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カメムシの卵が一斉に孵化する巧妙なメカニズム

動物の群れでは、ある個体の行動が周りに影響して群れ全体が一斉に行動を起こすことがあります。同じようなことが、鳥やカメ、昆虫などが一つの場所にかためて産んだ卵の集まりにおいても起こり、卵が一斉に孵化する例のあることが知られています。こうした例では、卵の殻を隔てて子から子へ何らかの情報が伝わっていますが、多くの場合その情報が何なのかはわかっていません。

京都大学、森林研究・整備機構の研究グループは、国内で広く見られるクサギカメムシにおいて、卵塊中のある卵が孵化を始めて殻が割れた瞬間、発生した振動が周りに感じとられ、一斉に孵化が起こることを発見しました。

本研究グループはまず、レーザドップラ振動計を用いて卵が割れる瞬間の短いパルス状振動を記録しました。続いて、記録した振動を人工的に再現して孵化前の卵に与える実験を行い、この振動に速やかな孵化を促す効果があることを確認しました。卵が割れる振動に反応するという、一斉孵化の単純で巧妙なメカニズムが示されたのは初めてのことです。

カメムシの卵が一斉に孵化する巧妙なメカニズム
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2019-01-23 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

米国では干ばつで二酸化炭素排出が大幅増

米国の西部が2000年代前半から干ばつに見舞われ続けています。カリフォルニア州では山火事が猛威を振るい、作物は枯れ、川が干上がりました。その結果、水力発電所の発電量が大幅に低下しました。  

水力発電が使えないことによって火力発電などで代替する、二酸化炭素の排出量を計算した結果、15年間で100メガトンの二酸化炭素が余分に排出されていたことがわかりました。  
米国西部では平年、20%強の電力が水力発電で供給されていますので影響は想像を超えて大きなものになっています。


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2019-01-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

熱を伝える紙

これまで紙は断熱材として認識されていました。紙はセルロース からできており、セルロースは衣服では断熱材に使用されています。ところが、大阪大学がセルロースナノファイバーを高密度のシート材料へと成形したところ、高い熱伝導性を発揮することを発見しました。

熱を伝える紙

一般的なセルロース繊維は、空気層を含みやすいパルプの構造を保っているため、断熱紙や断熱建材などとして用いられ、高い断熱性を発揮することが知られています。大阪大学の研究グループが、天然のセルロースナノファイバーを抽出し、それを高密度に充填したナノペーパーを作製、熱伝導性を実測しました。その結果、石油系プラスチックフィルムの10倍程度高い熱伝導率を示し、従来のセルロースは断熱素材であるという認識を覆し、セルロースの隠れた性能を明らかにすることに成功しました。 研究グループは、この熱を拡散して伝える紙材料を元にして、透明樹脂を複合した透明でも伝熱する紙や、繊維の配向性を制御することによる熱の流れを制御する紙を開発しました。

フレキシブル電子デバイスの効率的な排熱が可能な熱拡散シートや、人体に触れる衣服・寝具・医療器具類の熱感応部材(冷たさや暖かさをすばやく感じさせる部材)としての活用が期待できます。


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2019-01-21 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

土星の輪が消える

土星はとても美しい輪を持つ惑星ですが、土星の環は氷の粒子が集まってできており、粒子の大きさは肉眼で見えないほどの塵ほどのサイズから、数メートルの岩塊ほどまでです。

土星の輪が消える

土星の輪は何の変化もなく存在しているように見えますが、太陽の紫外線の影響等によって氷の粒が帯電すると、輪を構成する氷は土星の磁場に沿って土星本体へ雨のように降り注ぎます。その結果、最新の研究によると、1億年以内に環が消えてしまう可能性もあります。土星本体へ環から氷の粒子が雨のように降り注いでいるのを発見したのは探査機「ボイジャー2号」で1981年に撮影した画像でした。

NASAが2011年に行った赤外線観測と30年前のボイジャーの探査データから計算すると、土星の輪は1億年ほど前に形成され、今後1億年未満で消滅してしまうことが予測されました。


2019-01-17 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

加熱前のクッキー生地の味見は危険

米食品医薬品局(FDA)が加熱前のクッキー生地の味見は危険なのでやめるよう呼び掛けています。生の小麦粉は大腸菌などの殺菌処理が行われていないため、加熱しないで食べると重篤な症状に陥る可能性があります。  

病原性の大腸菌に感染した場合の症状は人によってさまざまですが、激しい腹痛や下痢、嘔吐をおこします。多くのケースで1週間以内に回復しますが、感染した大腸菌の種類によっては重篤な腎不全状態に至る可能性もあります。粉物の穀物は雑菌だけではなくて虫とかダニが住み着いて繁殖しやすいので気を付けましょうね。


2019-01-16 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

サイエンスコミュニケータとして海外局のテレビ取材を受けました

韓国ソウル放送の取材を受けました。
番組は「SBS日曜特選ドキュメンタリ『科学を文化に。科学コミュニケーター』」です。このドキュメンタリでは、サイエンスコミュニケーションを世界でリードする英国、日本、韓国、中国のサイエンスコミュニケーションの現場を取材し、「科学を文化に」するためにどのように取り組むべきかを先端事例を参考に考えて行こう、というものです。


日本からは日本科学未来館のサイエンスコミュニケーター養成プログラム、理系バー「インキュベータ(INCUBATOR)」、手作り科学館「Exedra」そして私の「ヴォイニッチの科学書」が登場します。私の東京仕事場で受けた取材では「ヴォイニッチの科学書」開始のきっかけや、政策を続けるにあたっての思いのほか、収録の様子も取材されました。

インタビューの様子
サイエンスコミュニケータとして海外局のテレビ取材を受けました

英国での取材はサイエンスコミュニケーションの世界的大御所、多数のテレビ番組に出演して大人気の英国マンチェスター大学物理学科教授ブライアン・コックス博士(詳しくはウィキって下さい)も出演されるとのことで、そんな大先生と同じ番組に出演できる光栄にドキドキしながら取材を受けました。
放送は2月24日(日)ですが、日本では見ることができませんので、リスナーの皆さんには3月ごろに特別のコンテンツとしてお届けしたいと思います。

韓国ソウル放送のお二人と記念撮影。指のポーズは韓国で写真を撮るときにはやっているハトのポーズだそうです。
サイエンスコミュニケータとして海外局のテレビ取材を受けました


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2019-01-15 : お知らせ : コメント : 0 :

無許可の衛星打ち上げ!?

米国の人工衛星のスタートアップ企業であるスウォーム・テクノロジーズが4機の小型人工衛星「スペースビー」を許可なしに打ち上げて運用し、米国連邦通信委員会から、この行為に対し、90万ドルの罰金に加えて、コンプライアンス計画や事前打ち上げ通知などに必要な大量の文書の作成が求められることになりました。大目玉です。  

スウォーム社は最初から無許可で打ち上げるつもりだったわけではなく、打ち上げ許可を申請したものの、人工衛星があまりに小さく、追跡が困難なことを危惧した米国連邦通信委員会は打ち上げ許可を出していませんでした。


2019-01-15 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

カエルは騒音で固まって動けなくなる

梅雨時に田んぼの中の農道を車で走っていると道路の真ん中にカエルが自分の方をしっかと見ながら座っている場面によく出会ってドキッとします。

田んぼの中の道路のように、都市や道路などで分断された生息地に棲む動物は、しばしば道路等を通り、近隣の生息地まで移動します。生息地間での個体の交流は、個体群の存続可能性を高めます。近年では、動物の移動分散に対する「交通騒音の影響」が注目を集めています。

カエルは騒音で固まって動けなくなる

北海道大学では、都市部でアマガエルが活動する土地を3種類(森林・草地・道路)に分類しました。また、これらの生息地としての質は明確に異なります(質は、森林 → 草地 → 裸地の順に低くなる)。研究グループは、札幌市内で採集した合計 76 個体のアマガエル を用いて、各実験区でスピーカーから交通騒音を流した場合と流さなかった場合の一晩あたりのアマガエルの移動距離を調べました。

森林と草地の実験区では、交通騒音によるアマガエルの移動距離への影響は見られませんでした。一方、道路では、交通騒音がない場合と比べて、交通騒音がある方がアマガエルの移動距離が約 30%短くなることが明らかになりました。これらの結果は、交通騒音による動物の移動分散への影響が土地利用ごとに異なること、質の低い裸地(例:道路のような環境)では、交通騒音が移動分散を阻害する可能性を示唆しています。とりわけ人工的な裸地での影響は、移動分散の遅延を意味することから、交通騒音が両生類の主要な減少要因の一つである道路上での轢死を助長している恐れがあります。

カエルは騒音で固まって動けなくなる

都市化や道路網の発達により、交通騒音は今や普遍的に存在する環境汚染源の一つになっています。一方、従来の研究では、動物の移動分散への交通騒音と土地利用の複合的な影響は考慮されてきませんでした。そのため、本研究成果は、交通騒音による動物の移動分散への影響の理解を助けるだけでなく、騒音対策を検討する上での貴重な知見になると考えられます。ただし、本研究では、道路を模した人工的な裸地を用いたため、実際の道路上でも同様の影響が見られるか追加検証していく必要があります。また、道路上での交通騒音の低下が、轢死頻度の低下につながるのかを直接検証していくことも求められます。
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2019-01-14 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

認知症に「ゲノム医療」

認知症の国内の患者数は500万人に達しています。認知症治療の新たな取り組みとして、患者の遺伝情報を手がかりとする「ゲノム医療」の研究が活発化しています。認知症は約50種類の異なる病気の総称です。現在の診断は認知機能や脳の萎縮を調べるのが一般的ですが、50種類の中のどの疾患かを正確に判断することは難しく、治療上の問題となっています。また、認知症の大部分を占めるアルツハイマー病の治療方法については、これまでは病気の原因とされるアミロイドベータ(Aβ)やタウと呼ばれる異常なたんぱく質が脳に蓄積することを防ぐことで治療ができるのではないかと考えられ、研究が行われていましたが、効果が得られないケースが多く、治療薬の開発も次々に中止となりました。

新潟大学では認知症が疑われる男性に対し、血液を採取し、全ての遺伝子を解析。18~64歳で発症する若年性認知症の一種と関わる「NPC1」遺伝子で変異を見つけ、認知症の原因を特定することに成功しました。これはゲノム医療と呼ばれ、DNAを作る塩基の1つが異なるSNP(一塩基多型)にも注目。アルツハイマー型認知症(AD)の発症率が認知症に関わる遺伝子のSNPの違いで、最大で29倍に増えると突き止められました。

文部科学省もアミロイドβやタウに代わる治療方法開発のための標的探しに向けた大規模な研究を推進しています。アルツハイマー病患者のうち、物忘れや徘徊といった症状から回復した患者に注目し、脳の磁気共鳴画像装置(MRI)画像や遺伝情報を調べ、回復した前後でどんな変化が起きたかを突き止める計画です。数十億円の研究費を投入し、全国の大学や製薬企業が共同で研究開発を進めます。

国の推計によると、65歳以上の認知症患者は2030年には最大約830万人に増え、人口の7%に到達すると予測されています。介護する側の負担や認知症患者が自動車を運転することによる交通事故などが社会問題化しており、認知症の効果的な治療薬の開発は急務となっています。今後、認知症に関わる様々な遺伝子が明らかになれば、がん治療のように診断の精度向上や創薬につながると期待されます。


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2019-01-10 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

イプシロン4号機

イプシロンロケット4号機を2019年1月17日に打ち上げると文部科学省が明かしました。イプシロンロケットは3段式の固体ロケットです。第1段は「H-IIA」ロケットの固体ロケット・ブースター(SRB-A)と機器を共通化し、自己診断機能や少人数での打ち上げ管制などを採用することで、コスト低減なども可能になっています。

そして今回の打上げでは、合計7機の人工衛星が搭載されます。そのうち1機は国内企業のALEによる、粒子の投下による人工流れ星を作り出す衛星となっています。またその他にも、「革新的衛星技術実証1号機」がロケットに搭載され打ち上げられます。

イプシロン4号機

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2019-01-09 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ストレス反応は朝と夜で異なる

ヒトを含め、哺乳類の体内時計中枢は脳の中にあって眼から入る光の情報をもとに、全身に24時間のリズムを送り出しています。体内時計が乱れると心身に様々な不調が生じ、うつ病に代表される気分障害や、糖尿病、高血圧といった内分泌・循環器疾患のリスクが増加することが知られています。

私たちのからだには、心理的や身体的ストレスによって心身が破壊されないように守るための防御システムが備わっています。代表的な例はHPA axis系と呼ばれる視床下部-下垂体-副腎皮質系で、HPA axis防御系が活動すると副腎皮質ホルモンであるコルチゾルの濃度が上昇します。このコルチゾルは体内時計に従って増減するホルモンでもあり、朝に高く、夜間に低下します。

北海道大学の研究チームは、健康な成人男女27 名を対象として、朝と夜で、心理的ストレスに対するストレス防御機構HPA axis系の反応を比較しました。実験協力ボランティアに朝、精神的ストレスをかける実験を行ったところ、実験後20 分でコルチゾル濃度が明らかに上昇し、ストレス防御機構が働いていることが確認されました。一方、夜間に精神的ストレスをかけるとコルチゾル濃度は上昇しませんでした。このことはHPA axisが機能していないことを意味しています。これにより、生体のストレス応答システムは朝方にはHPA axis 系が応答するのに対し、夜間はその応答がないことが示唆されました。

コルチゾル濃度の低い夜間に心理的ストレスがかかるとHPA axis 系のストレス反応がみられないことから、夜間は生体の防御機構がうまく適応できないことが示唆されました。本研究成果は、からだのリズムが乱れやすい現代社会におけるストレスマネジメント、ストレスを原因とする疾患の理解や予防に役立つことが期待されます。


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2019-01-08 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 第738回 国産手術ロボット

高度な医療や、医療現場の人手不足を補うために医療用ロボットの開発が進んでいます。医療用ロボットは何種類かに分類することができ、介護作業を支援する介護ロボット、歩行の困難な患者の移動を助ける車いすロボット、未来技術として期待されているマイクロマシン、これは血管や消化管の中に入って治療をする非常に小さなロボットのことです。そして、現在普及が加速している手術ロボットがあります。手術ロボットは非常に小さくて精密に動作するアームを搭載し、低侵襲外科手術とよばれる人間の医師では手術不可能なほど小さな切り口から患者の体内に手術器具を挿入して行う手術や、将来的には遠隔手術も可能になるかもしれないロボットです。このタイプの手術ロボットの市場は米インテュイティブサージカルの「ダ・ヴィンチ」(次図)の独占状態です。
ヴォイニッチの科学書 第738回 国産手術ロボット ヴォイニッチの科学書 第738回 国産手術ロボット

ダ・ヴィンチは実用機としては世界初の胸腔内、腹腔内を内視鏡を使って手術するためのロボットの市販型です。複数のアームと3Dカメラを搭載し、アームの先端の手術器具を交換することで、様々な手術を行うことができます。医師はコンソールに座って3Dモニターを見ながらダ・ヴィンチの操作を行って手術を実施します。アームは医師の手の動きと精密に連動しているうえに、医師の手の震えを抑える手振れ防止機能もあります。  

1999年の発売以来続いているダ・ヴィンチの独占市場に2019年、いよいよ日本メーカーが参入することになりました。参入するのは川崎重工業とシスメックスが共同開発する手術ロボットです。川崎重工業とシスメックスが折半出資するメディカロイド社が基本構造や動作がダ・ヴィンチと似た手術ロボットを日本市場に先行投入する計画で厚生労働省との協議が進んでいるようです。

日本ではダ・ヴィンチが大規模病院を中心に300台程度導入され、すでに米国に次ぐ大きな市場となっていますが、2018年からロボット手術によるがん手術に対し、保険が適用され、保険適用前は100万円を超えていた患者負担額が数十万~数万円に減ったこともあり、手術件数は2017年の1.5倍に増加し、手術ロボットの市場はますます拡大するものと思われています。また、米国の市場調査会社によると世界の手術ロボットの関連市場は2024年には約11兆円に達すると予測されており、次世代通規格「5G」が普及すれば遠隔手術などの市場も広がる可能性が指摘されています。

川崎重工は工場で使う産業用ロボットの国内大手で、製薬メーカー向け医療用ロボットでも実績があり、新開発の手術ロボットでも日本の医療環境に合わせたコンパクトサイズを実現しているようです。また、最先端センサー技術を投入し、手術器具の先端の感触を伝える機能など、ダ・ヴィンチにない機能も搭載しています。気になる価格はダ・ヴィンチの1億5000万円から3億円に対し、1億円程度になるものと予想されています。


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2019-01-07 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

宇宙ガソリンスタンド

人工衛星のガソリンスタンドを目指す米国のベンチャー企業が国際宇宙ステーション(ISS)で液体輸送実験を行います。  

人工衛星の寿命は搭載する燃料の量によって決まります。スタートアップ企業のオービット・ファブは、スペースの宇宙船ドラゴンが国際宇宙ステーションへ物資を輸送するミッションで、宇宙における液体輸送方法を実験する予定です。

宇宙ガソリンスタンド


宇宙で人工衛星の燃料補給や修理をする時代が来ることは必至で、それにあたってどうやって大量の燃料を軌道上で管理・運用・販売・供給するか、専門家の間で活発な論議が行われています。微小重力下で液体を取り扱うことは非常に難易度が高く、人工衛星への燃料の補給は、地球と同じ方法は通用しないことがわかっています。

今回の実験では、燃料のかわりに水と小型タンカー2台を使用します。オービット・ファブは作成したバルブ・システムを試験するとともに、宇宙における流体力学を研究する予定です。 オービット・ファブの長期的な目標は、人工衛星サービス会社と提携した燃料提供サービスです。もし人工衛星が燃料補給を受けられれば、より長期間の運用が可能となり、人工衛星は使い捨てから、メンテしながら長期間運用の時代に入ることが期待されます。


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2019-01-04 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

3DプリンターとAIで絵画を再現

マサチューセッツ工科大学(MIT)コンピュータサイエンス・人工知能ラボ(CSAIL)は、3Dプリンターと人工知能によって絵画を再現することができる「RePain」システムを開発しました。RePainは、2つの方法で原画に近い色を再現します。 1つは「カラーコントーニング」という、透き通った4種類のインク(次図)を何層にも重ねていく新しい技法。もう一つは「ハーフトーニング」で、インクのついた無数の小さな点を使い、色彩を表現する技法です。MITが開発したディープラーニングプログラムでこの2つの工程において、たくさんある色の中からどの色を使うのかを判断します。

3DプリンターとAIで絵画を再現

3DプリンターとAIで絵画を再現

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2019-01-03 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

成層圏気球

米軍の研究開発機関である米国国防先端研究計画局DARPAが宇宙空間手前の成層圏に静止し長期間運用できる成層圏気球を開発中です。成層圏気球は太陽光発電で動作し、遠隔地や被災地に通信手段を提供したり、ハリケーンを追跡したり、海上の汚染を監視したりできるようになります。

成層圏気球は決して目新しいアイデアではなく、すでにNASAやグーグルの親会社アルファベットが所有する「プロジェクト・ルーン」 は、ハリケーン「マリア」で被災したプエルトリコに気球を飛ばし、モバイル通信の提供に成功しています。ですが、現在の成層圏気球は大きな問題があります。それは、現行の成層圏気球は風と共に去り、定点に留まれるのが1回の飛行につき数日間に限られることです。

成層圏気球が運用される地上から約1万8300メートル地点では、高度によって風が様々な向きに吹いています。そのため現在の成層圏気流はすぐに風に流されてしまうのです。理論上は、気球の高度を上下させて適切な向きの風をつかまえ続ければ、行ったり来たりしながら同じ地域の上空にほぼとどまれるはずです。  

DARPAはこの技術の開発に取り組んでいます。DARPAが開発中の新風センサーを搭載した成層圏気球「ALTA(Adaptable Lighter-Than-Air balloon:調整可能な空気より軽い気球)」プログラムのデバイスは、センサーを使って遠距離から風速と風向を検知でき、定点に留まるために必要な調整を行います。

ストラットOAWL(Strat-OAWL:成層圏光学式自己共分散風ライダー)と呼ばれるDARPAの風センサー(次図)は、もともとはNASAの衛星用に設計されたセンサーを新しくしたものです。OAWLは、空気中にレーザー光のパルスを照射し、光線のごく一部が反射されて戻り、戻ってきたレーザー光を望遠鏡が集めます。反射で戻ってきた光の波長は、光が跳ね返ってきた際の空気の動きの速さにより、わずかに異なります。この変化はドップラー効果と呼ばれます。この変化を分析することで、OAWLは風速と風向を測定できます。

成層圏気球

航空機ではすでにOAWLが採用されており、14キロメートル以上先の地点で吹く風を、毎秒1メートル以上の精度で測定しています。ですが航空機のOAWLをそのまま気球に搭載することはできないため、太陽電池で動作し、軽くて小さいストラットOAWLを開発が必要です。



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2019-01-02 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 第737回 食塩による高血圧が発症する仕組み

高血圧は、日本の成人のうち約4300万人が罹患していると試算される重大な国民病です。食塩の過剰摂取が高血圧の原因となることは良く知られています。自然科学研究機構基礎生物学研究所の研究グループは、食塩の過剰摂取により体液中のナトリウムイオン濃度が上昇すると、脳内のナトリウムイオン濃度センサータンパク質(イオンチャンネル)であるNaxがこれを感知し、その結果、交感神経を活性化して血圧上昇が起こることを初めて明らかにしました。

通常のマウスに大量の食塩を与えると体液中のナトリウムイオン濃度が上昇し、それに伴って血圧が上昇します。一方、Nax遺伝子欠損マウスでは体液中のナトリウムイオン濃度は通常のマウスと同程度上昇しているにもかかわらず、血圧の上昇は全く起きません。このことは、血圧上昇にNaxが大きく関与していることを意味しています。

そこで、高濃度のナトリウムイオンを含む水溶液をマウスの脳内に注入したところ、通常のマウスでは、交感神経の活性化と血圧上昇が起こったのに対し、Nax遺伝子欠損マウスではそれらは起こりませんでした。このことから、Naxは体液中のナトリウムイオン濃度の上昇を感知し、交感神経の活性化を通じて血圧を上昇させる脳内センサーであることが予想されました。  

さらに脳のどの部位でどのような細胞が関与しているのかについても研究を行い、交感神経や血圧の制御に関与する脳内器官の1つで血液と脳脊髄液の成分を感知するのに関わる終板脈管器官という部位のグリア細胞に発現するNaxが関わっていることがわかりました。このNaxが活性化すると、神経細胞から水素イオンの放出が促進され、放出された水素イオンが作用して別の神経細胞を活性化する連鎖反応を介して交感神経性の血圧上昇が誘導されます。

高血圧に関する脳内の仕組みを解明した今回の研究は、高血圧症の新たな治療法の開発に役立つと期待されます。また、高血圧全体の約90パーセントを占めるにもかかわらず、原因が特定されていない本態性高血圧の発症の仕組みを理解するための重要な一歩ともいえます。 >


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2018-12-31 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

世界初「宇宙葬」特化の人工衛星

世界初の宇宙葬専用人工衛星が打ち上げられました。この衛星「イリジウムスター2」は一基数キログラムの小型衛星で、一人1グラム、100名分の遺灰が載せられています。打ち上げたのはサンフランシスコの企業イリジウムスペース社です。遺族が支払った費用は一人当たり、2500ドル、約30万円でした。  

打ち上げにはスペースXのファルコン9ロケットが用いられ、その他の64の衛星と相乗りして打ち上げられました。なお、一基のロケットで64個の衛星を打ち上げたのはアメリカでは最高記録となります。イリジウムスター2は高度約550キロメートルの極軌道を周回し、衛星の位置は専用アプリから把握可能ですので、遺族はいつ頭上を遺灰が通過するかが分かります。

イリジウムスター2は今後数年間軌道にとどまります。 イリジウムスペース社は2019年にはイリジウムスター3を打ち上げ、その後は毎年、このプロジェクトを行いたいと考えています。

世界初「宇宙葬」特化の人工衛星


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2018-12-27 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

植物病原菌の巧妙な認識回避機構

植物にも免疫機能はあり、植物病原菌が感染しようとしたときには免疫が排除にかかります。理化学研究所らの国際共同研究グループは、植物病原菌が植物へ感染するために、宿主植物の免疫機構を回避するしくみを発見しました。この研究は農作物を植物病原菌から守る方法の開発につながりそうです。

植物病原菌が植物に感染する際にはエフェクターと呼ばれる病原性タンパク質を植物細胞内に注入し、植物の防御反応を抑制します。一方、植物は、免疫センサーを用いてエフェクターを認識し、過敏感反応(HR)と呼ばれる、細胞死を伴う強力な免疫応答で対抗します(次図)。

植物病原菌の巧妙な認識回避機構


研究は、まずシロイヌナズナにおいて、べと病菌が感染した株と感染していない株の違いを比較し、病原菌に感染した植物が細胞死を起こす現象を指標にして、べと病菌エフェクターを特定しました。  

続いて、べと病菌が宿主植物の免疫センサーを回避するしくみを調べるために、感染に成功するべと病菌のエフェクター遺伝子を遺伝子操作で植物の中で発現させました。その結果、べと病菌を感染させなくても、エフェクターのみで、植物の細胞核が免疫を発動することを確認しました。また、植物体内でエフェクターを遺伝子を活性化させた植物では植物細胞は植物体全体を守る免疫反応としての細胞死を起こしました。

今回の研究で、植物と病原菌の攻防における植物の細胞内型免疫センサーによる病原菌エフェクターの認識、および病原菌側の認識回避機構の一端が明らかになりました。農地では、育種により細胞内型免疫センサーを導入した耐病性品種の抵抗性を打破する新たな病原菌系統の出現が問題となっているため、本研究成果は、将来的な病害防除法の開発に貢献することが期待できます。


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2018-12-26 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

ヴォイニッチの科学書 第736回 地球のナゾ振動

2018年11月11日、日本時間で夕方。地球が謎の振動現象を起こしていたことが明らかになりました。何が起きたのかはまだわかっていませんが、地震の一種と思われるこの振動、震源はアフリカ大陸の東海岸仏領マヨット島(次衛星写真赤丸)沖24キロメートルの地点であることがわかっています。この振動は津波などの震災が発生するほど強いものではなかったにもかかわらず、アフリカ各国だけではなく、大西洋対岸の南米、地球の裏側のニュージーランド、カナダ、ハワイにまで到達しました。しかもその振動は20分以上も続き、あきらかに私たちがよく経験する地震とは異なる性質のものでした。

ヴォイニッチの科学書 第736回 地球のナゾ振動

この振動はまず、非常に周波数の低い大地の震動として地震計で観測され、地震学者でさえ経験したことのない珍しい振動だったため、その異常性から震源地が特定されるまでは、巨大隕石が地球のどこかに衝突した可能性まで指摘されるほどでした。  

通常の地震は地面の圧縮が伝わるP波、地面の横揺れが伝わるS波の特徴的な振動が時間差で広がり、そのあとに表面波がゆっくりと長い時間続きます。今回の謎振動はP波もS波もなく、表面波のみが長時間続く様子にたとえることができました。また、大抵の地震は多くの異なる周波数の波が混じっていますが、この振動はちょうど17秒周期の非常に単調な振動でした。17秒ごとに地球がベルとなって振動するイメージです。  

今回のマヨット島震源地域では2018年5月から群発地震が発生しており、それとの関係が指摘されています。ただし、謎振動の発生時に地震は起きていません。  フランス地質調査所の調査では、震源付近のマヨット島の位置が7月以降動いており、地下で立方キロメートルレベルのマグマの移動が起きている可能性が明らかになり、沖合で新しい火山活動が始まっているらしいとわかってきました。ところが、マヨット島周辺では4000年以上火山活動はありません。  

地震学者の多くはこの振動をスロー地震で説明しようとしています。スロー地震は、何分、何時間、ときに何日もかけて、ひずみが段階的に解消されていくことによるもので、普通の地震よりも静かで遅いのが特徴です。日本近海やハワイ諸島など火山活動が活発なところで起きるものと今までは考えられていたものです。  いずれにしてもアフリカ東海岸の地球内部でマグマのかたまりになにか大規模な変化が起きたのであろう、という点は確実視されています。今後、世界各国の地震計の該当振動を詳細に解析することによって地中深くうごめく溶融物質の大きさや形を推測できるかもしれません。
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2018-12-25 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :

希薄な二酸化炭素を捕捉して資源化

東京工業大学の研究者らは二酸化炭素を捕集する機能を持つレニウムの錯体が、低濃度の二酸化炭素を原料にして有用物質を生産する化学反応を触媒することを発見しました。

化石資源を燃焼して放出される二酸化炭素を有用な物質に変化させる化学反応は、排出二酸化炭素削減と資源の創出の両観点から国内外で精力的に研究されています。しかし、従来の研究のほとんどは、純粋な二酸化炭素を用いて開発が行われている一方で、火力発電所や製鉄所、セメント製造工場などから出る排ガスには二酸化炭素が数%から十数%しか含まれていないため、研究成果を現場にそのまま適用することができませんでした。そこで、実際に排出される希薄な濃度の二酸化炭素を含んだガスをその利用して効率よく化学反応を起こす方法の発見が求められていました。

長年の研究の結果、ある種のレニウム錯体が、1%しか二酸化炭素を含まないガスでも二酸化炭素を効率よく一酸化炭素に変換することを発見しました。一酸化炭素は化学原料として価値が高く、一酸化炭素を水素と反応させることで人造石油を合成することができます。今回の発見により、火力発電所や製鉄所から排出される低濃度の二酸化炭素を含んだ排ガスを、効率的に直接資源化できる可能性が出てきました。

希薄な二酸化炭素を捕捉して資源化
低濃度の二酸化炭素しか含まないガスからレニウム(Re)錯体が二酸化炭素を捕集し、高効率な電気化学反応で一酸化炭素へと還元する



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2018-12-22 : ヴォイニッチの科学書 : コメント : 0 :
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