさらされるかは、植物の種類やサイズ、生息地によって大きく変わる」
要約
オープンサイエンスとクラウドソーシングを駆使した新しいコロナウイルス治療薬の開発
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abo7201
この研究では、オープンサイエンスとクラウドソーシングを活用し、SARS-CoV-2の主要な酵素をターゲットとする新しい抗ウイルス薬の発見と開発が行われました。
事前情報
COVID-19はグローバルなパンデミックとなり、効果的な治療薬の欠如がその拡大を助長しました。
行ったこと
研究チームは、SARS-CoV-2の主要プロテアーゼ（Mpro）をターゲットとする新しい抗ウイルス薬の開発を目指しました。
検証方法
このプロジェクトでは、クリスタルグラフィックスクリーニングから得られたデータを基に、世界中からクラウドソーシングでアイデアを集め、非共有結合型の化合物を同定しました。
分かったこと
この取り組みにより、SARS-CoV-2のMproに強力に作用する非共有結合型で非ペプチド類似の化合物が発見されました。これは、新しい抗ウイルス薬の開発において有望な出発点です。
この研究の面白く独創的なところ
このプロジェクトは、オープンサイエンスのアプローチと多様なデザイン手法を用いるクラウドソーシングを活用した点が特筆されます。
この研究のアプリケーション
この研究の成果は、将来のパンデミック対策や、他の新しい抗ウイルス薬の開発に役立つ知見を提供します。
食事由来のコレステロール吸収に重要な新しいタンパク質の役割の発見
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adf0966
この研究は、食事由来のコレステロールが腸から吸収されるメカニズムとして、アスターBとアスターCというタンパク質が重要な役割を果たしていることを明らかにしました。
事前情報
食事由来のコレステロールの吸収は、血中コレステロール濃度に大きく影響し、心血管疾患のリスク因子とされています。
行ったこと
研究チームは、NPC1L1というタンパク質が関与するコレステロール吸収の初期段階に続くプロセスを調査しました。
検証方法
遺伝子改変マウスモデル、細胞アッセイ、構造生物学などを用いて、アスターBとアスターCの役割を解明しました。
分かったこと
アスターBとアスターCが小腸でコレステロールを細胞の外側から小胞体へ移動させる重要な役割を担っていることが判明しました。アスターを欠損させたマウスはコレステロールの吸収が阻害され、食事による高コレステロール血症から保護されました。
この研究の面白く独創的なところ
アスターBとアスターCという新たなタンパク質が、コレステロール吸収プロセスにおいて重要な役割を果たしていることの発見です。
この研究のアプリケーション
この発見により、新たなコレステロール吸収阻害薬の開発が可能になり、高コレステロール血症の治療に新たな道が開かれるかもしれません。
量子物理学の基本問題を解明するために多原子分子の精密な制御に成功
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adg8155
この研究は、物理学の基本問題を探求するために、カルシウムモノヒドロキシドという多原子分子の量子状態を精密に制御する方法を開発しました。
事前情報
超低温の分子は、物理学の基本問題、特に電子の電気双極子モーメント（eEDM）の精密測定に有望とされています。
行ったこと
研究チームは、カルシウムモノヒドロキシドという多原子分子において、個々の量子状態のコヒーレント（一貫した）制御を実現しました。
検証方法
超低温状態のカルシウムモノヒドロキシド分子を、光学的にトラップし、特定の量子状態に準備し、eEDMに敏感な状態に転送して電子スピン歳差運動の測定を行いました。
分かったこと
この技術により、eEDMの探索に必要な長時間のコヒーレンスを実現し、多原子分子を用いたeEDM探索の新たな道を開きました。
この研究の面白く独創的なところ
従来難しいとされていた多原子分子の精密な量子制御を初めて実現し、物理学の基本問題解明に寄与する可能性を示した点です。
この研究のアプリケーション
この技術は、量子科学や標準模型を超える物理学の探索において重要な役割を果たす可能性があります。
機械学習の予測力を統計的推論に応用する新しいフレームワークの開発
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adi6000
この研究は、機械学習システムからの予測を使用して、科学的な統計推論において有効な信頼区間とP値を構築する新しい手法を紹介しました。
事前情報
従来の統計手法は、機械学習から派生したデータの処理において統計的妥当性を欠くことがあります。
行ったこと
研究チームは「予測力を活用した推論」と呼ばれるプロトコルを導入し、機械学習予測を利用して科学的推論を行う新しい方法を開発しました。
検証方法
実際のデータセットを用いて、このフレームワークが平均値、分位数、線形およびロジスティック回帰係数の有効な信頼区間を計算できることを示しました。
分かったこと
この方法は、機械学習アルゴリズムに関する仮定をせずに、より正確な予測が可能であり、信頼区間を小さくすることができます。
この研究の面白く独創的なところ
従来の統計的推論の限界を克服し、機械学習の予測を科学的な推論に統合する新しい方法論を提案した点です。
この研究のアプリケーション
このフレームワークは、プロテオミクス、天文学、ゲノミクス、リモートセンシング、国勢調査分析、生態学など幅広い分野でのデータ分析と科学的結論の導出に応用可能です。
迅速な共進化が複雑な生態系ネットワークを生み出す
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adi5536
本研究では、バクテリアとファージの迅速な共進化がどのようにして複雑な生態系内の相互作用ネットワークを形成するかを実験的に解明しました。
事前情報
種間の相互作用は、ネスト型（特定の種とのみ相互作用）とモジュラー型（特定のグループ内での相互作用）の複雑なネットワークを形成します。
行ったこと
研究チームは、バクテリアとファージの一種の単純な生態系を用いて、このような多層的な相互作用ネットワークがどのように発展するかを調査しました。
検証方法
実験室内での共進化を通じて、大腸菌とファージΦ21が複雑な感染ネットワークを形成する過程を追跡しました。
分かったこと
たった21日間の共進化で、バクテリアとファージは多様化し、複雑なクロスインフェクションネットワークを形成しました。
この研究の面白く独創的なところ
単純な実験室条件下での迅速な共進化が、複雑な生態系ネットワークを形成するメカニズムを明らかにした点です。
この研究のアプリケーション
この発見は、ファージ療法などの応用において有用なモデルシステムとなる可能性があります。
植物の種類、大きさ、分布地によって異なる草食動物の食害パターン
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.adh8830
この研究では、世界各地の790箇所で植物の草食被害のバリエーションを調査し、植物の大きさや分布する緯度、系統によって草食被害が異なることを明らかにしました。
事前情報
植物と草食動物の相互作用は生態系の重要な部分であり、その強度は非常に変動しやすい。
行ったこと
研究チームは、植物と草食動物の相互作用がどのように変動するかを理解するために、大規模な調査を行いました。
検証方法
503種の植物に対する草食の調査を116度の緯度にわたる790箇所で実施しました。
分かったこと
草食の変動は緯度によって増加し、植物のサイズが小さいほど草食の変動が大きく、また系統によっても構造化されていることがわかりました。
この研究の面白く独創的なところ
植物と草食動物の相互作用の変動が、植物の進化や生態的安定性にどのように影響するかを明らかにした点です。
この研究のアプリケーション
生態系の機能と進化を理解する上で、植物と草食動物の相互作用の変動を考慮することが重要であると示唆しています。
最後に
本まとめは、フリーで公開されている範囲の情報のみで作成しております。また、理解が不十分な為、内容に不備がある場合もあります。その際は、リンクより本文をご確認することをお勧めいたします。