FC2ブログ

親子のハグの意味を科学する


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。 PDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで月額500円(+税)で配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

親は、喜びや愛情を示すとき、赤ちゃんをぎゅっと抱きしめます。この行動は、さまざまな国の親子で見られ、英語圏では「ハグ」と呼ばれています。しかし、赤ちゃんが親にハグされているときに何を感じているのかは、言葉を話せない赤ちゃんから聞き取ることはできません。そこで本研究では、母親に乳児を「軽く縦抱きする」、「可愛いと思ってぎゅっとハグする」、「そのまま走れる位強く抱きしめる」という3 種のハグに方を試みてもらい、それぞれにおける乳児の心臓の拍動の一拍と次の一拍の間の時間である心拍間隔の増加率を比較しました。 

親子のハグの意味を科学する 

その結果、乳児は母親に「可愛いと思ってぎゅっとハグする」されている時は、他の2つの抱き方をされている時よりも心拍間隔の増加率が高くなり、副交感神経 が活性化したリラックス状態となることが分かりました。育児経験のある初対面の女性によるハグの影響も調べましたが、乳児の心拍間隔増加率は、両親にハグされている時の方が、初対面の女性にハグされている時よりも高くなり、他人と両親を感じ分けていることもわかりました。 一方、両親も自分の子をハグすると、ハグ前と比べて心拍間隔の増加率が高くなりました。以上から、ハグによって乳児も両親も心拍間隔増加率が高まり、リラックスすることが実験的に示されました。こうした心拍間隔の変化は、触れ合いによって親子が安らぎを感じる基礎的なメカニズムのひとつである可能性があります。
スポンサーサイト



2020-04-30 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

本物の手のようなロボット義手を実現


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。 PDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで月額500円(+税)で配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

米ミシガン大学アナーバー校の研究者らは、切断した腕に残された神経から発せられる信号を、自身の筋肉の組織を利用して増幅させることで、ロボット義手を直感的にコントロールできる技術を開発し、Mobius Bionics社が「LUKEアーム」として既に販売しています。構造は、腕の切断部分に残された神経とロボット義手を電極でつなぐもので、装着した人が腕や手を動かそうと考えると、腕の神経から微弱な電気信号が発生し、それを読み取って、ロボット義手の動きをコンロトールするものです。ロボット義手をリアルタイムかつ直感的に、しかも、事前学習を行わなくても、指先まで動かすことが可能なため、じゃんけんもできるとのことです。
2020-04-29 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

鮎は4匹以上の群れになるとリーダーが出現する


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。 PDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで月額500円(+税)で配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます


規模の小さい動物の群れ内部の因果構造に注目し、統合情報理論 を用いて分析することで、鮎の群れは3匹と4匹との間にシステムとしての分断があることを発見しました。この分断点を詳しく調べたところ、4匹以上の群れになると、リーダーシップをとる個体が出現することがわかりました。さらに興味深いことに、この結果は、人工的なシミュレーションモデルでは再現できず、実際の生物の群れに特徴的な性質であることが明らかになりました。
2020-04-28 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

無線給電電力でロケットは打ち上げられるか


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。PDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます


筑波大学の研究グループは、5Gの周波数(28 GHz)の電磁波を用いて電子レンジの約500倍の出力(250kW)を模型のロケットに照射し、ロケットの無線給電による推進に成功しました。

固体 ・液体 燃料を使用する既存のロケットでは、ロケット全体の重さの9割程度が燃料の重さとなります。ロケットや搭載貨物を大きくすればするほど燃料も多く必要となり、その燃料を打ち上げるためにさらに燃料が必要となる仕組みなので、ロケットの大型化と共に燃料効率は著しく低下します。マイクロ波ロケットは、このような非効率さを、解消することが可能です。

これまでの研究で、マイクロ波から推進力を得るメカニズムの解明や、エネルギー効率の良いロケットのデザインについて、様々なことが明らかになりつつあります。一方で、マイクロ波ロケットの実現に必要な、マイクロ波を地上からロケットエンジンに伝送する「ワイヤレス給電」については研究が始まったばかりです。ワイヤレス給電の研究を進めるに当たっては、研究が上手くいっているか否かの指標として、電力効率の計測が必須となりますが、これまでは、大電力のマイクロ波を瞬時に計測する技術が無かったために、装置に改良を施しても、どの程度改良されたかを定量的に評価することが困難でした。

本研究では、筑波大学プラズマ研究センターが所有する500kW級ジャイロトロンでマイクロ波を生成し、直径20センチメートル、全長60センチメートルの円筒形のロケット模型に向けてマイクロ波を照射しました。その結果、ロケットの推力生成に成功すると共に、ワイヤレス給電効率を含めた総合推進効率の測定に成功しました。今回の実験では、90センチメートルの距離の無線給電で推進機と送電アンテナ間の送受電効率は14 %、システム全体のエネルギー効率は約6 %であることがわかりました。

無線給電電力でロケットは打ち上げられるか 無線給電電力でロケットは打ち上げられるか
2020-04-27 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

液体は固体上をどのように滑るのか

固体の上を液体が流れるとき、ある流速を超えると液体が固体表面上をスリップしているように見える現象が知られています。東京大学の研究グループは、「スリップ現象」とよばれるその現象の物理的起源について研究を行いました。古くから、固体上を液体が流れるとき、固体表面での流体の流速は0であると考えられ、「スリップなしの境界条件」として広く知られていました。しかし近年、分析技術の向上により、さまざまな固体表面上でスリップ現象がおきていることがわかってきました。スリップ現象を説明する一つの有力な説として、固体と液体の境界に気体相が形成されるという考え方が提案されてきました。しかし、なぜ気体相が液体相から出現するのかという疑問は、未解明のままでした。

 研究グループは、液体の粘性と密度の関係に着目しました。流体力学の基礎方程式である質量保存則 、運動量保存則 に熱揺らぎ の効果を取り入れたモデルを用いて、固体と液体の境界に接した液体の流れを数値的にシミュレーションを行いました。

その結果、まず固体と液体の境界が存在すると液体の流れがない状態でも、固体と液体の境界の近くで液体の密度の揺らぎが増大することを見出しました。さらに液体に流れを加えると、密度の揺らぎが増大し、ある流速以上で固体と液体の境界表面に気体相が核形成すること、さらに流速を上げると、液体状態が不安定化し、まるで液体から気体が湧き出るように気体相が生成されることを見出しました。特に、固体と液体の境界が液体相よりも気体相と相性がいい(ぬれやすい)場合、この効果が顕著になることも明らかとなりました。

液体は固体上をどのように滑るのか


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-24 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

日本人集団の地域によるゲノム多様性を解明

大阪大学の研究グループは、日本人のゲノムデータに機械学習を応用し、これまで知られていなかった日本の地域ごとの詳細なゲノムの多様性を視覚的に明らかにしました。

日本のように、多くの島々で構成され多様な文化を有する一つの国の内部にも、各地域を特徴づけるような細かなゲノムの多様性が存在するのかどうかについて、今回、日本のさまざまな地域から集められた17万人規模のゲノムデータに対して、最近開発された機械学習・非線形次元削減の手法を適用することで、地域ごとのゲノムの多様性を二次元座標に視覚的に分かりやすく描出する手法を提案しました。この手法により、日本人集団はおおきく本州を中心とするグループと琉球を中心とするグループの大きく2つに分類されることが分かり、琉球グループは機械学習手法を再度適用すると更に詳細な分類が可能であることが判明しました。

日本人集団の地域によるゲノム多様性を解明
日本人集団の地域によるゲノム多様性を解明


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-23 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

水星磁気圏探査機「みお」初期機能確認を完了

ベピ・コロンボ (BepiColombo) は、宇宙航空研究開発機構 (JAXA) と欧州宇宙機関 (ESA) の共同プロジェクトによる水星探査計画です。

国際水星探査計画BepiColomboの水星磁気圏探査機「みお」は、2018年10月20日の打上げ後、2020年3月26日をもって、初期機能確認期間を終了し、計画通り2025年12月の水星到着へ向けて巡航中です。2020年4月10日に地球スイングバイの実施を予定しており、スイングバイ 期間中には「みお」搭載装置による地球磁気圏の観測運用を計画しています。なお地球スイングバイにおいては日本時間4月10日13時25分頃に地球へ最接近しました。この時の高度は約12,600 km、場所は南大西洋上空でした。

水星磁気圏探査機「みお」初期機能確認を完了


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

日本周辺で熱帯・亜熱帯性魚類の分布が北上

産業革命以降、地球温暖化により、日本周辺海域の海水温が上昇し続けていることがわかっています。海水温上昇に伴い、暖かい熱帯・亜熱帯域に生息していた魚類や甲殻類、サンゴなどの様々な海洋生物が、世界有数の暖流である黒潮 に乗って、温帯域に北上してくることにより生物相が変化しています。

日本周辺で熱帯・亜熱帯性魚類の分布が北上

黒潮の北東端に位置する相模湾周辺(静岡県伊豆半島~神奈川県三浦半島~千葉県房総半島)では、毎年夏から秋にかけて、黒潮に乗ってやってきた熱帯・亜熱帯性魚類の幼魚が多く出現します。通常、これらの熱帯・亜熱帯性魚類は、冬になって水温が低下すると死滅してしまいますが、この相模湾などの関東周辺海域においても海水温は上昇傾向にあり、熱帯・亜熱帯性魚類が、同湾周辺で越冬して住みついている可能性が考えられています。

筑波大学の研究グループは、こうした温暖化による海水温上昇傾向と熱帯・亜熱帯性魚類の動向をモニタリングするため、相模湾周辺の沿岸域や河川において、継続的な魚類採集調査を行っています。

2017年9月から2019年8月にかけて、相模湾周辺の沿岸域および河川で採集調査を行い、主に琉球列島以南などの熱帯・亜熱帯域に分布するオニボラ、チャイロマルハタなど7種の魚類を得ることに成功しました。これらの7種の北上について文献調査したところ、1990年代または2000年代以降、九州以北において記録が増える傾向にあることがわかりました。7種のうち3種は冬を越した早春にも採集されていることから、既に本州や四国などで越冬に成功していることがうかがわれました。

海水温が低い冬においては、九州南岸から本州南岸にかけての海水温は、2019年までのおよそ100年間で1度以上上昇しています。その結果、多くの熱帯・亜熱帯性魚類の低温致死限界とされる15度付近を年中下回らない環境が九州以北にも出現し、熱帯・亜熱帯性魚類が増加し、越冬もできるようになったものと推定されます。また、東京湾においては、下水処理水や工場排水が流入し、冬でも海水温の高い水域が多く存在するようになり、それに伴って東京湾でも熱帯・亜熱帯性魚類が採取されるようになっていることから、人工排水による海水温・河川水温の上昇も、熱帯・亜熱帯性魚類の越冬を促進している可能性が考えられます。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-21 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

「ヘビににらまれたカエル」の生物学的解釈

「ヘビににらまれたカエル」という言葉があります。辞書を調べると、「見据えられて身が竦み、逃げることも立ち向かうこともできずにそこに立ち尽くしているさま、恐怖で立ちすくむ様子などを喩えた表現。(実用日本語表現辞典)」と書かれています。

動物同士の食うか食われるかの関係においては、食う側も食われる側もそれぞれに様々な戦術を編み出してきました。食われる側の立場に立つと、捕食されることを回避するに当たって、一般的に望ましいと考えられているのは、捕食者が行動するよりも先に逃げることで、その方が逃げ切れる可能性が高いとされています。しかし、この認識のもとでは説明のつかない行動をとる動物もいます。先ほどの「ヘビににらまれたカエル」という言葉があるように、カエルとその天敵のヘビが出会った時、両者は1時間近くもにらみ合いを続けることがあることが知られています。

先手必勝と思われがちな弱肉強食の世界においてどうしてこのようなことが起きるのか、京都大学の研究者らは、室内実験でトノサマガエルとシマヘビを対面させてビデオで観察を行いました。その結果、双方ともに先手で行動すると運動能力の点から不利になることがわかりました。

トノサマガエルの逃避運動の特徴には、一度ジャンプすると放物線を描いて飛行し、途中で方向転換できないために空中でヘビに捕獲されやすいという問題がありました。他方、シマヘビにおいても同様に、いったん咬みつきの動作を始めるとその進路を途中で変更することはできず、さらに、一度かみつき動作を行うと、ヘビの身体が伸びてしまうために、再度のかみつきのためにはいったん身体を縮める必要があり、その動作のために0.4秒のタイムラグが生じることがわかりました。0.4秒あればカエルは再度ジャンプをしてより遠くへ逃げることができます。 先手必勝の選択では無く、後手に回った場合には、トノサマガエルはシマヘビが飛び出した方向とは異なる方向にジャンプすることができれば1回目の攻撃を回避できると共に0.4秒のさらなる逃げるチャンスを得ることができます。一方、シマヘビが後手に回った場合はトノサマガエルの放物線から狙いを定めて捕食することが可能になります。

ただし、両者の関係では基本的にトノサマガエルは食べられる側にあります。この点に注目してみると、トノサマガエルにとって、後手に回る戦術の運用上のデメリットがみつかりました。トノサマガエルの作戦は、シマヘビの第一撃をかわすことが前提となっているのです。というのも、シマヘビに近づかれすぎてしまうと、後手では反応が間に合わず食べられてしまうのです。つまり、両者の距離がどのくらいあるかによって、シマヘビの先手が有利になる可能性があるのです。この距離を境界線として、それよりも近づくと互いに先手を取ろうとすることがわかりました。つまり、両者は第一撃の当たりやすさを基準にして、先手をとるか後手をとるかの判断を適切におこなっていたのです。

以上から、トノサマガエルが第一撃をかわせる距離においては、相手の先手を待つという適応的な選択を両者がすることによって、結果として我慢比べのような膠着状態に陥っていることが示唆されました。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-20 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

日本の月探査

日本政府は3月27日、宇宙政策の中長期戦略にかかわる新宇宙基本計画をまとめました。6月に閣議決定されます。この中には、日本が月の水資源を独自に探査する方針が初めて明記されています。月の水は、有人月探査には必須の資源ですし、太陽光発電で水を電気分解すればロケットの燃料に使用することもできます。政府は19年10月に月を周回する宇宙ステーション「ゲートウエー」の建設を含む米国主導の探査計画に参加を決めていますが、これとは別枠で、独自の探査機などを運用し、クレーターの永久陰にあるとされる水の氷を探します。

月での水資源探査の他には、人工衛星が取得するデータの商業的利用(自動運転、スマート農業など)や、安全保障のための記述が増え、宇宙産業の規模を現在の1兆2千億円から2030年代の早期に倍増する目標を掲げています。ちなみに、JAXAの予算は1800億円、米国NASAの予算については、2月にトランプ大統領が2021年に、約2兆8000億円を要求するつもりであるとしています。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-17 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

卵の摂取と心血管疾患リスクに関連なし

ハーバード大学公衆衛生学部は米国人22万人のデータを解析し、卵の摂取について1日当たり1個までであれば、心血管疾患(非致死性心筋梗塞、致死性冠動脈疾患、脳卒中)リスクを上昇させないとする調査結果を発表しました。卵が健康によいか悪いかということに関する論文もいろいろあって判断に悩むところです。卵は完全栄養食 なので積極的に摂取した方がよいと思われる一方でコレステロール値を高め、心血管疾患リスクを高めるのではないかという報告もありました。また、心血管疾患リスクの上昇も卵1個を起点に摂取量に応じて高まっていくという報告も出ていました。

この報告の結論としては、米国人は卵の摂取と心血管疾患リスクに関連は認められなかったとされているのですが、別のデータを使った、アジア人についての解析では、1日当たりの卵摂取量が1個増えるごとに心血管疾患リスクは低下していたことがわかりました(相対リスク0.92)


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-16 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ドローンで書架の管理

千葉県船橋市、京セラコミュニケーションシステム、リベラウェアは人工知能とドローンを活用して図書館の蔵書を点検する実証実験を始めます。これまでは、26万冊の蔵書を、休館中に30人の職員総出で1冊ずつ確認していました。

京セラコミュニケーションシステムの「AI蔵書点検システム」は、書架を撮影すると背表紙などの情報を解析。指定された棚に正確に本が置かれているか確認します。もし違う棚のものが並んでいたり、あるはずの本がなかったりする場合は自動検知しタブレット端末などに情報を送信します。同システムを、リベラウェアの開発した小型ドローンに搭載し、あらかじめ入力したルートをドローンが自動飛行し書架を確認します。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-15 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

怖い記憶をゲノム編集で修正

大震災や家族の死のような、恐怖体験・つらい経験がフラッシュバックし、時にうつにもなる心的外傷後ストレス障害(PTSD)が、自然災害が急増している世界各地で問題となっています。PTSDの全く新たな治療方法として、国立精神・神経医療研究センターは、患者の遺伝子を書き換えることによって記憶を修正し、治療が可能になるかもしれない研究成果を発表しました。研究者らはPTSD患者のある遺伝子変異と恐怖記憶に関連があることを発見したものです。遺伝子変異を修正する技術はクリスパーCas9などすでに実用化されていますので、今回の新たな発見と既存の技術を組み合わせることによって、記憶を修正する治療法が開発できるかもしれません。

PTSDについては、日本では100人に1人程度が、一生に一度はPTSDになる可能性があるといわれています。PTSDの根本的な治療薬は存在しておらず、現状ではたとえば、あえて、患者が受けたつらい経験を思い出したり、患者同士で話し合ったりすることによってPTSDを乗り越える認知行動療法などが行われていますが、患者の精神的負担は著しいものです。

研究者らによると、PTSDの患者で遺伝子配列にある特徴がある人は、ネガティブな記憶が定着しやすい傾向があることを発見しました。PTSD患者50人を含む、120人の実験協力女性ボランティアに、27個のポジティブやネガティブな単語を記憶する実験に取り組んでもらいました。同時に、脳由来神経栄養因子 「BDNF:Brain-derived neurotrophic factor」の遺伝子配列を一人ずつ解析しました。

その結果、「悲劇」や「恐怖」に関連するネガティブな単語をより覚えやすいPTSD患者集団がいることがわかりました。この患者らは「BDNF」にかかわる遺伝子の特定の場所に、SNP(一塩基多型 )があることがわかりました。このSNPにより、BDNFタンパク質を構成する多くのアミノ酸のうち、たった一つがバリンから、メチオニンに変化することによって、このようなネガティブな単語をより覚えやすい状況が発生していたのです。

この研究者らは、2020年度から、恐怖記憶が残りやすい傾向を修正する「記憶バイアス修正療法」の開発を目指します。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-14 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

テロメラーゼにがん化機能を発見

テロメラーゼという酵素があります。テロメラーゼは、染色体末端に存在する構造であるテロメア を伸長させる酵素です。テロメアを伸長させることで細胞の寿命を制御し、細胞が何度でも繰り返し分裂が可能になる能力(細胞不死化能)を与えると考えられています。細胞不死化能はがん細胞の特徴の一つであり、細胞ががん化する際に必要な過程と考えられています。このように、酵素テロメラーゼとがんの関係は以前からいろいろと研究されていたのですが、これまでの研究においては、テロメラーゼのことを、結果としてがん細胞となった細胞を特徴付ける酵素として考えていました。今回紹介する、国立研究開発法人国立がん研究センターの研究は、テロメラーゼについて、通常細胞をがん細胞に変化させる活性を発見したという点が画期的です。

がん細胞の最大の特徴の一つとして、何度でも細胞分裂を続けることができるという性質があります。この「がん細胞が無制限に細胞分裂できる能力」のことを専門用語では「細胞不死化能」といいます。一方、正常な細胞は、細胞分裂の回数に制限があり、無制限に細胞分裂を繰り返すことはできません。がん細胞はどのようにして細胞不死化能を獲得するのかという研究については、1997年に細胞不死化酵素としてテロメラーゼの発見がありました。

がん細胞ではテロメラーゼの働きで細胞が不死化されているのであれば、テロメラーゼの働きを阻害すればがん細胞は死ぬのではないかとの観点から、テロメラーゼを阻害する薬剤の研究が広く行われてきましたが、がん治療として十分に効果がある薬剤は開発できませんでした。テロメラーゼ阻害剤の研究がことごとく失敗することから、テロメラーゼには別の働きがあるのではないかと考える研究者らが出てきていました。

このような背景の下、国立研究開発法人国立がん研究センター、金沢大学、東北大学の共同研究グループは、テロメラーゼには通常細胞をがん細胞に変化させる活性があり、この活性は、肝臓がんや膵臓がんのうちでも悪性度が高いものほど高いことを明らかにしました。つまり、テロメラーゼは通常細胞をがん細胞に変えるスイッチの役目も兼ねていたのです。さらに研究者らは、遺伝子編集技術でテロメラーゼの細胞がん化能力を失わせた細胞を作製したところ、この細胞はマウスに移植しても腫瘍を作ることはないことが確認されました。 本研究により、テロメラーゼが、今まで知られていなかったメカニズムで制御され、細胞のがん化に深く関与していることを発見したことは、肝炎関連肝臓がんや膵臓がんでの全く新しいがん治療法の開発につながると期待されます。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-13 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

インテルが嗅覚を模した神経回路チップを開発

人間の脳がにおいを感じるメカニズムは、におい分子が鼻の嗅覚細胞に付着すると、嗅球(きゅうきゅう) と呼ばれる、脳内の対応するニューロンの集団に信号が送られます。多くの嗅球の情報が脳の中で統合されて、私たちは花や果物など様々なにおいを感じ取ることができます。
インテルのニューロモーフィック・コンピューター・ラボの研究者らは、嗅球の構造と機能を模倣した新しいニューロモーフィック・チップの設計に関する論文を発表しました。研究者たちは、匂いを嗅ぐときの脳の働きを研究する嗅覚神経生理学者と協力し、脳が匂いを処理するときに活性化する神経回路に基づいて、シリコンチップに実装する電子回路を設計し、72個の異なる化学センサーの測定値に基づいた10種類のにおいデータを使ってチップ上のアルゴリズムを訓練したところ、匂いを正確に判別できるようになったということです。
将来的には、爆弾探知や化学工場での有害な煙の検出など、多くの応用が期待できますし、人工知能(AI)へのにおい入力インターフェイスとして使用可能かもしれません。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-10 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

父親の食事が子供の代謝に影響するメカニズムを解明

理化学研究所らの国際共同研究グループは、マウスを用いて、父親の低タンパク質の食事が生殖細胞でエピゲノム変化 を誘導し、精子を通じてそれが子供に伝わり、子供の肝臓における遺伝子発現変化とコレステロールなどの代謝変化を誘導することを明らかにしました。
この研究結果は「胎児プログラミング仮説」と呼ばれる、「親の世代の栄養状態が子供の疾患、特に糖尿病などの生活習慣病の発症頻度に影響する」という説のメカニズムを明らかにしたものです。
胎児プログラミング仮説については、人間では疫学 的調査で、そのようなことが起きているらしいとされていましたが、マウスなどの実験動物では分子生物学的に実証されています。
今後は、もっと具体的に、親のどのような栄養条件が糖尿病など子供の生活習慣病の発症に影響するかを科学的に解明する研究に発展することが期待されます。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-09 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

光免疫反応

北海道大学が発見した光免疫療法(photo-immuno therapy;PIT)は、光線力学療法(photo-dynamic therapy;PDT)と免疫療法を組み合わせた新たながんの治療法です。現時点で(2020年現在)、局所再発の頭頸部扁平上皮がんを対象とした第Ⅲ相試験 が実施中です。

光免疫療法は、腫瘍細胞の検出を目的に光感受性分子フタロシアニンを用いたイメージングを検討したところ、腫瘍細胞が膨張して破壊され、壊死したことがきっかけで発見されました。フタロシアニンは退色が少なく耐久性に優れることから、新幹線の塗料やCDの記録媒体などに利用されている化学物質です(次図)。

フタロシアニン

光免疫療法には水溶性の高いシリコン・フタロシアニン誘導体(IR700)を抗体に結合させ、腫瘍細胞に結合した抗体−IR700結合体に近赤外光を照射することによって、がん細胞を破壊し、抗体は正常細胞には結合しないため、正常細胞にはダメージを与えない、非常に副作用の少ない新規治療法として期待されます。マウスを用いた検討では、単回の抗体−IR700結合体の投与・近赤外光照射により腫瘍細胞の壊死が認められ、反復照射によりさらなる効果が得られ、反復投与と照射を行うことで腫瘍深部の壊死が観察されています。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-08 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

外へ出たネコはどこへ行くのか

近年は、猫を家から自由に外出させず飼う家庭が多くなりましたが、ペットとして飼われている猫はしばしば、どこかに出かけていきます。この点に注目している科学者も多く、猫を尾行したり、首輪に無線送信機を付けたりして、猫の行き先を突き止めようとしてきました。米国ノースカロライナ自然科学博物館は、世界6カ国で900匹を超えるネコにGPS装置を1週間装着させ、猫の行動を調査する6年がかりの調査結果を発表しました。

この調査で明らかになったのは、意外なことに、自分の飼われている家の近くにいる猫が最も多かったことです。大半の猫が、全ての時間を自宅から100メートル以内で過ごしていることがわかったのです。しかし、少数ではありますが、全体の7%は自分の家を中心に半径200メートルもの範囲を動き回っており、ニュージーランドの丘陵地帯のような広い場所で飼われている猫は、半径2キロメートルまでも歩き回っていることがわかりました。

野良猫の行動範囲についてはまだよくわかっていないのですが、おそらく飼い猫よりは広い範囲を移動するであろうと考えられています.飼い猫は飼われている家で食事が出されるので、食べ物を探しに遠くまで探検をする必要がないからです。さらに去勢または避妊手術を行った猫は、交尾相手を探す欲求もないので、もっぱら家の近くで日向ぼっこをして過ごすことになります。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-07 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

洗濯した木綿のタオルが固くなる理由

木綿のタオルを洗濯し、自然乾燥すると糊付けしたように硬くなる現象は、非常に身近なものですが、そのメカニズムはよく分かっていませんでした。

花王は、衣料用柔軟剤の研究開発の一環として、そのメカニズムの研究を行うなかで、木綿表面の「結合水 」と呼ばれる特殊な状態の水に着目するに至りました。結合水とは、物質に結合した水のことで、通常の水とは運動性が異なり、凍りにくいなどの特殊な性質を持つことが知られています。

花王の先行研究およびその他の測定方法などにより、濡らした後に自然乾燥した木綿には一定量の結合水が吸着していることと、木綿の結合水特有の性質が分かってきました。花王はこれらの知見に基づき、木綿を濡らした後で自然乾燥させると、木綿の繊維表面に吸着した結合水が「毛管接着」つまり、ごく狭い固体表面間に液体が介在することで接着を引き起こす現象によって繊維同士を繋ぎとめることで、硬さが発現することを提唱しています。 今回の新たな研究では、この説を証明し、木綿表面の結合水を直接とらえるために、原子間力顕微鏡(AFM)と、表面の高精度な表面観察と同時に化学的組成/状態情報を得られる赤外吸収スペクトルの取得が可能な最先端の表面分析手法であるAFM-IRを活用して乾いた固まった木綿の観察を行いました。

探針と呼ばれる微細な針で物質の表面状態を観察できる原子間力顕微鏡(AFM)を用いて、木綿表面に探針を近づけたり離したりして測定した結果、探針が離れる時に、針が木綿側に大きく引っ張られる力が観測されました。このことは、木綿表面に粘度のある物質が存在していることを示しています。この現象は、木綿の主成分であるセルロースだけでは説明できず、木綿表面に結合水が存在することを示しています。

続いて、物質表面の科学的状態を観察できるAFM-IR で木綿表面を計測したところ、水の分子振動に対応する特徴的なデータが得られました。木綿の水分を完全に除去すると、このデータは得られなかったため、このデータは、木綿表面に存在する結合水が存在し、さらに、木綿表面の結合水が2つの異なる状態で存在していることを示していました。それぞれ、結合慧の空気および、木綿との界面の結合水に対応していると考えると説明がつきます。  以上の結果より、結合水が木綿表面に確かに存在し、毛管接着を介して、木綿の硬さなどの力学特性に寄与すること、また結合水自体も普通の水とは異なる、水分子同士が特異な結合をした状態にあることが実験的に明らかになりました。

洗濯した木綿のタオルが固くなる理由


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-06 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

腸内細菌叢が糖尿病の発症に与える影響を解明

日本の糖尿病患者数は1千万人以上で、患者数はさらに増加を続けています。糖尿病は発症すると治癒することがなく、重症化による失明や、腎機能の低下が原因で人工透析を受けることになります。人工透析にかかる医療費は1人あたり年間600万円で、日本の総医療費の約2%(8000億円)が糖尿病性腎症の透析に使われています。

糖尿病関連遺伝子の変異と腸内細菌叢の組成の違いが糖尿病の発症に関係があることが最近の研究でわかってきました。腸内細菌叢をコントロールすることによる、新たな糖尿病予防・治療法が開発できる可能性があります。 京都大学、島津製作所らの国際共同研究グループは、腸内細菌が生成した代謝物の4-クレゾールが膵臓のインスリン産生ベータ細胞の増殖と機能の刺激を誘導し、1型および2型糖尿病に対する抑止効果を発揮することを発見しました。

質量分析による腸内細菌代謝物の網羅的・解析手法を開発し、腸内細菌叢によって産生される分子を疾患と関連づけて解析できるようになりました。この技術を用いて、成人糖尿病患者と健康な対照群合わせて138人の血漿を用いた網羅的代謝物測定を実施し、体内に存在する代謝物の量的変化を分析しました。その結果、腸内細菌叢によって生成され特定の食品にも存在する有機化合物である代謝物4-クレゾールの血中濃度が対照群と比較して糖尿病患者で低いことを見出しました。

続いて、糖尿病と肥満のラットおよびマウスを用いて血中のブドウ糖濃度を調節するインスリンを分泌する膵臓ベータ細胞の機能および糖尿病の発症に対する4-クレゾールの効果を調べたところ、4-クレゾールによる刺激で肝臓の肥満と脂肪蓄積の減少、膵臓質量の増加、およびインスリン分泌と膵臓ベータ細胞の増殖の両方が得られることを発見しました。

糖尿病患者は病気の過程でベータ細胞が減少しますが、現在のところ膵臓のベータ細胞の増殖を刺激し、インスリン分泌を回復する機能を改善する治療法はありません。今回得られた結果は、低濃度の4-クレゾールによってベータ細胞に刺激が入り、糖尿病の改善につながる可能性が示されました。加えて腸内細菌によって生成された代謝産物を通じて腸内細菌叢がヒトの健康へ好影響を及ぼすことが確認され、糖尿病、肥満、脂肪肝などに対する新しい治療法の開発が強く期待されました。

今後は、腸内細菌叢の微調整を可能にして特定の細菌の増殖を促進し、その細菌の代謝産物を治療効果の現れる量まで上昇させる治療アプローチを開発する必要があります。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-03 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

手のひらサイズの小型原子時計を開発

非常に正確な時刻は、現在ではビックデータの収集・解析にも必須で、時刻データが不正確だと、ビックデータだけでなく、さまざまなモノから情報が発信される本格的なIoT情報に付随する時刻情報が不正確だとデータ分析でのノイズとなってしまいます。これまで時刻情報は全地球航法衛星システムに頼っていましたが、GPSデータは、電波妨害やなりすましによる時刻情報の改ざんなどのリスクがあります。そのため、IoT端末は独自に超精密な時計、具体的には原子時計をそれぞれ搭載した上でデータを収集することが望ましいと考えられます。

産総研は、1970年からセシウム原子時計の研究開発に取り組んでおり、現在、「1秒」はセシウム原子の固有周波数を元に定義されています。近年は、実験室の外の環境で、GPSシステムに依存しないで容易かつ高精度に時刻情報を一致させる技術ニーズに対応するため、小型原子時計 の開発を進め、年月が経過してもセシウム原子の固有周波数が変動しない駆動方法としてゼロクロス法 を考案し、35mm四方のモジュールにセシウム小型原子時計を実装することに成功しました。

手のひらサイズの小型原子時計を開発


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-02 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

NASAの新火星探査車「パーセベランス」

これまで、「マーズ2020」と仮の名称で呼ばれていたNASAの火星探査車の名称が「Perseverance(パーセベランス)」に決定しました。日本語では「忍耐」という意味です。

NASAの新火星探査車「パーセベランス」

名称は公募で決定され、総数2万8000件の応募から米国バージニア州に住む中学1年生のAlexander Mather君が提案した名称が採用されました。

なぜ火星探査機に「忍耐」という名前をつけようと思ったかと言えば、過去に火星へ送られた「キュリオシティ(好奇心)」「インサイト(洞察力)」「スピリット(精神)」「オポチュニティ(機会)」といったNASAの探査機や探査車の名前は、どれも人間の資質を表している。けれど、過酷な状況に適応する術を学べるように進化した人類にとって、「忍耐」がいかに重要な資質であるかが見落とされていたからだそうです。

パーセベランス は、現在ケネディ宇宙センターで最後の組み立て作業と点検が行われています。2020年の夏に打ち上げられ、2021年2月19日に火星へ着陸する予定です。


この記事は科学のポッドキャスト「ヴォイニッチの科学書」です。 ヴォイニッチの科学書は毎週ホットな科学の話題をわかりやすいまとめて配信しています。
毎週1テーマを紹介する無料版は Apple Podcast で聴くことができます。
毎週5テーマを紹介してPDF資料も付く有料版はオーディオブックジェーピーで配信中です。定期購読はこちらからお申し込みいただけます

2020-04-01 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
ホーム

おびおのプロフィール

おびお

Author:おびお
会社員をしながら科学のコンテンツを作ってます。書籍とか、トークライブとか、セミナーとか、ネットラジオとか、Webコンテンツとか。
ツイッターアカウント:@cradiobio
ものことごはん:http://obio2.blog.fc2.com/

スヴァールバルの画像保管庫

スポンサードリンク

スポンサードリンク

ワトソンの検索窓

ロザリンド・フランクリンのダイアリー

03 | 2020/04 | 05
- - - 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11
12 13 14 15 16 17 18
19 20 21 22 23 24 25
26 27 28 29 30 - -

QRコード

QR