バックナンバー2023年10月

耳なしドラゴンを救う

全体に公開・2023/10/31

 

絶滅したフクロオオカミ（タスマニアンタイガー）、ケナガマンモス、ドードーを蘇らせようとしている米国のバイオテクノロジー「De-extinction」企業であるColossal Biosciencesは、George ChurchとBen Lammによって2021年設立された企業です。今度は、オーストラリアのVictorian Grassland Earless Dragon（Tympanocryptis pinguicolla）を救うプロジェクトを支援するそうです。 テキサスに本拠を置くColossal Biosciencesは、以前からマンモスの復活に取り組んできましたが、2022年、タスマニアンタイガーとしても知られる有袋類のフクロオオカミを復活させるための数百万ドル規模の入札でメルボルン大学と提携したと発表しました。今年になって、絶滅した鳥ドードーの復活に挑戦することも発表しています。 このたび発表したのは、より現実的な絶滅の危機に瀕しているVictorian Grassland Earless Dragon（Tympanocryptis pinguicolla）の対策です。

 

共生細菌ウォルバキアによるデング熱のコントロール

全体に公開・2023/10/30

 

蚊は、人間と動物の両方に影響を与える広範囲の有害なウイルス性疾患（デング熱、チクングニア熱、西ナイル熱など）や寄生虫性疾患（マラリア、リンパ系フィラリア症）のベクター（媒介生物）です。 南米コロンビアでウイルスの伝播を防ぐ共生細菌ウォルバキア（Wolbachia）を持つ蚊を放出したことで、デング熱の発生率が低下したことをNature誌が報告しています。10月22日にシカゴで開催された米国熱帯医学衛生学会の総会でこの結果が発表されたということです。 まだ予備的な報告で、その解釈には注意を要するものの、今後の展開が注目されます。

 

【日曜コラム】オープンアクセスへの異論

全体に公開・2023/10/29

 

現代の社会をより良くするためのキーワードとなっている「Equity エクイティ」と「Equitable エクイタブル」。つまり、どんな立場にある人でも同じように扱われなくてはいけないということですが、「Equality 平等」と違うのは、不利な立場にある人は、積極的にその不利さを克服できるように扱われなくてはいけないということです。 誰でも同じように情報や記事に接することができるオープンアクセス運動もこの概念に沿った動きと思います。オープンアクセスについては、日本では大学などの研究機関の立場、つまり学術雑誌の寡占と価格高騰への対抗策という側面が強調されているように感じますが、多くの人がその基本方針には賛成しているものと思います。一方で、異論もあります。

 

人工知能創薬スタートアップ

有料購読者限定・2023/10/28

 

Genetic Engineering & Biotechnology News (GEN)に人工知能（AI）を使った創薬スタートアップであるBigHat Biosciencesについての紹介がありました。また、いくつかのAI創薬スタートアップについても紹介しているので、今回はそれらをまとめてみたいと思います。 https://www.genengnews.com/topics/artificial-intelligence/ai-created-monoclonal-antibodies-drive-innovation-at-bighat-biosciences/ 📌BigHat Biosciences BigHat Biosciencesは、2019年にカリフォルニア州のSFベイエリア（サンマテオ）で、スタンフォード大学のMark DePristo、Peyton Greenside、Theresa Tribbleによって作られたスタートアップです。 機械学習とライフサイエンスのウェットラボを統合したプラットフォームMilliner™を構築し、それを利用してより優れた抗体をより迅速に開発、製造することを目標としています。つまり、DNA合成から無細胞タンパク質合成まで、プラットフォーム全体で合成生物学を利用しています。 同社では、現在、毎週約800個の分子を設計、作成、テストしているとのこと。今後数年間でさらに数倍の生産能力を目指すそうです。 どのようなものを作ろうとしているのか、詳しくは、GENの記事を見るとわかりますが、BiTE （2重特異性 T 細胞エンゲージャー)、BsAb（2重特異性抗体）、scFv（単鎖可変フラグメント）、重鎖可変ドメイン (VHH、sdAbs、またはナノボディ )、およびさまざまな用途向けの抗体薬物複合体 (Antibody-drug conjugate、ADC) を作るということです。

 

アスパラガスで再生医療

全体に公開・2023/10/27

 

アスパラガスで再生医療といっても、アスパラガスを食べるということではありません。植物由来の生体材料が、生物医学用途にとってますます魅力的になってきています。その理由の一部は、動物由来のものと比較してコスト、拡張性、免疫原性の低さにあると考えられています。 長いひものような神経線維（神経細胞の軸索）は束になっており、損傷した場合、その再生には、さまざまな化学的および物理的な手がかりを必要とします。 例えば、エノキタケ（Flammulina velutipes）の繊維が、坐骨神経欠損のラットモデルにおける神経線維が伸びるのに利用できることが示されています。 一方、神経幹細胞を使った治療は、脳卒中、外傷性脳損傷、脊髄損傷などに対する再生医療に広く利用されつつあります。 最近、カナダのオタワ大学のチームが、アスパラガスの茎由来の直線状に配置された繊維を使うと、神経幹細胞の分化に効果的であることをプレプリントサーバbioRxivに掲示しています。

 

クレイグ・ヴェンターの探検

全体に公開・2023/10/26

 

J. Craig Ventorというと、国際的ビッグサイエンスプロジェクトであったヒトゲノムプロジェクトと競争したCelera社でのヒトゲノム研究、更には最小のゲノムを持つ人工細胞作りなど、合成生物学関係で最も有名な研究者の一人でしょう。地球上の全生命の遺伝コードを解読すると宣言したことでも知られています。 その興味深い人生は、彼の自伝「ヒトゲノムを解読した男」でも話題になりました。 そして、微生物からDNAを収集する旅が始まったわけです（2003年からパイロットテスト）。

 

細胞アトラスとLLM

全体に公開・2023/10/25

 

シングルセルRNAシーケンシングの勃興をきっかけとした細胞アトラス作りの最近の動向については、このトピックでもこれまで取り上げてきました。 2週間ほど前に発表された脳の細胞アトラスの話題については、一般的な記事もでてきています。 そんななか、Human Cell Atlasプロジェクトを積極的に支援してきたChan & Zuckerberg Initiative (以下、CZI）について、興味深いインタビューを見かけました。米国で最も人気のある科学系ポッドキャストの一つHuberman Lab Podcastの最新のインタビューです。 CZIは、facebook, MetaのMark Zuckerbergとその配偶者、小児科医であるPriscilla Chanが2015年に始めた慈善事業です。

 

DNAからできたナノエンジン

全体に公開・2023/10/24

 

サイズが、70 nm × 70 nm × 12 nmの「DNA折り紙ナノエンジン」が開発されました。米国のアリゾナ州立大学とドイツのボン大学のチームによる10月19日にNature Nanotechnologyに発表された研究です[1]。エンジンのように同じ動きを繰り返し、それを連結したパーツに伝えることができる装置です。 Centola, M. et al. (2023) A rhythmically pulsing leaf-spring DNA-origami nanoengine that drives a passive follower. Nat. Nanotechnol. https://doi.org/10.1038/s41565-023-01516-x

 

力で発光する柔らかく生きた素材

全体に公開・2023/10/23

 

米国カリフォルニア州サンディエゴの海岸で赤潮が発生した時、観察された生物発光波にインスピレーションを得たという、生きた生物を利用した機械的刺激で発光する柔らかい素材についてのカリフォルニア大学サンディエゴ校のチームによる研究が、10月20日付けのScience Advances誌に発表されました[1]。 バイオハイブリッドセンサー、治療や薬物放出を行うロボット工学の新しい可能性として注目されます。 Li, C. et al. (2023) Ultrasensitive and robust mechanoluminescent living composites. Sci Adv. 9:eadi8643. doi: 10.1126/sciadv.adi8643

 

【日曜コラム】ちょっとした調べ物欲求

全体に公開・2023/10/22

 

学術論文のビジネスモデルというのは、一般社会ではあまり理解されてこなかった現状があると思います。一般メディアでも、記者の不十分な理解に基づく記事や取材を多く見かけます。 これも学術論文を実際に読んだり、発表した経験がないと、なかなかその現状を理解できないためかもしれません。有識者を自称している研究者でも、学術論文の発表について全体像を理解している人は多くありません。大規模な図書館を持っている総合大学に在籍して、インパクトファクターの高い学術誌に発表することばかり考えている研究者には、そうでない立場を理解しにくいということになるのです。まさに、研究者や一般社会のEquityというものを考慮する必要があるということです。

 

DNAを使ったキャンバス

全体に公開・2023/10/21

 

ふだん使っているカラーディスプレイは、赤、緑、青（RGB）の3種類の「各チャンネルでの光」の放出と、それぞれの「強度」を組み合わせることで、それぞれの「位置」で機能しています。ここで、光の強度の変化、つまり色合いは、LEDやOLED（有機EL）の電流の関数となっています。つまり、絵を描けるキャンバスを作るには、色、強度、位置の3つが表現できることが必須です。 「色」の異なる蛍光色素は、シーケンシングやハイブリダイゼーションなど核酸の化学的および生化学的検出に広く用いられています。 DNAマイクロアレイは、固体表面に付着させた数多くの異なる核酸配列の集まりです。スポットされたか、その場で合成されたかにかかわらず、マイクロアレイの本質は、固有のDNAの「位置」を正確に割り当てることです。 遺伝子発現レベルなどを調べるマイクロアレイでは、相補鎖へのDNAハイブリダイゼーションを用いて蛍光シグナルの検出を行います。ここでの、蛍光シグナルの「強度」は2本鎖の熱安定性の関数となります。したがって、核酸の配列を調整することで、強度をグラデーションとして表現することができるはずです。 10月3日に、オーストリアのウィーン大学の研究者らが、この強度のグラデーションを調整する方法を開発し、1,600万色のいずれかを生成できるDNAキャンバスの作成に成功したという報告をJACSに発表しました[1]。これは、これまでの256色の制限を超えた成果です。

 

ワイン造りと合成生物学

全体に公開・2023/10/20

 

実りの秋、食欲の秋、芸術の秋。秋はワインが似合う季節かもしれません。 Synbiobetaに、「Breaking Tradition: Could Synthetic Biology Shape the Future of Winemaking?」（伝統の打破: 合成生物学はワイン造りの未来を形作ることができるか?）という記事がでていましたので、読んでみました。 世界最古のバイオテクノロジー、遺伝子組換えワイン酵母、気候変動、新しいブドウ品種、バイオデザインワイン、合成ワイン、GMワイン、消費者の受け入れ、といった言葉から、ワイン造りに合成生物学が大きく関与するだろう未来を感じることができました。 マロラクティック発酵、ヴィンテージといったワイン造りの背景については、Wikipediaを参照しておくとよいかもしれません。 ①遺伝子組み換えワイン酵母 最初に市販されている遺伝子組み換えワイン酵母 ML01 は、ワイン中の乳酸菌によって生成される有害な生体アミンの形成を防ぐために 2006 年に開発されました。それ以来、人工酵母は広範囲に研究されており、風味、一貫性、保存期間を改善し、気候変動から保護するための経路や突然変異が導入されています。 遺伝子組み換えワイン酵母ML01や最近のワイン酵母の研究についての参考文献 ②近年のトレンドは、アルコール度数の低減。一方で、気候変動による気温の上昇の影響がワイン造りにも。

 

スタートアップ成功と創業者の性格

全体に公開・2023/10/19

 

スタートアップは、合成生物学を使った脱炭素化やワクチン開発など、今日の最も困難な問題の多くを解決し、イノベーションの源となっています。しかしながら、生き残る可能性が低いものでもあります。 スタートアップの成功には、業界、場所、経済状況など、いくつかの企業レベルの外部要因が関連していると考えられます。一方、チームの規模、過去の経験や失敗、他の創業者や投資家のネットワークとの関係など、内部要因についての関心も高まっています。 創業者の「性格」（Founders’ personalities）はどうでしょうか。 ニューサウスウェールズ大学などの研究チームは、世界中の21,000社以上のスタートアップの創業者の性格について調査し、最終的な成功の重要な要因であることを、10月17日付けのScientific Reports誌で発表しています[1]。 McCarthy, P.X. et al. (2023) The impact of founder personalities on startup success. Sci Rep 13, 17200. https://doi.org/10.1038/s41598-023-41980-y この研究では、まず、Twitter（現在、X）のユーザープロファイルとCrunchbaseの企業プロファイルという2つのデータセットから、 個人の性格と資金調達や投資家に焦点を当てた企業（n=21187 のスタートアップ）に関する情報を集めています。ここで、例えば、若く教育水準が高いと言われるTwitterユーザーと外部から資金提供を受けている企業が多いCrunchbaseというデータセットについてバイアスがかかっていることには注意が必要です。

 

ブタからサルへの腎臓移植を理解する（その3）

全体に公開・2023/10/18

 

今回は、Ear punch derived cell(EPDC)に対して行う「3KO・7TG・RI」という遺伝子改変についてです。3KOから順に説明していきます。 まず（その１）と（その２）で前提知識をご確認ください。 3KO ニューヨーク大学の研究者たちが、ゲノム編集で遺伝子改変したブタの腎臓を脳死者の体内で1ヶ月以上にわたって機能させ続けたと、この夏に発表しています。 実は、ブタの心臓や腎臓を脳死者に使った短期間の試みはこれまでも行われてきていますが、拒絶反応は起きていないということです。これらの試みで使われたブタは、GalSafe™というブタで、Galactosyltransferase alpha-1,3 (GGTA1) の遺伝子1つだけを不活性化したものです。拒絶反応を抑えるには、どうもこれだけでも十分らしいです。

 

ブタからサルへの腎臓移植を理解する（その2）

全体に公開・2023/10/17

 

ブタからサルに腎臓を移植する。使うブタの腎臓はゲノム編集などで改造したものだ。こういうのを見ると簡単に聞こえてしまうのですが、この論文の抄録の文章からです。 ブタのドナーは、グリカン抗原を除去し、ヒト導入遺伝子を過剰発現し、ブタの内因性レトロウイルスを不活性化するなど、69のゲノム編集を行うように操作されました。 この遺伝子改変「3KO, 7TG, RI」については明日説明します。 このようなブタはどのように作ったのでしょうか。ブタの筋肉や卵にDNAやゲノム編集のツールを注射したわけではないです。 このようなブタをどのように作ったか、ということが今日の話題です。

 

ブタからサルへの腎臓移植を理解する（その１）

全体に公開・2023/10/16

 

先週、ゲノム編集技術CRISPR/Cas9を用いた異種移植臓器の開発を行ってきたeGenesis、マサチューセッツ総合病院（MGH）などのチームが、遺伝子を改変したブタの腎臓をサルに移植して長期間生存させることに成功したという報告が10/11日付のNature誌に掲載されたというニュースを見かけた方も多いと思います。 実際のNature誌の論文はこちらです。この論文は、オープンアクセスになっているので、無料で全文が読むことができます。 Anand, R.P.et al. (2023) Design and testing of a humanized porcine donor for xenotransplantation. Nature 622, 393–401. https://doi.org/10.1038/s41586-023-06594-4 これまで、既にこの関係の報道は多く行われてきました。しかし、このような報道があったところで、ほとんど詳細を知ることなく、「遺伝子を改変したブタの腎臓をサルに移植して、長期間生存させることに成功した」という一般ニュースのヘッドライン程度の理解で終わってしまう方が多いのではないか、と思います。 そこで、今週の「合成生物学は新たな産業革命の鍵となるか？」では、この論文をもう少し細かなところまで紹介することで、現在の合成生物学の現状をもう少し考えてみるということを試みてみます。

 

【日曜コラム】サイエンス記事の立ち位置

全体に公開・2023/10/15

 

この7月から開始した「合成生物学は新たな産業革命の鍵となるか？」のトピックですが、投稿記事数が100回を超えて、今回の投稿が105回目の記事になります。 当初、あまり深慮せずに、なんとなく始めてしまったということもあり、書き方や内容についての「立ち位置」がなかなか定まらなかったのです。しかし、数を積むことで、少しずつ何をやろうとしているのか、ぼんやりと決まってきたという段階です。まだブレがあると思いますが、もう少しお付き合いくださればと思います。 📌啓蒙と挑発 日本の小中学校の「国語」などで作文をさせる教育の問題は、読書感想文に代表されるように、誰に読ませるための文章を書くのか、指定しないことであると、よく言われます。そのために、日本人が書く文章の多くが読者を想定しておらず、伝わらない文章になっているという批判もしばしば見かけます。

 

人間たらしめているものを理解するための地図

全体に公開・2023/10/14

 

合成生物学では、作ろうとするものの形や素材を正しく知るということが、前提となるステップです。そのために、ゲノム情報など生物のことをよく知るための「地図」を作ることが重要になります。 生物のなかで、不思議で複雑な場所が「ヒトの脳」であるというのは多くの人が賛同すると思います。10月13日に、ヒト脳の最大のアトラスが発表され、Science誌が、「Brain cell census」という特集を組んでいます。 https://www.science.org/toc/science/382/6667 「Science」、「Science Advances」、「Science Translational Medicine」誌に21本の論文のパッケージとなっており、精神神経疾患、認知、発達、そして他の霊長類との比較を通じて、私たちを人間たらしめているものなどの研究に役立つだろうと思われます。

 

ネアンデルタール人は痛みに敏感

全体に公開・2023/10/13

 

ホモサピエンスがネアンデルタール人と交雑し、DNAの1～4％がネアンデルタール人から受け継がれているというのは、2022年のノーベル生理学・医学賞を受賞したスバンテ・ペーボさんのグループが見つけたことです。 最近の報告では、人類が、ネアンデルタール人から鼻の形に影響を与える遺伝子を受け継いでいることが示されています。 更に、この10月10日に、フランスの大学の研究者を中心とする国際チームが、ネアンデルタール人がホモサピエンスより特定の種類の痛みに対してより敏感であった可能性があることを示しています[1]。

 

【合成生物学ナビ】生きた細菌を使う治療

全体に公開・2023/10/12

 

ヨーグルトを食べてお腹の調子を整える。これは多くの人がやっていることだと思います。 合成生物学で作ったバクテリアを体に取り入れたり、バクテリオファージを使ってマイクロバイオームを操作することで、疾患を治療するという試みは、合成生物学の主流ともなっているアプローチとなっています。このトピックでも、たびたびこういった話題がでてきています。 【合成生物学ナビ】では、合成生物学についての基本的な話題を取り上げています。 新着のNature Review Bioengineeringに、合成生物学とナノメディシンを含めたバクテリアを使った治療についての総説がでています。

 

鳥インフルエンザに罹らない鶏を作る

全体に公開・2023/10/11

 

鳥インフルエンザは、養鶏業に大きな被害を与えます。野生の鳥にも被害を与えます。通常、人には感染しにくいですが、まれに感染することもありますし、変異が生じやすいため、既存のインフルエンザウイルスと遺伝子が交じり合うことで、人の間で感染が広がる新型インフルエンザが発生する可能性もあります。 このようなことから、鳥インフルエンザの発生を防ぐことは極めて重要です。世界の一部の国では、鶏や鳥へのワクチン接種を進めています。しかし、鳥が無症状になる可能性はあっても、感染からは保護されない可能性があるとの懸念からワクチン接種を実施しない米国や日本のような国もあります。そして、日本は、接種した鳥とウイルス感染した鳥を区別できないとして、ワクチン接種国からの加熱されていない鳥肉や卵などの輸入を認めていません。フランスは最近、アヒルの大規模なワクチン接種を開始しましたが、日本でも輸入を停止しています。 ワクチン接種しなくても、遺伝子工学を利用することで、もともとインフルエンザウイルスに感染しないようなニワトリの作製は既に試みられてきました。 この10月10日、英国ロスリン研究所を中心とするチームが、ゲノム編集技術を用いることで鳥インフルエンザに罹患しにくいニワトリを作製することに成功し、将来の方向を示すコンセプトを報告しています[1]。

 

「光合成人間」は可能か？

全体に公開・2023/10/10

 

トランスヒューマニズムと呼ばれる思想があります。人類はツールを使用することで、身体的にも認知的にも人体を改造し強化し、自然状態の人体を超え、より長く生きたり、死を完全に防ぐことができるようになるという考え方です。 そのなかでも、光合成ができるヒト、つまり「光合成人間」を作ることで、植物が持つ光合成プロセスを人体が何らかの方法で再現できれば、人類にとっても地球にとっても多くの利益が得られるだろうと考えられています。 たまたまこんな記事を見かけました。興味深かったので、読んでみました。 「光合成人間」を作ろうというアイデアは、非常にSF的です。しかし、ヒトと植物の細胞、そしてヒトと植物の遺伝学のいくつかの側面が予想以上に似ている可能性があり、それによって両方の生命形態の要素を統合するというアイデアはそれほど突拍子もないものではないとする合成生物学者がいます。

 

がん検査に高価な実験データを有効活用する

全体に公開・2023/10/09

 

グリオブラストーマ（膠芽腫、こうがしゅ）は、予後の悪い難治がんで、5年生存率は6.8%と低いです。 その治療法の開発を妨げる大きな理由の1つは、がんの不均一性です。細胞には、遺伝子の変化の違い、エピジェネティックな状態の違い、および遺伝子発現プロファイルの違いがあります。 また、細胞の組成だけでなく、その空間的な分布も、患者さんの組織によってさまざまです。 このような背景のもと、この10年間、シングルセルRNA シークエンシング (scRNA-seq) や空間トランスクリプトミクスについての研究が、この不均一性の理解を深めてきており、がんの予後の予測や治療法の開発に役立つ可能性が示されてきています。 しかし、現実は、それぞれの患者さんからの組織について、scRNA-seqや空間トランスクリプトミクスを行うのは困難であるということです。 scRNA-seqを行うためには、それぞれの細胞にまで組織を解離することが必要であるため、細胞間相互作用の空間動態を捉えることができませんでした。特に高価で入手が難しい空間トランスクリプトミクスの情報も、組織内での細胞相互作用、組織構造、クローンの進化、腫瘍の進行、治療抵抗性についての理解に必須の情報となります。つまり、これらの情報を得る実験は、費用が極めて高価であり、高度な技術を要するために、日常的な臨床の場には適しません。[費用だけで一つ100万円で、技術も必要といったイメージ] 一方で、グリオブラストーマの組織切片を染色して病理組織検査を行うというこれまでの方法があります。この方法でも、予後をある程度予測することはできますが、重要なのは、病理組織の画像と予後について紐付いた情報が多量に集まっているビッグデータになっているということです。 最近、スタンフォード大学のグループが、少数の「scRNA-seqや空間トランスクリプトミクスの情報」と多数の「病理組織検査と予後の情報」を機械学習でリンクさせる方法を開発しました[1]。

 

【日曜コラム】合成生物学を伝える

全体に公開・2023/10/08

 

今週気になった話題の一つとして、科学雑誌「Newton」のニュートンプレスが朝日新聞グループに入ることになったというニュースがあります。 こちらに背景の一面が書かれています。 科学雑誌は出版不況の中でも厳しい状態にあるところだという印象です。 科学的な文章は内容的にすぐ古くなってしまうので、教科書と先端報道の中間的な立ち位置にあるメディアというのは難しいと感じます。 日本の科学分野では、「良い教科書」を書く研究者がいない、とよく言われます。生物系でも有名な教科書は、米国の教科書の翻訳書が多いです。 先端報道ということでは、日本の一般新聞でよくみかける「元論文やエビデンスを探すのも難しい科学記事」や「単なる日本国内の研究紹介のような科学記事」を見ていると、なかなか厳しいものがあるのではないか、と感じます。いくつかの海外記事を翻訳しているメディアが良い記事を提供しているという印象です。

 

甘、酸、塩、苦、旨味に続く6番目の味？

全体に公開・2023/10/07

 

甘味、酸味、塩味、苦味、そして旨味（うまみ）の5味は、基本味と呼ばれています。 日本では、1908年、池田菊苗がL-グルタミン酸ナトリウムを「うまみ」として主張し始めました。しかし、西洋において、うまみがUmamiという基本味として学界で広く受け入れられるようになったのは、20世紀の終わりになってからだとされています。特に、舌の味蕾に存在する味受容細胞がグルタミン酸受容体mGluR4を発現しているとした発見によって、Umamiは味の一つとして強く支持されるようになりました。 このように「味」として受け入れられるためには、それを感じる仕組みが現実に存在することが証明されることが大切だということになります。 これらの5つの味に続く、第6の味についての研究は続いています。「第6の味」についての理解はまだ研究途上ということになると思います。 そんななか、この10月5日に、南カリフォルニア大学の研究者たちが、塩化アンモニウムを「第6の味」とする研究結果を発表しました[1]。味蕾の酸味受容体細胞（III型細胞）で発現するプロトン選択的イオンチャネルであるOTOP1が、塩化アンモニウム（NH4Cl）のセンサーとして機能することを報告しています。

 

次世代RNA技術の現実

全体に公開・2023/10/06

 

今年のノーベル生理学・医学賞の関係でしょうか、Nature誌が「Why rings of RNA could be the next blockbuster drug」（環状RNAが次のブロックバスター薬となりうる理由）という記事を掲載しています。 RNAは不安定で分解されやすいです。特に生体内には多くのRNA分解酵素が存在しており、通常のmRNAの寿命は短いです。高次構造も取りやすく扱いも難しいです。RNAワクチンも低温で保存する必要があります。 そこで登場し注目されているのが、環状RNA（circular RNA, circRNA）です。 当初、植物のウイロイドが一本鎖の環状RNAであることが見つかり、その後、環状RNAは哺乳類を含む細胞に存在することがわかってきました。こうした環状RNAがどのようにしてできるのかは、この総説が詳しいです。

 

量子ドットと合成生物学

全体に公開・2023/10/05

 

事前に受賞者名が漏洩したと話題になっていますが、Moungi Bawendi、Louis Brus、Alexei Ekimovの３人がノーベル化学賞でした。Moungi Bawendiは、岡武史の関係者ということです。 その受賞理由は、この説明にもあるように、ノーベル物理学賞と同じように、医学への応用が強調されています。今年のノーベル生理学・医学賞も、がん治療にも利用されつつあるmRNAワクチンでした。mRNAワクチンについては、細胞への導入に必要なLNP（脂質ナノ粒子）の貢献は、今回の生理学・医学賞の対象とはなりませんでしたが、量子ドットも「ナノテクノロジー」の一つです。 2023年のノーベル化学賞は、量子ドットの発見と開発に授与される。量子ドットは、そのサイズが特性を決定するほど小さなナノ粒子である。このナノテクノロジーの最小部品は、現在、テレビやLEDランプから光を拡散し、また、外科医が腫瘍組織を除去する際のガイドとなるなど、さまざまな役割を果たしている。 いずれにしても、自然科学系の3つのノーベル賞が「がん治療」に関わるものというのは興味深いです。「ノーベル賞は、なぜか「がん」研究への受賞を避ける」というのは、生物医学系の研究者の間ではしばしば指摘されてきました。 さて、量子ドットは、候補の一つでしたので、解説も多いです。

 

がんの検出と区別にノーベル物理学賞

全体に公開・2023/10/04

 

NewsPicksでは、線虫を使うがん検出の問題が話題になっていますが、10月3日に発表になったノーベル物理学賞は、がん検出などの医療診断に使えるというのが受賞理由のひとつになっています。2021年の発表論文によれば、今回の受賞理由となったアト秒物理学を利用することで、がんの種類が区別できるかもしれないということです。 ノーベル物理学賞のプレスリリースの最後はこのように結んでいます。 Attosecond pulses can also be used to identify different molecules, such as in medical diagnostics.アト秒パルスは、医療診断のように、異なる分子を識別するためにも使用できる。 さて、アト秒パルス光の研究については、日本の研究者が少ないそうで、あまり良い日本語の解説が見つからないのですが、日経サイエンスが記事を出しています。 2023年ノーベル物理学賞：物質中の電子の動きを解析する「アト秒の科学」を切り開いた3氏に 3名の受賞者のなかで、がんの検出にこの方法を応用しようとしているのは、こちらでも紹介されているFerenc Krausz博士です。1962年生まれ、ハンガリー出身、ドイツのマックスプランク研究所の一つでミュンヘン近郊にある量子光学研究所の研究者です。 上のインタビューでも出てきますが、昨日、ノーベル生理学・医学賞を受賞したカリコ博士と同じハンガリー出身の研究者です。

 

mRNAワクチンと合成生物学

全体に公開・2023/10/03

 

mRNAワクチンは、合成生物学の成果であると言われることが多いです。 今年のノーベル生理学・医学賞は、いわゆる「驚き」というのはなかったように感じます。その内容については、多くの容易な解説が日本語でも読めると思います。また、英語等でも様々なところに解説記事が出ていますが、発表前に準備されていたような内容ばかりで同じようなことが書かれています。 先日、私が指摘した候補のリストでも、筆頭に出ていました。 mRNAとLNPワクチン、光遺伝学、小胞体ストレス、エピジェネティクス、マイクロバイオーム、細胞接着 mRNAだけではなく、mRNAを細胞内に入れるLNP（lipid nanoparticle）の開発も重要でそちらも評価して欲しいと感じていました。これについては、Nature誌も同じことを言っています。

 

単純ではない衛生仮説

全体に公開・2023/10/02

 

花粉症などアレルギー疾患の発生率は、過去1世紀にわたって増加しています。 一部の先進国では、子どもの約30%が5歳までに鼻炎、アトピー性皮膚炎、または喘息に罹患していると言われます。 その発症には様々な遺伝的要因、環境要因、さらに抗原側の要因が関与していると言われています。 一卵性双生児間の一致率は約50%であり、アレルギー疾患に対する感受性には遺伝的要因も重要な役割を果たしています。一方、1989 年、英国の疫学者であるDavid Strachanは、年上の兄弟が数人いる子供は、兄弟がほとんどいない、または兄弟がいない状態で育った子供に比べて、花粉症の発症率が大幅に低いことを観察しました。Strachanは、これが年長の兄弟から年下の兄弟への微生物の伝達によるものであると提案し、衛生仮説（Hygiene hypothesis）として知られるようになりました。他のアレルギー疾患にも当てはまるとされています。これを裏付けるように、日本人と遺伝的に近いモンゴル人は、アレルギー疾患の発症率が非常に低いこと知られています。現在では、衛生仮説は教科書的な概念となっています。 アレルギーの基礎研究は、特定病原体がない (SPF) 条件下で飼育されたマウスを使った動物実験が主なものです。 その結果、アレルギー免疫応答は、Th2細胞と呼ばれるリンパ球および類似のILC2集団によって担われることがわかってきました。 微生物に曝露することでアレルギーが生じなくなる主なメカニズムは、この免疫応答の抑制によるものと考えられています。 ところが、SPF条件下で飼育されたマウスは、ヒトの日常的な免疫応答を忠実に再現できないことが示されてきています。そこで、2019年、Rosshartらは、純系マウスのC57BL/6の胚を、「野生」のマウスに移植し、出産させることで、「野生Wildlingマウス」を作成しました。このマウスは、体のすべての部位に自然の微生物叢と病原体を持っているC57BL/6マウスということになります。 9月29日、スウェーデンのカロリンスカ研究所を中心としたチームが、Science Immunology誌に、この野生マウスでは、通常のSPFマウスと同じように、アレルゲンに対して強力なアレルギー反応を示すことを報告しています[1]。つまり、衛生仮説に対して疑問を投げかける結果です。

 

【日曜コラム】科学者の呼び方

全体に公開・2023/10/01

 

科学者を、日常で呼ぶとき、文章中で書いたりするとき、どんな敬称・呼称を使うのか、というのは迷うことが多いです。 論文の中でしたら、xx et al. だったり、何の敬称も付けずに科学者名を記述します。 日本語のブログや一般的な文章では、故人になった科学者の場合、敬称も何も付けずに、「アインシュタイン」とか書くこ