Credit: jp.depositphotos
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温暖化 が
深刻化 する今、
作物生産 の
安定化 は急を要する問題です。
今回、
シカゴ大学 （University of Chicago）を中心とした
研究グループ は、作物のRNAを操作することで、
...more 生産量の飛躍的な増加に成功しました。
実験の結果、光合成 の効率が格段に向上したため、作物の成長が加速し、最終的な質量・収穫量ともに50%増という驚くべき結果が出ています。
RNAの操作が、気候変動 に対応するための新たな策となるかもしれません。
研究は、7月22日付けで学術誌 『Nature Biotechnology』に掲載されています。
目次
なぜ作物を急成長させられたのか？
なぜ作物を急成長させられたのか？
研究チーム は、RNA操作のために、タンパク質 の一種である「FTO」に注目しました。
FTOは、RNA上の化学マーカー を消去する働きがあり、その結果として、DNAの発現を制御することができます。
これではよくわからないと思いますが、FTOは動物が持つ遺伝子 で、肥満など細胞の増殖に関連していると考えられています。
今回の研究チーム はFTOについて研究を行っており、RNAが人間や他の動物の細胞増殖 に影響を与えることを知っていました。
そこで、チーム は、動物が持つFTO遺伝子 をイネに挿入して、成長過程 を観察しました。
すると、イネの根系（地下部 の全体）が通常より長くなり、光合成 の効率が向上、さらに乾燥によるストレス 耐性も格段に高まったのです。
この結果に驚いたチーム は、イネとはまったく違う科のジャガイモでも実験したところ、イネと同様に質量と収穫量が通常より50%増加しました。
Credit: Qiong Yu et al., Nature Biotechnology(2021)
この仕組みについて、研究主任のChuan He氏は「FTOタンパク質 が、最も豊富なRNA修飾の一つであるm6A（N6-メチルアデノシン）を制御するため」と指摘します。
He氏いわく、「FTOがm6A修飾を消去することで、植物に成長を遅らせるよう指示する信号を消している」というのです。
どういうことかと言うと、たとえば、信号がたくさん立っている道路を想像してください。
ふつうに運転すれば、車は赤信号に引っかかりまくりです。
しかし、もしここで赤信号を消して青信号だけ残せば、車は止まることなくバンバン走り続けられます。
先のRNA操作もこれと同じです。
作物の成長プロセスにおける赤信号がなくなったこと、加えて根系が長くなり、光合成 の効率も上がったことで、最終的なサイズと重さが格段に大きくなったのです。
Credit: Qiong Yu et al., Nature Biotechnology(2021)
また重要なのは、この技術が、とくに近縁種ではないイネとジャガイモの両方で同様の結果をもたらしたことです。
これは、この技術がさまざまな植物に応用でき、気候変動 という課題に対する植物の抵抗力を高められることを示しています。
本研究では、動物のFTO遺伝子 を植物に使用しましたが、RNA操作による成長メカニズムをより深く理解できれば、植物自体の遺伝子 を活用できるかもしれません。
He氏は「植物にはすでにこのような調節機能が備わっていて、私たちはそれを利用しただけなのだと思います。
だから次のステップは、植物が持つ既存の遺伝子 を使ってそれを行う方法を発見することです。
これはまったく新しいタイプのアプローチで、遺伝子 組み換えやCRISPR...
Credit: UNSW Sydney- Incredible 3700-Year-Old Babylonian Clay Tablet Is World’s Oldest Example of Applied Geometry(2021)
全ての画像を見る約3700年前の
古代バビロニア の
粘土板 に、
世界最古 とされる
幾何学 の
実用例 が発見されました。
この
...more 粘土板は、19世紀後半に現在のイラク中部 で見つかり、それ以来、イスタンブール の博物館 に保管されていたものです。
研究をおこなったニューサウスウェールズ大学 （UNSW・豪）の数学者、ダニエル・マンスフィールド 氏によると、粘土板 に記載されていたのは、のちに「ピタゴラス の定理」として知られる三角関数の原始的な形とのこと。
ピタゴラス より1000年以上も早く、数学史 的に非常に重要なものと考えられます。
研究は、8月4日付けで学術誌 『Foundations of Science』に掲載されました。
目次
土地区分のための「原始的な三角法 」と判明
土地区分のための「原始的な三角法 」と判明
この粘土板 は「Si.427」と呼ばれており、実際に作られたのは、古代バビロニア 時代（紀元前1900年〜1600年頃）です。
発見時には、描かれている図形が何を意味するのか分からず、そのまま100年以上も放置されていました。
しかし、マンスフィールド 氏は今回の研究で、粘土板 の幾何学 が「古代バビロニア 時代の地籍文書 の実例である」ことを明らかにしています。
「地籍文書 とは、測量士 が土地の境界を定めるために使う図面のことです。
今回のケース では、土地の一部が売却されて分割された畑について、法的・地理的な詳細が記されています。
ここでは、直角三角形の辺を計算するためのモデル、いわゆるピタゴラス の定理が使用されています。今回の発見は、数学の歴史を語る上で重要な意味を持っているでしょう」と氏は話しています。
Credit: Daniel F. Mansfield et al., Foundations of Science(2021)
一方で、この三角関数は、紀元前2世紀に夜空の星を見て考案された実際の「ピタゴラス の定理」とは大きく違います。
ピタゴラス の定理は、「a2 + b2 = c2」という方程式に当てはまるものです。
直角三角形の直角に隣接する二辺をaとbとし、最も長い斜辺をcとしたとき、a2とb2を足すとc2の値に一致します。
Credit: Sciencealert-This 3,700-Year-Old Tablet Shows The Oldest Known Example of Applied Geometry(2021)
これを使うと、完全...
Credit:pixabay
全ての画像を見る海賊の船長が肩に乗せたい
鳥ナンバー 1に輝く
オウム は、なぜ人の言葉でしゃべるのでしょうか？
人間の言葉をしゃべる動物というのは、よく考えるとかなり衝撃的な存在です。
オウム の
声マネ には一体なんの意味があるのか？
今回はそんな声を擬態する鳥「
オウム 」について解説していきます。
目次
声の擬態にはどういう意味があるのか？鳥たちにとっての
イ ...more 実は真似だけじゃなく言葉を理解している？
声の擬態にはどういう意味があるのか？
いくつかの鳥が、人間の会話を模倣することはよく知られています。
中でも特に有名なのがオウム ですが、なぜ彼らはそんな能力を獲得したのでしょうか？
これを理解するためには、まず鳥たちの独特の社会やコミュニケーション方法 を知る必要があります。
たとえばウグイス は「ホーホケキョ 」と鳴きますが、これはイヌの「ワンワン 」や、ネコの「にゃーにゃー」という鳴き声の表現とは大きく異なります。
Credit:canva,ナゾロジー編集部
ウグイス は、何も考えずにただ鳴いたら「ホーホケキョ 」になっているわけではありません。
彼らは抑揚やリズム を付けて、そのように「歌っている」のです。
では、どうしてウグイス はどこへいっても「ホーホケキョ 」と鳴くのでしょう？
それは彼らが子どものとき、親や群れのリーダー 的な鳥から種固有 の歌声を聞いて学び、それを真似するからです。
そのため、幼鳥を親から隔離しておくと、異常な歌を発するようになります。
つまり、声の擬態とは、歌う種族である鳥類たちの社会性の一部であり、そのため彼らは生来、音を聞いて真似る能力に優れているのです。
鳥たちにとってのイケメン
もう1つ重要な要素は、彼らの歌には求愛の意味があるという点です。
鳴鳥（なきどり）と呼ばれるさえずりの美しい鳥たちは、主に求愛のために歌います。
1930年代には、科学者たちはオスの方が、メスよりも音の擬態能力 に優れているということに気づきます。
これは主にオスが交尾のために、メスを引き寄せる目的で声を学習するためと考えられています。
彼らはモテる目的で歌がうまくなったわけです。
当然モテ るオスは子孫を作る機会が増えます。
そのため進化の系統で継承されていくのは、歌の学習能力 や再現能力 の高い要素となっていくのです。
しかし、ここで1つ疑問が浮かびます。
ウグイス は常に「ホーホケキョ 」と種族固有 の歌を覚えるのに対して、オウム などは全然関係 ない人間という種族の言葉を真似します。
ここには大きな違いがあるように思えます。
なぜ、オウム は他種族 の言葉を真似るのでしょう？
それはオウム という種族が、常に新しいものに惹かれる先進的な嗜好を持っていたためです。
Credit:canva,...
Credit: Zoe Muller-University Of Bristol(2021)
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キリン は、無視できない巨大さにもかかわらず、その社会性がほとんど理解されていません。
チンパンジー やゾウなどは複雑な
社会システム を築いていますが、
キリン については、2000年頃まで「群れで行動はするが、個々の持続的な結びつきはない」と考えられていました。
しかし今回、英・ブリストル大学（University of Bristol）の研究で、ついに
キ ...more の社会性が明らかになっています。
それによると、キリン は、3世代にわたる複雑な母系社会 を構築していたとのことです。
研究は、8月2日付けで学術誌 『Mammal Review』に掲載されています。
目次
キリン は「母系社会 」だった？
キリン は「母系社会 」だった？
研究チーム は、デジタルカメラ での追跡観察 と最新のデータ解析手法 の導入、それから約400件の先行研究 を分析し、キリン が予想されていた以上に複雑な社会性を持つことを明らかにしました。
まず、大きな発見として、キリン は3〜9頭の小グループ で密接に行動することが判明しています。
その中には、関係の深い成熟したメスのペアが含まれていることが多く、中には6年間も一緒に観察されているペアや、少なくとも15年以上の関係が続いている母と子のペアもありました。
これらの小グループ は、最大で3世代にわたる血縁関係 で構成されており、成熟したメスは、他の母親の子の世話を手伝ったり、赤ちゃんの死を一緒に嘆くこともあったようです。
Credit: Zoe Muller-University Of Bristol(2021)
興味深い点は、大人のメスがグループ の首長となるケース が多く、オスは往々にして集団から離れていることでした。
これは飼育下 でもよく観察されており、キリン が母系社会 を形成することを示しています。
キリン は比較的長寿の動物で、メスの寿命は平均して30歳、現時点で知られている最大の繁殖年齢 は20歳です。
つまり、キリン は出産を終えてから10年ほど時間が残されており、ここが祖母の世代に当たると考えられます。
研究主任 のゾーイ・ミュラー氏は「これは、キリン が高度な社会システム を持ち、その複雑さはゾウやクジラ 、チンパンジー に匹敵することを示す」と述べています。
Credit: Zoe Muller-University Of Bristol(2021)
一方で、こうした複...
Credit: jp.depositphotos
全ての画像を見る心身ともに健康に保つには、やはり
バランス の取れた食事が肝心なようです。
ドイツ・ルール大学ボーフム（Ruhr-University Bochum）の
研究チーム は、
食習慣 と
メンタル ヘルスの関係について、約5万人を対象とした
大規模 な
メタ分析 を実施。
その結果、
...more ベジタリアン（菜食主義 ）は、うつ病を発症するリスク が高いことが示されました。
研究は、7月31日付けで学術誌 『Journal of Affective Disorders』に掲載されています。
目次
ベジタリアン はうつ病にかかりやすい？
ベジタリアン はうつ病にかかりやすい？
以前より、「肉食をやめるとメンタル の不調を生じやすくなる」ことが複数の研究で指摘されてきました。
一方で、菜食主義 が実際にどれほどうつ病に関与しているかは分かっていません。専門家 によっては、菜食主義 の悪影響 を否定する意見もあります。
そこで本研究 では、一般的な食習慣 とベジタリアン のうつ病スコア を比較した13の先行研究 を対象に、大規模 なメタ分析 を行いました。
対象者は、計4万9889名（ベジタリアン 8057名、非ベジタリアン 4万1832名）です。
サンプル 数は多いものの、対象者の地理的ばらつきは少なく、異文化 間での考察には限界があります。
それでもすべての調査データを分析した結果、ベジタリアン は、非ベジタリアン に比べて、うつ病のスコアが有意に増加していることが明らかになりました。
ベジタリアン とうつ病の相関関係が明示された一方で、研究主任のセバスティアン・オクレンブルク氏は「なぜ菜食主義 が、うつ病の発症を高めるのかははっきりしない」と述べています。
これまでの研究によれば、ベジタリアン は、赤肉に含まれるビタミンB群の摂取量が極端に不足し、それがメンタル の不調につながると指摘されてきました。
たとえば、ビタミンB1の欠乏は、精神の不安定や集中力の低下、頻繁な眠気を招きますし、鉄分の欠乏は、貧血や息切れ、疲労感を強めます。
また、精神障害を抱える患者に共通して見られるのが、肉に含まれるビタミンB12と魚に含まれるオメガ3脂肪酸の不足です。
こうした栄養素を欠くと、感情をコントロールするための脳内ホルモンである「セロトニン」が生成されなくなるため、うつ病を発症しやすくなると言われます。
Credit: jp.de...
Credit: jp.depositphotos
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千葉大学 の
研究チーム は、
コップ の色が飲み物の味覚にどのような影響を与えるかを調査。
その結果、
コップ の色は、甘味や酸味といった特定の味覚を強めたり、弱めたりすることが明らかになりました。
この成果は、飲み物に合わせて
コップ の色を変えることで、減塩や
糖質制限 につながると期待されています。
研究は
...more 日本視覚学会出版の学術誌 『Vision』に掲載されました。
目次
容器の色で食生活改善 が可能に？
容器の色で食生活改善 が可能に？
コップ の色が飲み物の味覚に影響することは、これまでの研究でもよく知られています。
たとえば、カフェオレ は白色のコップ で飲むと苦味が強くなり、チョコ レート飲料は茶色や橙色にすると、チョコ の風味がより濃く感じられます。
その一方で、これらの先行研究 では、飲料の種類がコーヒー やカフェオレ 系に限定されており、ほかの飲み物でも同じ効果があるのかは分かっていません。
それから、飲み物が直接見える状態で調査されていたため、味覚の変化がコップ の色のみで生じたのか、あるいは飲み物自体の色も関係していたのかも不明でした。
そこで今回の研究では、「甘味・苦味・酸味・塩味」のいずれかを強調した4種の水溶液 （ショ糖 、塩化マグネシウム 、クエン酸 、食塩）を用意。
それをもとに、コップ の色（白、黒、赤、黄、青、緑、ピンク 、茶）を変えることで、味覚にどのような変化が生じるかを調査しました。
実験では、容器を各色の包装紙 で覆うことで、飲み物が見えない状態にしています。
Credit: 千葉大学 – 飲み物の容器の色によって味を感じる強さが変わる(2021)
被験者には、コップ の色が見える状態と、アイマスクをして見えない状態とで各飲料を試飲し、甘味、苦味、酸味、塩味について、その強度を11段階で評価してもらいます。
そして、コップ が見える状態で評価した味覚を基準として、見えない状態で評価した味覚との差を調べました。
その結果、飲み物自体の色とは無関係に、コップ の色は、飲料の味覚を強めたり、弱めたりする効果を持つことが判明したのです。
下の図を見ると、甘味を強める色はなく、反対に緑や黒のコップ で味覚が低減しています。
苦味は青や黒色、酸味は黄色、塩味はピンク 色のコップ で強くなっていました。
Credit: 千葉大学 – 飲み物の容器の色によって味を感じる強さが変わる(2021)
これと別に、コップ の色からイメージされる味と、実際の飲み物の味の一致レベルを「調和度」として評価しました。
すると、酸味と黄色の調...
Credit:NASA/JPL/MSSS
全ての画像を見る2018年、
火星探査機 「マーズ・エクスプレス」は
火星南極 を覆う氷冠の下に明るい
レーダー の反射を確認しました。
これは分析の結果、液体の水であるとわかり、火星の地下には液体の湖がいくつも存在すると発表されました。
しかし、
先月発表 された研究は、その分析結果に疑問を投げかけています。
カナダ の
...more ヨーク大学などの研究チーム は、データ を詳しく調査した結果、レーダー 信号は水ではなく粘土に反射された可能性が高いと報告しています。
残念ながら微生物 の住処となりうる地下の湖は、存在していない可能性が高そうです。
研究の詳細は、科学雑誌 『GeophysicalResearchLetters』にて7月29日に発表されています。
目次
火星南極 の氷底湖 液体の水と同じレーダー 反射を示すもの
火星南極 の氷底湖
Credits: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/JHU
火星に液体の状態を保った水は存在するのか？
これは地球外 で初めて生命を見つけ出せる可能性のある場所として、非常に注目されているテーマ です。
しかし、火星表面 は乾いた荒野で、極地は二酸化炭素 などが凍りついたドライアイス の氷冠で覆われていて、液体の水は見当たりません。
こうした中、2018年に欧州宇宙機関 (ESA)の火星探査機 「マーズ・エクスプレス」が、軌道上からのレーダー 調査で発見したのが、火星地下の明るいレーダー 反射でした。
レーダー 信号は、岩や氷を貫通し、さまざまな材料にぶつかることで変化した信号を反射してきます。
分析の結果、その明るい反射は液体の水であると発表され、火星南極 を覆う氷冠の地下約1.6kmあたりには氷底湖 があると考えられるようになりました。
これはさほど無理のある理論ではなく、地下水や地底湖は地球の至るところで見つかる上、凍りついた極寒の表面化でも液体のまま保存された水が見つかることがあります。
地球上でも南極の氷床下で液体の湖「ボストーク湖」が発見されています。
Credit: Nicolle Rager-Fuller / NSF
火星の氷の下で液体の水が保たれている理由については、氷の圧力で融点が上昇したことや、地熱の影響、また湖の塩分濃度が非常に高いためだと説明されていました。
しかし、こうした研究が示したのはレーダー 反射のデータ でしかなく、液体の水があるという確かな証拠はありませんでした。
さらに、マーズ・エクスプレスのその後の調査では、この液体の水を示す明るいレーダー 反射が、南極の非常に表面に近い極寒の位置からも見つかっているのです。
気候観測のデータ と比較すると、その位置で水が液体の状態を保つことは不可能であり、一般的な観測情報と結果が矛盾しています。
Credits: ESA/NASA/JPL-Caltech
そのため、このレーダー 反射は液体の水以外の、何か別のものの反応を勘違いしてるのではないかと、今回の研究者たちは考えたのです。
液体の水と同じ...
Credit: Christopher Torres / The University of Texas at Austin(2021)
全ての画像を見る今から約6600万年前、地球に
巨大隕石 が衝突し、恐竜を含む多くの生物が絶滅しました。
その中で生き残ったのが、
現生鳥類 の祖先たちです。
中には絶滅した鳥類もいましたが、現代につながる多くの鳥たちが生き残りました。
はたして、両者の命運を分けたものは何だったのか、
テキサス大学オースティン校 （University of Texas at Austin ）は、新たに発見された
...more 絶滅鳥類の化石をもとに調査を開始。
その結果、「鳥脳（Birdbrain）」を持っていたかどうかが、絶滅と生存の道を分けた可能性が示唆されました。
研究は、7月30日付けで科学誌 『Science Advances』に掲載されています。
目次
「鳥脳」が生存と絶滅の命運を分けた？
「鳥脳」が生存と絶滅の命運を分けた？
新たに見つかった化石は、約7000万年前の「イクチオルニス （Ichthyornis）」のほぼ完全な頭蓋骨 です。
イクチオルニス は、白亜紀後期 （9600万～6600万年前）に、今日のアメリカ中西部・カンザス州に生息していました。
絶滅した鳥類であり、現生鳥類 につながる子孫はいません。
鳥類と鳥類型恐竜 の合体したような見た目をしており、くちばしには細かな歯が生えそろっています。
今回の化石は、頭蓋骨 がほぼ完全に残り、内部の脳が無傷で保存されていたため、現生鳥類 の脳と比較することができました。
Credit: Christopher Torres / The University of Texas at Austin(2021)
チーム はまず、頭蓋骨 のCT画像を撮り、それをもとに脳の3Dレプリカ をデジタル 上で作成しました。
これと同じ手法を現生鳥類 でも行います。
その結果、イクチオルニス の脳は、現生鳥類 とは似ておらず、絶滅した鳥類型恐竜 と共通点 が多いことが判明したのです。
とくに、発話や思考、感情などの高次認知機能 にかかわる「大脳半球 」は、イクチオルニス で小さく、現生鳥類 ではかなり大きくなっていました。
大脳半球 は、人間において高度に発達しており、高い思考力 に関与しています。
Credit: Christopher Torres / The University of Texas at Austin(2021)
研究主任 のクリストファー・トーレス氏は「現生鳥類 は、哺乳類 をのぞけば、どの動物よりも複雑な脳を持っています。
脳機能が、大量絶滅期の生存率に影響したとするなら、生存者にあって、絶滅した者になかった特徴があるはずです。
それが...
Credit:Depositphotos
全ての画像を見る飲み薬や浣腸は、胃や腸などの
消化管 から薬を吸収するための療法です。
しかし適切な部位が、十分な量の薬を吸収するのを待たなければなりません。
ときには何時間もかかるでしょう。
アメリカ・マサチューセッツ工科大学（MIT）で
博士号 を取得し、現在Suono Bio社の共同設立者兼CTOであるカール・シェルハンマー氏は、長年の研究を経て、
超音波 によって薬を
消化管 に押し込む新しい
治療法 を確立しました。
そして7月には
...more 臨床試験に進めるための資金調達 を発表しています。
目次
消化管 における「薬の迅速な吸収」の必要性超音波 による気泡が薬を細胞に押し込む超音波 ビームによる「消化管 での迅速な吸収」を実現！臨床試験 はもうすぐ！
消化管 における「薬の迅速な吸収」の必要性
薬を劣化させずに体内に送り込むためには、保護膜 でカプセル 化するなどして「製剤化 」しなければいけません。
しかも同じ飲み薬（経口剤 ）であっても、薬の効果を発揮させたい場所（胃、小腸、大腸など）によって配合が異なります。
また消化管 は一般的に小分子 を吸収するため、生物製剤 、タンパク質 、遺伝子治療薬 などの大きな分子は分解されてしまうという課題がありました。
Credit:Massachusetts Institute of Technology （Youtube）_Ultrasound drug delivery（2015）
さらに消化管 吸収の課題は、飲み薬の分野だけに留まりません。
炎症性腸疾患、腫瘍性大腸炎、クローン病などの胃腸疾患は、浣腸による薬剤投与で治療されます。
しかし薬が吸収されている間、その状態を何時間も維持しなければいけません。
そのため浣腸による薬剤投与においても、迅速な吸収を可能にするアイデアが求められてきました。
超音波 による気泡が薬を細胞に押し込む
Credit:Suono Bio
1995年、MITの科学者たちは、超音波 が薬の皮膚通過に役立つことを初めて発見しました。
超音波 が液体を通過すると、小さな気泡が発生。
そしてこの気泡が破裂するときに、薬を細胞に押し込むことができるのです。
それから約20年後、シェルハンマー氏ら研究チームはこの発見を前進させました。
2種類の超音波 ビームを同時に皮膚に当てることで、吸収効率をさらに向上させたのです。
では、皮膚以外にも超音波 を利用できるでしょうか？
彼らが次に挑戦したのは、消化管 への応用です。
超音波 ビームによる「消化管 での迅速な吸収」を実現！臨床試験 はもうすぐ！
さらなる研究により、消化管 でも、超音波 で薬を押し込むことに成功しました。
超音波 を利用するなら薬をすぐに吸収させられるため、様々な種類の薬を製剤化 せずに投与できます。
さらに...
