イヌにも感情がある、MRIで確認

スイス、チューリッヒ大学の研究者らはイヌが人間をだますような行動をとることがあるかどうかについて研究を行ったところ、自分に好意を持っていない人間の注意をそむけさせ、そのすきに自分に好意を持っている人間からエサをもらうように振る舞うことが観察されました。つまり、自分をかわいがってくれる人の機嫌は取り、自分をかわいがってくれない人は欺こうとする行動を取ることがわかったのです。その他、イヌは明確に人間に指示を出されなくても、その場の状況を判断して的確に行動する推論能力があることや、非協力的な人間を嫌うことを示した研究もあります。

イヌと暮らしている人にとっては、イヌに感情がある、ということは当たり前すぎる事実だと感じられますが、イヌに感情があることを科学的に証明することは非常に難しい問題です。

米国エモリー大学の研究者らはMRI(磁気共鳴画像装置)でイヌを検査したところ、イヌはごほうびがもらえると期待した時には脳の尾状核という部位で、快楽の神経伝達物質ドーパミンに関係する細胞が活発に活動することがわかりました。  飼い主は、イヌにエサをあげる時や、頭をなでる時にイヌが反応するため、それを感情と考えますが、科学的には報酬に対する単なる反応であると考えることもできます。

イヌで感情を確認するために、食べ物をあげる場合と単に褒める場合で脳の反応を比較しました。その結果、大半のイヌは、食べものと褒められることの両方に、同じ程度の反応を見せました。つまり、イヌはモノにつられない、人間とよく似た愛情のような感情を持っているようです。


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2018-01-30 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

イヌの歯の再生実験に成功

岡山大学の研究者らが理化学研究所と共同で、イヌの歯を再生する実験に成功しました。この研究は将来iPS細胞などから人の歯を再生する歯科治療などにつながると期待されています。  

研究チームは、生後30日のビーグル犬の子犬の乳歯の下から将来永久歯に成長する2種類の細胞を取り出し、これを組み合わせて培養して増やし、同じ子犬のあごへ戻す移植実験をしました。  

半年後には通常と全く違いの無い歯に成長し、あごの骨ともしっかりと結合していました。これまでマウスで歯を再生した実験はありましたが、マウスはげっ歯類で人間とは歯の生え方が異なります。イヌの歯は人間に近いので、イヌで歯の再生実験に成功したことで、今後、人の歯の再生治療も実現する可能性が高まりました。


2018-01-30 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

イヌが人懐こくなった理由は難病遺伝子

米国リンストン大学の研究者が、自身の飼いイヌの遺伝子型を調べる研究を行いました。

遺伝子的にはイヌとオオカミは近縁種です。一方で、イヌは人なつっこいですが、オオカミは人にはなつかず性格は大きく異なります。今回の研究で社交的なイヌでは、GTF2IとGTF2IRD1という2つの遺伝子に変異があることが明らかになり、この遺伝子の変化が人なつっこさを生み出している可能性が示唆されました。人間においてこれらの遺伝子変異は、ウィリアムズ症候群の原因とされています。

《ウィリアムズ症候群》 1961年に初めて報告された患者数の少ない珍しい遺伝子疾患であり、神経発達症に区分されます。妖精のような、と例えられる独特の顔つきを示します。 知能低下はありますが。言語は比較的良好で、むしろ知らない人にも陽気に多弁に話しかけます。発症率は1~2万人に一人です。治療法は存在していません。  

つまり、イヌが人なつっこいのは、人間におけるウィリアムズ症候群によるフレンドリーさと元は同じ、ということです。 この遺伝子変異がイヌに生じたのは1万年前頃と考えられています。おそらくは人間が自分になつくイヌを選択的に飼育し、結果として繁殖上で野生のイヌよりも有利になった結果、愛玩動物として改変された可能性があります。


2018-01-30 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 第687回 イヌはネコよりかしこい?

米国ヴァンダービルト大学などの国際共同研究チームによる研究でイヌの大脳皮質にあるニューロンの数は、ネコに比べて約2倍であることがわかりました。ニューロンは、脳内で情報の伝達を担う神経細胞で、動物の知性を正確に比較するための指標になると考えられています。

ヴォイニッチの科学書 第687回 イヌはネコよりかしこい?
大脳皮質ニューロンの電子顕微鏡写真

今回の研究で比較されたのは脳の最も外側にある大脳皮質のニューロン数です。これらのニューロンは視覚や触覚など外部から得た情報を統合して、意思決定や問題解決などを行う高度な機能を担っています。 ヒトの大脳皮質にあるニューロンの数は160億個ですが、イヌは5億個でアライグマやライオンも同等です。ネコは2億5000万個でクマも同程度です。人類に最も近いオランウータンやゴリラは80~90億個、チンパンジーは60~70億個です。霊長類以外の動物で最もニューロンが多いのはゾウで、56億個のニューロンを持っています。


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2018-01-30 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

珍渦虫(ちんうずむし)

筑波大学、国立遺伝学研究所、北海道大学、東京大学の研究グループは、西太平洋の日本近海で初めて、珍渦虫を採取することに成功し、それが新種であることを明らかにしました。

珍渦虫は1878年に初めて採集され、1949年に科学的に報告された珍しい海生生物で、脳などの集中神経系、肛門等を欠いた非常に単純な体を持っています。その後、2016年にアメリカ・メキシコ西海岸の東太平洋で4種の新種が報告されました。身体の長さは発見された場所により1センチから20センチと大きな幅があります。

生命として最低限の機能を持つ珍渦虫の単純な構造は、多くの動物の共通祖先の特徴を残している可能性があると考えられています。そのため、珍渦虫の研究をすることが、ヒトも含めて、現在生きている動物の起源や進化過程の解明につながると期待されています。しかし、珍渦虫はこれまでに全世界で5種しか報告されておらず、また、そのほとんどの種は採取が困難であるため、実験動物として扱いづらく、研究が進んでいないのが現状です。

成長の過程も不明で、生物系統的にもクラゲなどに近い原始的な動物であるという説と、現在生きている全動物の中で、ヒトを含む脊索動物に比較的近縁であるという説があり、どちらが正しいか、まだ解明されていません。

日本で採取された珍渦虫の体の構造を調べたところ、これまで珍渦虫から報告されていない新しい器官を発見しました。日本の2個体では前端に小さな孔が開いており、そこから後方へと続く構造が存在することが発見されたのです。この構造はこれまで発見された珍渦虫にも存在しているものでした。

珍渦虫(ちんうずむし)

こちらは珍渦虫に似ている山口県下関市のおかし「うにパイ」
うにぱい

ちなみに珍渦虫はヴォイニッチの科学書第439回、2013年4月6日号でも紹介していますので、採録します・・・当時はまだヨーロッパの海でしか発見されていない未知の生物でした。

ヴォイニッチの科学書 第439回 珍渦虫 2013年4月6日配信

珍渦虫はヨーロッパの海底だけで発見されている少数派生物です。目や生殖器官にような器官はなく、非常に単純な構造の体をしています。成熟しても体長は1~3センチメートル。見た目はゾウリムシを楕円形にしたような形です。分類上の位置づけは長年定まっていませんでしたが、最近はヒトを含む脊索動物門に比較的近い新しい動物門に分類する動きが出ています。

1878年にスウェーデンの海底の泥で見つけられたのが最初の1匹ですが、当時は成長の様子も全くわかっていませんでした。 筑波大学らの国際研究チームは、珍渦虫を繁殖期にあたる真冬にスウェーデンの西海岸の海底100メートルの泥から採取し観察を行いました。現地の海水を入れた水槽で飼うと、多数の卵と幼生のような9匹を発見することができました。発見した生物が珍渦虫の幼生であることは遺伝子解析で確認されました。幼生を発見したのは世界で初めてのことでした。

また、遺伝子解析も行いました。 幼生は楕円形で0.2ミリメートル程度。中枢神経、口、目、感覚器官、手足、腎臓などの内臓などは無く、体の表面にある繊毛を使い、回りながら泳いでいました。筋肉細胞や神経細胞は少ないものの成体とほぼ同じ位置に見つかりました。成体には口と行き止まりになった袋のような腸があります。生殖方法は不明です。 幼生は5日ほどたつと、筋肉を使って体を伸縮させたり水槽の底をはったりするようになりましたが、エサは食べず、卵の栄養を体内に蓄えて育っていました。幼生には口はなく、成体には口があって口に泥をふくんで栄養分だけを取り込んで生きていると推測されました。

幼生は8日ほどで死んでしまいましたので、口がどのようにしてできるのかは謎です。こんな単純な生物に進化生物学者が興味を持つのは、珍渦虫の研究が動物全体の共通祖先の解明につながる可能性があるからです。珍渦虫の成長過程から「人の遠い祖先も珍渦虫のように単純な幼生だった可能性があります。


2018-01-18 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

ナショナルジオグラフィック 2017年12月号 本当のイエス

ナショナルジオグラフィック 2017年12月号 本当のイエス

ナショナルジオグラフィック、2017年12月号読みました。特集は「本当のイエス」。

キリスト教徒ではないですし、考古学者でもないのですがとても興味深く読めた特集でした。

イエスキリストが実在したかどうかについて、日常生活で思いをめぐらせることはほぼありませんが、考古学者においてもイエスの史実を疑う人はいないようで、「証拠の不在は、不在の証拠ではない」という考古学の鉄則がイエスについても言えると考えられています。そもそもが、イエスキリストとはいえ、2000年前のある特定の一人がそこにいたかどうかを示す証拠が残っている方がむしろ捏造っぽくて、この点についていろいろな考古学的事実からイエスの足取りの真実性を探究している、というお話。

たとえば福音書に「大勢の人が癒やしを求めてイエスの元にやってきた」という記述があれば、2000年前のある特定の一人の前に無名の人々が集まった証拠はなくて当然だけれど、イエスにこだわらない一般的な考古学的調査によれば、イエスが生きていたと想定される頃のパレスチナでは重篤な皮膚病や結核が蔓延していたという事実はわかり、おそらくはその両者は結びつくのであろう、と。

日本では平家落人伝説、あるいはオリジナルの信濃前司行長の平家物語ではなく、吉川英治の新平家物語を史実として捉えて、そこに現在調べうる事実を充てていく的な、まるで推理小説を読む、あるいはフレームのあるガンプラを組み立てていくような面白さのある記事でした。やっぱ、歴史とか考古学とか面白いです。





2018-01-18 : 今日読んだ・・・ : コメント : 0 :

人工発酵

お酒やナタデココなどの発酵食品は、微生物が持つ酵素によって発酵で作られています。近年は発酵生産技術を拡張し、医薬品やバイオ燃料を合成しようとする分野が盛んになってきています。ですが、発酵は生物の営みですので、合成途中に微生物が死んでしまう問題や、何ができるかは生物次第という難点がありました。

慶應義塾大学の研究者らは、酵素を人工細胞(脂質二重膜小胞)に置き換えても効果的に化学変換が可能であることを示しました。今回の研究では納豆菌由来の酵素と、テキーラ醸造菌の酵素、そしてパン酵母の酵素を組み合わせた人工細胞で、乳酸からエタノール、つまりお酒を合成するという自然界にはない化学反応を実現しました。 人工細胞を用いた化学変換では10日間の反応で0.5%アルコールのお酒ができました。1%を超えると酒類として認定されます。


2018-01-18 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

フライト中にヒビを治すエンジン

物質・材料研究機構と横浜国立大学の共同研究チームが、人間の骨が自然治癒することにヒントを得た、き裂を速やかに自己修復する自己治癒セラミックスを開発しました。セラミックス内に「自己治癒エージェント」と呼ばれている元素の異なるセラミックスを分散させた構造をしています。

き裂が発生すると、自己治癒エージェントが外気の酸素と酸化反応し、生成した酸化物がき裂を完全に充填・接合し、強度を完全に回復することが可能です。セラミックスは高温に耐えるためジェット機やロケットのエンジン部材として期待が高い素材ですが、割れやすく信頼性が低い点を改善することが重要な課題でした。 同様の性質を持つ複合材料はすでに開発されていましたが、新材料はこれまで存在した自己修復能力を持つ複合材料よりも6万倍速い1分でき裂が自己修復されます。  

今後は新素材の産業界での実用化を加速するために、必要なデータベースの整備を推進するとともに、組成・組織・使用条件から治癒速度を予測可能な計算プラットフォームの開発が進められる予定です。


2018-01-17 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

ぜんそく遺伝子の発見

理化学研究所の研究チームは「国際共同研究トランスナショナルぜんそく遺伝学コンソーシアム」に参画し、新しいぜんそく関連遺伝子や、ぜんそくと免疫系との関係などの手がかりを発見したと発表しました。

ぜんそくは多くの原因が複合的に関係し合って発症する多因子疾患です。ぜんそくの罹患(りかん)率は、日本人では5~8%で、遺伝子の個人差によってぜんそくの発症率は1.5倍以上に高まると推測されています。ですが、遺伝子の個人差とぜんそくとの関係については不明な点が多く残されていました。

今回の国際的な共同研究では世界各国の14万人以上のデータを解析することで、ぜんそくのリスクとなる18の遺伝子領域と878の一塩基多型を見つけ出しました。 これらのぜんそく関連一塩基多型のリストを既存のデータベースと組み合わせて解析し詳しく調べたところ、自己免疫疾患や炎症性疾患の関連一塩基多型と多くのケースで一致していることが分かり、免疫の制御系とぜんそく発症との間には密接な関係があるらしいことも示されました。  

これらのデータを活用し、今後はぜんそく発症の詳しいメカニズムの解明や、メカニズムに関連した分子ターゲットの発見によって、ぜんそくに効果的な薬の創薬につながると期待できます。また、発見された一塩基多型は、ぜんそくの発症リスクを予測する疾患遺伝子マーカーとしての活用が考えられます。


2018-01-17 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 第686回 ダイソン球をまとう恒星?

ダイソン球(ダイソンきゅう、英: Dyson sphere)とは、恒星を卵の殻のように覆ってしまう仮説上の人工構造物。恒星の発生するエネルギーすべての利用を可能とする宇宙コロニーの究極の姿と言える。名前は高度に発展した宇宙空間の文明により実現していた可能性のあるものとしてアメリカの宇宙物理学者、フリーマン・ダイソンが提唱したことに由来する。(Wikipediaより)

ヴォイニッチの科学書 第686回 ダイソン球をまとう恒星?

ルイジアナ州立大学の天文学者タベサ・ボヤジアンがケプラー宇宙望遠鏡のデータの中から見つけ出した恒星ケプラーインプットカタログ8462852の話題が盛上がっています。というのも通称ボヤジアン星と呼ばれるこの星にはダイソン球を建造できるほどの文明があるのでは、と思われているからです。

2009年に打ち上げられたNASAのケプラー宇宙望遠鏡は4年間にわたって天の川銀河の狭い範囲を集中的に観測し、惑星のトランジヅトという現象を大量に発見しました。トランジット現象は地球から見た恒星のちょうど手前をたまたま惑星が横切り、星の光をさえぎることによって、星が暗くなったように見える現象です。恒星の明るさの変化をグラフにした光度曲線を見ると、惑星のトランジットがない場合はほぼ平坦な線になります。星の手前を惑星が横切ると光度曲線に惑星の公転周期に応じた規則正しいU字形の窪みができます。

ヴォイニッチの科学書 第686回 ダイソン球をまとう恒星?

上の図は典型的な惑星のパターンです。横軸が観測時間、縦軸がある恒星の見た目の明るさです。惑星の公転に応じて規則正しく暗くなります。 ボヤジアン星の光度曲線にはトランジットによるものに似た光度低下が不規則に生じ、減光が数時間で終わるものがある一方で、数日間あるいは数週間にわたって続く例もありました。減光の程度も、 その他のトランジット現象を示す恒星と同等の1%前後から20%も落ち込むケースもあり、規則性も無いため、惑星の横切りとは考えられないデータでした。

ヴォイニッチの科学書 第686回 ダイソン球をまとう恒星?

上の図はボヤジアン星のパターン(一部)。この不規則さは現在の地球文明では説明が非常に難しいものです。 ボヤジアン星の観測データはこの星が、太陽のようなごく一般的な恒星であることを示していて、星自体に特別な点は見られません。このような場合、恒星の周辺のチリがムラになって存在していることや観測装置の不具合が考えられますが、ボヤジアン星周辺からは赤外線が観測されないため、チリはなく太陽系のように周辺は晴れ渡っていることがわかっていますし、ケプラーの故障についても十分な検討が成されていてデータは正確であることがわかっています。

科学的に考えられる説は主に2つで一つはコロンビア大学とカリフォルニア大学バークレー校の共同研究チームによる、大型の惑星あるいは褐色嬢星がボヤジアン星に衝突したという説です。衝突によってボヤジアン星は一時的に明るさを増すはずで、現在観測されている長期的な減光は星が以前の明るさに戻りつつある過程であるというものです。このような過程で不規則な光度の低下が起きることはありうることです。

2つめの説はペンシルベニア州立大学の研究者による宇宙空間を漂流しているブラックホールが地球とボヤジアン星の間に存在するという説です。そのようなブラックホールが太陽系よりも大きな、土星の環に似た円盤に包まれており、その円盤の外側部分は希薄で内側領域は密度が高く、過去100年間に、ほぼ透明な外側領域に続いて高密度の内側領域が地球からボヤジアン星を見る視線を遮ったとすると、ケプラーが観測した長期的な減光が説明できます。不規則な減光についても移動する円盤内部のリングや隙間その他の構造が投げかけた影と考えることができます。

そして最後の説がダイソン球の存在です。つまり宇宙人による巨大建造物の可能性です。 ある宇宙人文明が多数のエネルギー収集パネルを建造し、それらのパネルの大きさは統一されておらず、それらのパネルが恒星を周回するように配置したとする考え方です。現実的に建造が可能なほど小さなパネルでも大量であれば星の光の一部を遮る効果が生じるはずです。このエネルー収集パネルが高度な科学によって非常に高い効率で電波やレーザーに変換でき、無駄な廃熱が無ければ赤外線が観測されないことも説明がつきます。

今後、ボヤジアン星の近辺から明らかに人工的な信号電波が発信されているのが検出されれば、 この説は有力になります。すでにボヤジアンのいるルイジアナ州立大学とウエストバペンシルベニア州立大学の共同研究チームは米国バージニア州グリーンバンク望遠鏡で信号探しを始めています。

こんな巨大構造物で中心星のエネルギーを熱として放出すること無く100%の変換率で使用しているのかも。
ヴォイニッチの科学書 第686回 ダイソン球をまとう恒星?
https://thewire.in/179155/kic-8462852-wtf-alien-megastructure-star-tabetha-boyajian/



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2018-01-17 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

培養肉

肉は動物を屠殺して食用にするのですが常識ですが、2030年には培養肉が一般的になっていて、牧草地が無くてもビルの中の培養室で野菜工場で野菜が造られるように、焼き肉やステーキ肉ができる、かもしれない、と考えている技術者もいます。  

世界各国のベンチャー企業で培養肉の研究が盛んですが、日本でもインテグリカルチャー社 と東京女子医科大学が培養肉を効率良く生産する細胞農業技術の確立を目指しています。 培養肉は有精卵から肉として育てたい特定の細胞を取り出して培養液で増やし、肉の塊にしますが、このような培養肉の研究は再生医療に使用される細胞シートの研究との相性がよく、似た設備・研究環境で研究を進めることができます。  

当初、培養肉ハンバーガーは1個、3500万円もしましたが、インテグリカルチャー社は安価な成分の培養液(肉細胞を育てる栄養分)の研究を行っています。フォアグラの例では、触感や脂質はフォアグラそのものの培養フォアグラの価格を1.5グラム数万円と、海外品の10分の1程度に抑えることに成功しています。2030年代には通常の肉料理に使えるような価格の培養肉を作ることを目指します。

畜産は地球環境への負荷が大きいことが明らかになっていますので、地球気候変動対策としても培養肉の研究は重要です。また、人類が宇宙空間に長期滞在することが普通になった時代、宇宙船に肉培養装置を搭載したり、火星への移住に当たっては火星に肉培養工場を建設したりすることによって肉も自給できるようにする必要があります。  

スーパーの食肉コーナーで培養液や肉印刷用3Dプリンター用の肉インクが売られるようになって、サーロインの脂身の割合をどのくらいにするかを自宅で自由に決められるようになったり、肉培養キットが発売されて手作り肉が食卓に登場したりする時代も到来しそうです。  

ほほの内側の粘膜をかきとって、そこから肉が作れるキットが開発されれば「僕の遺伝子から作ったステーキをごちそうするよ、脂肪分たっぷりだよ」といったシチュエーションも登場するかもしれません。
培養肉


2018-01-17 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

太陽系外惑星探しもAIで

NASAによるケプラー宇宙望遠鏡の観測データ解析の結果、地球から2545光年離れた恒星「ケプラー90」と1100光年離れた恒星「ケプラー80」の周りにこれまで見落とされていた惑星が1つずつ発見されました。  

ケプラーは恒星の手前を惑星が横切る際にできるかすかな影による星の明るさの変化を観測していますが、光の変化が惑星によるものか、他の原因によるものかを見極めるのは高度な専門的技術です。 AIは、科学者が過去に判断した大量の観測データを学習し、惑星による明るさの減少を見分ける能力を身につけ、今回の2つの惑星を間違いないと結論づけました。

太陽系外惑星探しもAIで


2018-01-17 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

血液型と心筋梗塞リスク

微小粒子状物質(PM2.5)による大気汚染は、冠動脈疾患患者において急性心筋梗塞などの急性冠症候群を発症するリスクを高めると報告されています。米国インターマウンテン医療センター心臓研究所の研究によると例外的に血液型O型の人はこのリスクが低いようです。  

1993年から2007年のあいだに心筋梗塞などを発症して受診した患者1,285人の治療データとABO式血液型、受診時のPM2.5への曝露レベルの相関を解析しました。 その結果、O型の患者では有意なリスク上昇は無く、O型以外の血液型の患者ではリスクが25%上昇していました。

血液型占いはエンターテイメントですが、血液型の考え方は抗原抗体反応に関わる重要な生命現象が基本にありますので、今後も多くの疾患について血液型との研究が進むものと思われます。


2018-01-17 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

酸性脳

健康な人の脳は中性に保たれていますが、脳が急激に活動して糖を分解してエネルギーを作り出すと脳が酸性になることがあります。さらに、脳の酸性化がパニック障害など精神疾患の患者で起きている可能性を示すデータも報告されています。 死亡した患者の献体による研究では統合失調症と双極性障害の患者の脳では酸性度の実測値が高く、つまりpHが低いことがわかっています。  

遺伝子を改変して人間のパニック障害を再現したマウスでも同様に脳は酸性化しており、脳が酸性化する原因となる化学物質の乳酸も通常のマウスより高濃度で検出されました。つまり、脳の酸性度と精神疾患は関連している可能性が高いといえます。  

このことを確認するためには生きている人の脳でも酸性度が高まることを確認する必要がありますが、生きている脳のpHを測定するのは難しく、これまでの研究では磁気共鳴分光法でパニック障害患者の乳酸レベルが高いことによって間接的に確認されるに留まっています。

脳の酸性度が高まる原因として、患者の脳の神経活動が通常よりも活発である可能性や、細胞内でエネルギーを作り出すミトコンドリアの機能不全である可能性、あるいはその両方が起きている可能性も考えられます。 ですが、それらの結果はいずれも現象を観察しているに過ぎず、脳が酸性状態になることが認知や行動に変化をもたらすのかについては謎です。

細胞環境が中性か酸性かによって神経伝達物質をやり取りする受容体タンパク質の構造が変化し、神経伝達物質を受け取る能力に影響が出ることは想定されますので、起こりうることではありますが、まだ動物実験で脳の酸性度と精神活動を結び付けた明確な報告は出ていません。
参考:日経サイエンス2018年1月号



2018-01-16 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

世界のがんの6%は糖尿病と肥満が原因

世界の糖尿病患者は約4億人、過体重または肥満(BMI 25以上)の人は約20億人と推定されていますが、糖尿病の人、肥満の人はがんになるリスクが普通の人より高いという調査結果があります。

英国のインペリアル・カレッジ・ロンドンの研究者らは世界がん統計などの175カ国のデータを詳細に解析し、世界中で2012年に新たにがんを発症した1400万人のうち6%に相当する80万人は糖尿病と肥満が原因であったと発表しました。

特に、欧米の所得が高い国においてはがんの原因の40%が糖尿病と肥満でした。一方でアフリカのマラウイでは0.6%でした。マラウイの平均寿命は64歳、日本ではがんの発症は50歳から70歳にかけて増えていきますので、平均寿命の問題ではなく、先進国特有の不健康な生活習慣ががんの発症に大きな影響を及しているようです。

糖尿病と肥満が原因のがんの割合は今後さらに上昇すると予想されていますが、こういった生活習慣病とがんは共に医療費が高額になる傾向があり、保険の圧迫などを考えるとこの傾向は憂慮すべきものといえます。


2018-01-16 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 第685回 324種のがん遺伝子変異を一度で検査

米国で使用される医薬品や医療器具は米国食品医薬品局(FDA)で審査や承認が行われますが、このたび米国ファウンデーション・メディシン社が開発した324種の遺伝子変異を一度に探索できる検査法「ファウンデーション・ワン CDx (F1CDx)」が承認されました。

ヴォイニッチの科学書 第685回 324種のがん遺伝子変異を一度で検査

F1CDxは、固形がん、つまり臓器や組織で腫瘍塊をつくる胃がん、肺がん、子宮がんなどの細胞から取り出したDNAを分析することによって324種のがんに関連する遺伝子情報を得ることができる体外診断用医薬品です。  

現在普及しているのは「コンパニオン診断薬」と呼ばれる遺伝子診断方法ですが、コンパニオン診断薬は、がん治療に使用する薬剤とその薬剤が有効かどうかを調べる診断薬の組みあわせが決まっているため、多くの種類の診断薬が必要となる問題がありました。  

今回承認を受けたF1CDxでは既存のコンパニオン診断薬で測定可能ながん関連の遺伝子変異を1回の検査で95パーセントの正確さで調べることができ、最も有効な遺伝子治療方法を患者に提案することができます。


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砕くと色が濃くなる物質の発見

押したり、叩いたり、外部から機械的刺激を与えると色が変化する材料のことをメカノクロミック材料とよび、センサーやスイッチなどに応用可能な機能性材料です。ですが、これまでのクロミック材料のほとんどは刺激を与えると発光色を変化させる物質がほとんどでした。

東京大学の研究者らは、機械的刺激により見た目の色を大きく変える新たな物質を合成することに成功しました。見た目の色は光の吸収に依存しますので、これまで多く知られていたメカノクロミック材料とは全く異なる性質の物質です。

砕くと色が濃くなる物質の発見

この物質は、フルオレニリデンアクリダンと名付けられた分子です(下図)。このような構造では、炭素同士の二重結合が分子全体の構造を一定に保とうとする一方で、結合部分が一カ所しかないために、折れ曲がったり、ねじれたりの構造変化が起きます。分子が折れ曲っているか、ねじれているかによって電子の配置が変化するために、光の吸収や電流の流れに変化が生じます。

砕くと色が濃くなる物質の発見

この分子は結晶の状態では分子は折れ曲がった状態で固定されて黄色ですが、結晶を砕くと分子の一部にねじれ構造への変化が生じ、濃い緑色に変化します。一般的な結晶では砕くと色が薄くなることが普通ですので、それらとは逆の珍しい現象です。また、この物質では色の変化と同時に物質中の電気の流れやすさも変化することがわかりました。機械的刺激という入力情報を、見た目の色と電気特性の変化という2つの出力情報に変換できるため、色が変わるタッチパネルや光学的および電気的に検出する応力センサーなど、新しいデバイスに応用される機能性材料となることが期待されます。  

発光色ではなく、見た目の色が変わるということは普通の塗料に使えるということですので、さらなる用途の広がりも感じます。


2018-01-16 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

男性脳と女性脳を切り替えるスイッチ

男性と女性では、同じものを見たり聞いたりしても、受け止め方に大きな違いがあります。これは脳の活動に男女差があることを示しています。

脳内で性フェロモンの検出に携わっている細胞な男女で細胞の形態が異なる特殊な細胞です。東北大学の研究グループは、ショウジョウバエの脳回路の雌雄差の研究を通じて、遺伝子のオン・オフを司る一つのタンパク質の働きにより、この脳細胞が突起を持つ男性型と突起のない女性型の形態の違いを生み出すことを突き止めました。 今回発見されたスイッチタンパク質はTRF2と呼ばれ、雌の脳では雄型突起を抑制する遺伝子の読み取りをオンにして、脳細胞を雌型にします。雄の脳では、雄型突起抑制遺伝子をほぼ完全にオフにすることがわかりました。  

このスイッチが発現する仕組み、つまり遺伝子的な男女幸の関係や細胞突起の意味については今後解明しなければならない問題です。


2018-01-16 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

林業用アシストスーツ

住友林業が林業用アシストスーツを発表しました。  

今回発表された「TABITO-03」は傾斜面の歩行を支援する林業用アシストスーツです。足の裏に配置した圧力センサーと各関節の角度センサーで作業者の姿勢を読み取り、動くタイミングに合わせてモータが駆動します。上り坂では足の振り上げと踏み込みをアシストすることで作業者の体を持ち上げ、踏み込む足を楽にします。下り坂では膝の動きにブレーキを掛けることで装着者の膝への負担を軽減します。

その結果、筋力負荷を最大17%軽減できるようになりました。モータは腰の左右に各1個、膝に各1個の計4個使用し、バッテリー駆動時間は3時間です。バッテリー持続時間がもっと長くなれば観光登山などにも用途が広がるかもしれません。

林業用アシストスーツ


2018-01-16 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

医学上の性差

医薬品の多くは体内での分解速度や、効果の出方、副作用の出方が男性と女性では顕著に異なります。 副作用が出る可能性は女性の方が男性よりも50~70%高いとされています。これは身体の大きさ、筋肉に対する脂肪の割合、ホルモンの影響といった多くの要素が異なるためです。

同じ量の薬を服用しても男性と女性では身体の体積が違い、一般に身体の小さい女性では体の体積当たりで考えると相対的に男性よりも多くの薬を服用していることになります。また、脂肪は薬を吸着して蓄える作用がありますので、女性の方がより体内に薬が残存、蓄積しやすくそれが副作用につながることがあります。

医学上の性差

新しい医薬品を研究する過程では多くの実験がネズミなど齧歯類のオスを使って行われます。動物実験で安全性と効果が確認された後に行われる臨床試験でも女性の参加者は非常に少ないため、女性への効果や副作用に関する情報が不足したまま医薬品として市場に出て行くケースが多くあります。ところが、病気には男女差が多いので問題が発生します。  

たとえばがんは総じて女性より男性に多い病気ですが、特に、肺がん、大腸がん、腎臓がん、肝臓がんによる死亡率は男性で高いことがわかっています。ところが、50歳以下ではがんによる死亡率が女性の方が高くなっています。また、がん治療に使われる抗がん剤フルオロウラシルの副作用は男性より女性の方がかなり重篤であることがわかっています。  

骨粗鬆症が女性に多いことはよく知られていますが、白人女性は白人男性より骨粗鬆症になる可能性が2倍高いことがわかっています。さらに不安症やうつ病と診断される患者数も女性は男性より2倍多く、アルツハイマー病の患者も3分の2は女性です。 心臓の疾患も女性と男性で異なります。女性の心不全は左心室の壁が硬く厚くなるために起こることが多いことがわかっています。心電図に見られる異常としては, 男性では不整脈が多く、女性では頻脈が多くなります。頻脈は医薬品の副作用としても見られるもので、ある種の医薬品を投与すると悪化し、命にかかわることもあります。血液凝固は女性でより顕著です。これは出産時の過剰な失血を防ぐように進化してきたためである可能性もあります。  

このように男女間で多くの違いがあるため、本来は医薬品の研究、治療方法の研究では男女別々に効果や副作用が検討されるべきですが、現在市販されている医薬品のほとんどは、当局がそのような解析を求めていなかったため、性差が考慮されず、平均的な患者向けにできています。この問題を受け、近年は個々の患者の遺伝子、環境、ライフスタイルまで考慮した医療を行おうとする試みが進められています。
参考:日経サイエンス 2018年1月号



2018-01-15 : 科学の小ネタ : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 第684回 昆虫の脳と哺乳類の脳は共通の祖先から進化したか

東京大学の研究チームは、キイロショウジョウバエを使って昆虫が体で感じる感覚(体性感覚)を伝達する神経回路の構造を解明し、それが哺乳類と非常に似ていることを明らかにしました。

視覚・聴覚・嗅覚・味覚の神経回路の構造が哺乳類と昆虫で非常に似ていることは過去の研究でわかっていましたが、体性感覚の神経回路についても、哺乳類と昆虫で似ていたことから、五感全ての神経回路構造が哺乳類と昆虫で共通であることがわかったことになります。

このことから推定されるのは、先カンブリア時代(46億年前の生物誕生~6億年前まで)、つまり地球上での生物の誕生の非常に初期に五感の基本を備えた脳を持つ生物が誕生し、その共通の祖先から、私たち哺乳類を含む脊椎動物と昆虫を含む節足動物が分かれてきたというストーリーです。

体性感覚が視聴覚と大きく異なる点は目や耳のような特定の感覚器官が無いことです。体性感覚は体中に分散したさまざまな感覚器官からの情報が脳に伝えられ、それらを統合して感覚を生み出す複雑な構造をしています。

今回の研究ではショウジョウバエの特定の感覚細胞の遺伝子を操作した、体性感覚神経がそれぞれ異なる遺伝子組み換えハエを多種類作製し、感覚器官から脳にいたる神経回路の全体構造を明らかにしました。

視覚、嗅覚、聴覚、味覚、舌触りや熱さは体性感覚の一部・・・ハイボールに手を伸ばして謝ってフライパンに触れるとその他の体性感覚までもフル活用することに・・・
ヴォイニッチの科学書 第684回 昆虫の脳と哺乳類の脳は共通の祖先から進化したか


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2018-01-15 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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Web:ヴォイニッチの科学書
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