Life Science News from Around the Globe

Edited by Michael D. O'Neill

バイオクイックニュースは、サイエンスライター Michael D. O'Neillによって発行されている独立系バイオニュースメディアです

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皮膚生検は、医師が検査用に小さな組織の塊を削り取るため、患者には痛みを伴う傷が残り、治るまで何週間も掛かることもあり楽ではない。しかし、癌の早期治療が可能になるなら、その価値は大きい。しかし、近年、積極的な診断の取り組みにより、生検の回数は癌の発見数の約4倍に増加しており、現在では皮膚癌が発見されるたびに約30の良性病変が生検されている。
スティーブンス工科大学の研究者らは、現在、不必要な生検の割合を半分に減らし、皮膚科医やその他の現場の医師が実験室レベルの癌診断に簡単にアクセスできるようにする、低価格の携帯型機器を開発している。

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タコ、イカは、それらを研究する科学者にとっても、素晴らしく奇妙な生き物である。軟体動物または甲殻類として知られる頭足類は、無脊椎動物の中で最大の神経系を持ち、瞬時にカモフラージュするなどの複雑な行動をとり、器用な吸盤をちりばめた腕など、進化的にユニークな特徴を持っている。この珍しい動物がどのようにして誕生したのかを解明するため、頭足類のゲノムが調査された。その過程で、研究者らは頭足類のゲノムが、頭足類と同じくらい奇妙なものであることを発見した。マサチューセッツ州ウッズホールにある海洋生物学研究所(MBL)、ウィーン大学、シカゴ大学、沖縄科学技術大学院、カリフォルニア大学バークレー校の研究者らは、この研究成果をNature Communications誌に新たに発表した。

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100年の歴史を持つ結核のBCG(Bacille Calmette-Guérin)ワクチンは、世界で最も古く、最も広く使われているワクチンの一つで、毎年1億人の新生児の予防接種に使われている。結核が蔓延している国で接種されるこのワクチンは、驚くことに、結核とは無関係の複数の細菌やウイルスの感染から新生児や幼児を守ることが分かっている。COVID-19の重症度を下げることができるという証拠もあるほどだ。BCGワクチンの何が特別なのだろうか?どうしてそんなに広範囲に乳児を守ることができるのだろうか?それはまだほとんど分かっていない。

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カリフォルニア大学リバーサイド校(UCR)の科学者らは、ブドウ園にとって致命的な脅威であるグラッシーウィングシャープシューターを殺虫剤への抵抗力が強まる中、根絶することに成功した。この虫はブドウの木を食べ、ピアス病の原因となる細菌を媒介する。一度感染すると、3年以内にブドウの木が枯れる可能性が高く、580億ドル規模のカリフォルニアのワイン産業にとって大きな問題である。現在、この害虫は防疫と効果の低い薬剤散布によってのみ防除が可能だ。しかし、新しい遺伝子編集技術が、このシャープシューターの駆除に新たな希望をもたらした。UCRの科学者らは、この技術によってこの昆虫に永久的な物理的変化を与えることができることを実証した。また、これらの変化が3世代以上の昆虫に受け継がれることも示した。
このチームの仕事を説明した論文は、2020年4月19日のScientific Reportsに掲載され「CRISPR/Cas9によるGlassy-Winged Sharpshooter Homalodisca vitripennis (Germar)の効率的なゲノム改変(Efficient CRISPR/Cas9-Mediated Genome Modification of the Glassy-Winged Sharpshooter Homalodisca vitripennis (Germar))」 と題されている。

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スクリプス研究所の科学者らは、体内の薬物と標的との結合部位を、さまざまな組織にわたって、これまでよりも高い精度で画像化する方法を開発した。この新しい方法は、医薬品開発における日常的なツールになる可能性がある。CATCHと呼ばれるこの新しい方法は、薬物分子に蛍光タグを取り付け、化学的手法により蛍光シグナルを改善するものだ。2022年4月27日にCell誌に掲載されたこの論文は「哺乳類組織における細胞性薬物ターゲットの特定(In situ Identification of Cellular Drug Targets in Mammalian Tissue)」と題されている。

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ある新しい研究により、科学者らは脳卒中研究でかつて人気を博したものの議論の的となっていたアイデアを再考することになった。脳卒中の後遺症として、過剰に興奮した神経細胞を落ち着かせることで、酸素不足で損傷している神経細胞を殺す可能性のある毒性分子が放出されるのを防ぐことができると、神経科学者らは考えていたのである。この考えは、細胞や動物を使った研究によって裏付けられていたが、多くの臨床試験で脳卒中患者の予後を改善できなかったため、2000年代前半には支持されなくなった。しかし、新たなアプローチにより、この考えはあまりにも早く捨て去られた可能性があることが明らかになった。この新しい知見は、2022年2月25日にBrain誌に掲載された。この論文は「多系統のGWASが虚血性脳卒中後の転帰と関連(Multi-Ancestry GWAS Reveals Excitotoxicity Associated with Outcome After Ischaemic Stroke)」と題されている。

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コペンハーゲン大学神経科学科の脳科学者ビルギッテ・コルヌム博士(写真)は、世界最大級の睡眠学会が開かれるローマに到着した際、至るところに、「日中の眠気を覚ましたい」とか「夜間の脳の働きを止めたい」などという製薬会社のブースや資料、キャンペーンばかりで非常に驚かされたという。その中で、最近、睡眠の研究で注目されているのが、脳細胞に存在するタンパク質「ヒポクレチン(Hypocretin)」である。というのも、ヒポクレチンは、寝つきが悪くなる不眠症や、日中の覚醒度が低下するナルコレプシーに関与していると考えられているからだ。不眠症の人は脳内のヒポクレチンが多すぎる可能性があり、ナルコレプシーの人は少なすぎる可能性がある。また、うつ病やADHD(注意欠陥多動性障害)などの精神疾患にも、ヒポクレチンが関与していると考えられている。
脳内のヒポクレチン系については、すでに多くのことが知られている。2018年にカナダで導入されたばかりの、ヒポクレチンの作用に対抗する不眠症の新薬もある。しかし、コルヌム博士によると、問題は、ヒポクレチンが細胞内でどのように制御されているのかについて、ほとんど分かっていないことだという。
そこで、コルヌム博士らはこの問題に光を当てるべく、新たな研究に着手し、2022年4月22日にPNASに論文が掲載された。この研究は、マウス、ゼブラフィッシュ、ヒトの細胞を用いた試験を組み合わせたもので、研究者らはコペンハーゲン大学細胞分子医学科の仲間たちと協力した。このオープンアクセス版のPNAS論文は「進化的に保存されたmiRNA-137は神経ペプチドであるヒポクレチン/オレキシンを標的として、覚醒/睡眠比を調節する(The Evolutionarily Conserved miRNA-137 Targets the Neuropeptide Hypocretin/Orexin and Modulates the Wake to Sleep Ratio)」と題されている。

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ペンシルバニア大学およびドイツ・ドレスデン工科大学の研究者らは、重度の歯周病などの疾患と関節炎との関連性が骨髄に辿り着くことを実証した。免疫系は記憶する。この記憶は、過去に細菌やウイルスなどの脅威と遭遇したときに呼び起こされたもので、多くの場合は財産となる。しかし、その記憶が慢性炎症のような体内の要因によって呼び起こされた場合、誤った免疫反応を永続させ、有害なものになる可能性がある。
ペンシルベニア大学歯学部の研究者らは、ドレスデン工科大学の研究者を含む国際チームと共同で、自然免疫記憶が、ある種の炎症状態(この例では歯周病)を引き起こし、骨髄の免疫細胞前駆体に変化を与えることによって、別のタイプの炎症(ここでは関節炎)に対する感受性を高めるメカニズムを明らかにした。研究チームは、マウスモデルを用いて、骨髄移植を受けた患者が、そのドナーが炎症性歯周病であった場合、より重度の関節炎を発症する傾向があることを実証した。
このCellに掲載された論文は「骨髄造血の不適応自然免疫トレーニングと炎症性合併症の関連(Maladaptive Innate Immune Training of Myelopoiesis Links Inflammatory Comorbidities)」と題されている。
「歯周炎と関節炎をモデルにしているが、今回の発見は、これらの例を凌駕している。これは、実際、中心的なメカニズムであり、様々な併存疾患との関連性の根底にある統一原理だ。」と、ペンシルベニア大学歯学部教授で、この研究の責任著者であるジョージ・ハジセンガリス博士は述べている。研究者らは、このメカニズムが、骨髄ドナーの選別方法の再考を促すかもしれないと指摘している。なぜなら、基礎にある炎症性疾患によって引き起こされたある種の免疫記憶を持つドナーは、骨髄移植を受けた人を炎症性疾患の高いリスクにさらすかもしれないからだ。

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運動で糖尿病がもたらすダメージに対抗する一つの方法は、糖尿病によって既存の血管が破壊されたときに新しい血管を成長させるという人間の自然なシステムを活性化させることであるという報告がなされた。 ジョージア医科大学(MCG)血管生物学センターの専門家は、「血管新生とは新しい血管を形成する能力であり、糖尿病は既存の血管を傷つけるだけでなく、病気や怪我に直面したときに新しい血管を育てるこの生来の能力を阻害する」と述べている。 内皮細胞は我々の血管を覆っており、その新しい血管の成長に不可欠だ。このたび、MCGの研究者らは、糖尿病の場合、45分間の適度な運動でも、より多くのエクソソームが、血管新生を開始させるタンパク質ATP7Aをこれらの細胞に直接多く供給できることを初めて明らかにした。
研究グループは、2022年2月10日にThe FASEB Journalに掲載された論文でこのことを報告している。このオープンアクセス論文は「2型糖尿病において運動が循環系エクソソームの血管新生機能を改善する。エクソソームSOD3の役割(Exercise Improves Angiogenic Function of Circulating Exosomes in Type 2 Diabetes: Role of Exosomal SOD3)」と題されている。

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韓国基礎科学研究所のゲノム工学センターの研究者らは、転写活性化因子様エフェクターリンクデアミナーゼ(TALED)と呼ばれる新しい遺伝子編集プラットフォームを開発した。TALEDは、ミトコンドリア内でAからGへの塩基変換を行うことができる塩基編集酵素である。この発見は、ヒトの遺伝子疾患を治療するための数十年にわたる旅の集大成であり、TALEDは遺伝子編集技術におけるパズルの最後のミッシングピースと考えることができる。

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