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Edited by Michael D. O'Neill

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ラトガース大学の科学者が国際チームの一員として、土壌や水、一部の食品に含まれ、体内の抗酸化作用を高める必須微量ミネラルであるセレンを25の特殊なタンパク質に組み込むプロセスを解明し、癌から糖尿病まで多くの疾患の新しい治療法の開発に役立つ発見をした。この研究は、2022年6月16日付けのScience誌の論文で詳述されており、細胞や生物の生物学の多くの側面にとって重要な、セレンが細胞内の必要な場所に到達する過程について、これまでで最も詳細な説明がなされている。
まず、セレンは必須アミノ酸であるセレノシステイン(Sec)の中に封入される。Secは、25種類のいわゆるセレノプロテインに取り込まれ、これらのタンパク質はすべて、細胞や代謝のプロセスの鍵を握っている。ラトガース大学ロバート・ウッド・ジョンソン医科大学生化学・分子生物学科のポール・コープランド教授(PhD)らは、これらの重要なメカニズムの仕組みを詳細に理解することは、新しい治療法の開発にとって極めて重要であるとしている。この研究の著者であるコープランド博士は、「この研究によって、これまで見たこともないような構造が明らかになり、そのうちのいくつかは、生物学全体で見てもユニークなものだ」と述べている。このScience誌の論文は「セレノシステインUGAコドンを解読する哺乳類リボソームの構造(Structure of the Mammalian Ribosome As It Decodes the Selenocysteine UGA Codon)」と題されている。

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狂犬病ウイルスは毎年59,000人を殺し、その犠牲者の多くは子供だ。一部の被害者(特に子供達)は、手遅れになるまで気づかないことが多い。その他の人々にとって、高額な狂犬病治療プランは論外だ。平均3,800ドルの費用が掛かる治療は誰もが利用可能ではなく、世界中のほとんどの人々に考えられない経済的負担をもたらする。一方で狂犬病ワクチンは治療よりもはるかに手頃な価格で投与が簡単だ。しかし、これらのワクチンには大きな欠点もある。
「狂犬病ワクチンは生涯にわたる保護を提供しない。ペットに3歳まで毎年接種する必要がある。」 「現在、人間と家畜のための狂犬病ワクチンは、死んだウイルスから作られている。しかし、この不活化プロセスにより、分子の形が崩れる可能性がある。そのため、これらのワクチンは免疫系に適切な形を示していない。より良い形でより構造化されたワクチンを作った場合、免疫はより長く続くだろうか?」とラホーヤ免疫学研究所(LJI)のエリカ・オルマン サファイア教授は述べている。
パスツール研究所のエルヴェ・ブーリィ博士が率いるチームと協力して、サファイア教授と彼女のチームは、より良いワクチン設計への道を発見したという。Science Advances で2022年6月17日に公開された新研究で、この研究者らは、脆弱な「三量体」の形で狂犬病ウイルス糖タンパク質を調べた最初の高解像度研究の1つを共有している。このオープンアクセス論文は、「狂犬病ウイルス糖タンパク質三量体が融合前特異的中和抗体に結合した構造(Structure of the Rabies Virus Glycoprotein Trimer Bound to a Prefusion-Specific Neutralizing Antibody.)」と題されている。
「狂犬病糖タンパク質は、狂犬病がその表面に発現する唯一のタンパク質だ。つまり、感染時に中和抗体の主要な標的になるだろう」「狂犬病は我々が知っている中で最も致命的なウイルスだ。 それは我々の歴史の大部分を占めている。我々は何百年もの間、その曲者と一緒に暮らしてきた」と、LJIの社長兼CEOを兼務するサフィア博士は付け加えた。

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中国のBGIリサーチの科学者が率いる国際研究グループは、単一細胞技術を使ってアリの脳を研究し、アリのコロニー内での社会的分業が、細胞レベルでの脳の機能特化に反映されていることを初めて明らかにした。2022年6月16日にNature Ecology & Evolutionに掲載された研究「アリの超生物における分業の神経基盤を追跡する単一細胞トランスクリプトームアトラス(A Single-Cell Transcriptomic Atlas Tracking the Neural Basis of Division of Labour in an Ant Superorganism)」では、BGIグループのBGIリサーチ、中国科学アカデミー昆明動物学研究所, コペンハーゲン大学などの研究者が、BGIのDNBeLab単一細胞ライブラリプラットフォームを応用し、ファラオアリの脳から20万以上の単一核トランスクリプトームを取得し、労働者、雄、雌(処女女王)、女王というこの種のアリのすべての成体表現型を網羅する単一細胞トランスクリプトームマップを構築した。

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ミシガン大学ローゲル癌センターの科学者らは、脳腫瘍の重要な経路を阻害する低分子を発見した際は楽観的だった。しかし、阻害剤を血流にのせて脳に送り込み、腫瘍に到達させるにはどうしたらよいかという問題が立ちはだかった。そこで、複数の研究室と共同で、阻害剤を封入したナノ粒子を作製したところ、予想以上の成果が得られた。このナノ粒子は、マウスモデルの腫瘍に阻害剤を送達し、免疫系をオンにして癌を消滅させることに成功しただけでなく、このプロセスが免疫記憶を誘発し、再導入された腫瘍も消滅させたのである。
「誰もこの分子を脳に入れることができなかった。これは本当に大きなマイルストーンだ。」と、ミシガン大学医学部のR.C. Schneider Collegiate Professor of Neurosurgeryであるマリア・G・カストロ博士は述べている。カストロ博士は、ACS Nano誌に掲載されたこの研究の主執筆者だ。

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異なる組織が遺伝子から情報を読み取る方法を新たに調べたところ、脳と精巣は、あるタンパク質を生成するために多くの異なる種類の遺伝暗号を用いることに非常に寛容であることが明らかになった。実際、ミバエとヒトの精巣では、めったに使われない遺伝暗号の断片を使ったタンパク質産物が豊富に含まれているようだ。この研究者らは、稀少な遺伝暗号の使用は、生殖能力と進化の革新に不可欠な、ゲノムのもう一つの制御層である可能性があるとしている。
フランシス・クリックは、DNAがA、C、T、Gの塩基からなる二重らせん構造であることを解明してから10年後、これらの3文字が「コドン」というタンパク質を構成するアミノ酸1個のレシピに翻訳される中間段階を解読した。当時も今も不可解だったのは、この生命暗号の層では、わずか20種類のアミノ酸を生成するために61種類の3文字のコドンが使われていたことだ。つまり、同じものを表現するために、多くのコドンが使われていたのだ。

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米国国立眼科研究所(NEI; National Eye Institute)の研究者らは、人間の視覚認識にとって重要な網膜の組織を構成する細胞の間に、明確な違いがあることを発見した。NEIの研究者らは、網膜の光を感じる視細胞を養い支える組織である網膜色素上皮(RPE; retinal pigment epithelium)に5つの亜集団があることを発見した。
研究チームは、人工知能を用いてRPEの画像を1細胞単位で解析し、眼球内の各集団の位置を示す参照マップを作成した。この研究報告は、2022年5月6日、PNASに掲載された。この論文は「ヒト網膜色素上皮の単一細胞分解能マップが疾患感受性を異にする部分集団の発見に役立つ(Single Cell-Resolution Map of Human Retinal Pigment Epithelium Helps Discover Subpopulations with Differential Disease Sensitivity)」と題されている。

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長寿の秘訣のひとつは、簡単とまではいかないまでも、「食べる量を減らす」ことだ。カロリーを制限することで、より健康で長生きできることは、さまざまな動物を使った研究で明らかにされている。そして今、新たな研究により、この長寿効果には身体の1日のリズムが大きく関わっていることが示唆された。1日のうち最も活動的な時間帯にのみ食事をすることで、カロリーを抑えた食事をしたマウスの寿命が大幅に延びたと、ハワードヒューズ医学研究所のジョセフ・高橋博士(写真)らが2022年5月5日、Science誌で報告した。
この論文は「カロリー制限の早期開始による概日リズムがC57BL/6J雄マウスの長寿を促進する(Circadian Alignment of Early Onset Caloric Restriction Promotes Longevity in Male C57BL/6J Mice)」と題されている。

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CRISPRを用いた系統追跡により構築された肺癌細胞の系図から、癌が初期の段階からどのように進化し、侵攻性を持ち、全身に広がることができるようになるか詳細に明らかになった。癌細胞は、時間の経過とともに、治療に対する耐性、攻撃性、転移性(体内の別の場所に広がり、新たな腫瘍を形成する能力)を持つように進化する可能性がある。このような特徴を持つ癌は、進化すればするほど、より致命的なものになる。研究者らは、致命的な癌を予防し治療するために、癌がどのようにこれらの特徴を進化させるのかを理解したいと考えている。しかし、患者に癌が発見されるまでに、癌は通常何年も、あるいは何十年も存在しており、重要な進化の瞬間は観察されることなく過ぎ去っているのだ。

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パーキンソン病は、運動に関する症状、特に震えやこわばりでよく知られているかもしれない。しかし、この病気は発声を妨げることでも知られており、パーキンソン病患者の声は柔らかい単調なものになる。これらの症状は、発症のかなり早い時期、つまり運動関連の症状より数十年も前に現れることが研究により示唆されている。アリゾナ大学の神経科学者の新しい研究により、パーキンソン病とよく関連する特定の遺伝子が、声に関する問題の背後にある可能性が示唆された。この発見は、パーキンソン病患者の早期診断と治療につながる可能性がある。
この研究は、理学部の神経科学および言語聴覚科学の助教授であるジュリー・E・ミラー博士の研究室で行われた。ミラー博士は、神経科学部門と神経科学大学院の学際的プログラムを兼任しており、アリゾナ大学BIO5研究所のメンバーでもある。
この研究は、2022年5月4日(水)に科学雑誌PLOS ONEに掲載された。ミラー博士の研究室の元博士課程学生で、現在ジョンズ・ホプキンス大学の博士研究員であるセザール・A・メディナ氏が論文の主執筆者だ。また、アリゾナ大学の元学部生で、間もなく医学部-ツーソン校に入学予定のエディ・バルガス氏と、神経科学科の研究員であるステファニー・マンガー氏が研究に参加した。
このオープンアクセスのPLOS One論文は「歌専用の前脳経路におけるαシヌクレインの過剰発現によるパーキンソン病モデルにおける発声変化(Vocal Changes in a Zebra Finch Model of Parkinson's Disease Characterized by Alpha-Synuclein Overexpression in the Song-Dedicated Anterior Forebrain Pathway)」と題されている。

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臨床試験の失敗が科学的なブレークスルーにつながることは、そうそうあることではない。英国で癌免疫療法の試験中に患者に副作用が現れ始めたとき、ラホヤ免疫学研究所(LJI)癌免疫療法センターとリバプール大学の研究者は、データを遡り、患者のサンプルを使って何が問題だったかを調べた。この研究成果は、2022年5月4日にNature誌に掲載され、多くの免疫療法がなぜ危険な副作用を引き起こすのかについて重要な手がかりを与え、固形癌患者を治療するためのより良い戦略を指し示している。
「この研究は、初期段階の臨床試験から学ぶことの重要性を示している」と、ラホヤ免疫学研究所(LJI)の非常勤教授であるクリスチャン・H・オッテンスマイヤー博士と教授であるパンジュランガン・ビジャヤナンド博士は語っている。

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