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最新の生命科学研究を分かりやすく解説します!
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ブログ村参加:2018/12/31

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バイオステーションさんの新着記事

1件〜30件

  • ゲノム中の塩基配列の偏りの意義?

    生物のゲノムはATGCの4つの塩基の組み合わせからなる。 このA, T, G, Cはゲノム中に均等に存在するわけではなく、ある一定の偏りを持って並んでいる。 では、この塩基の配列の分布の偏りは何か役割を持つのだろうか? これまでCG配列に結合する因子とその機能がいくつか報告されてきた。 このためCG配列が多いことには何らかの意味があることが示唆されてきたが、AT配列については比較的その意義は調べられてこなかった。 今回、ゲノム中のATが濃縮する配列を読み取り、細胞運命を制御する因子を同定した論文を紹介する。 筆者らはまず、ATが多いDNAに結合する因子を網羅的に探索した。 このために、マウスE…

  • 2020年生命科学研究まとめ&2021年展望

    今回は大みそかということで、管理人の独断と偏見による2020年生命科学研究のまとめと2021年の展望を紹介していこうと思います。 学生の漫談みたいな感じなのであしからず。昨年の2019年まとめ&2020年展望はこちら。 全体のまとめ、神経幹細胞研究、クロマチン研究という感じの流れです。最後にバイオステーションの来年の目標とお願いがあります。 全体 情勢を反映して新型コロナウイルス関連の論文はめちゃくちゃ多かったですね。本当に文字通り毎週三大誌に載っていた気がします。正直全然内容はフォローできていないのですが、喫緊の事態になると爆発的に研究が進むんだなと思いました。日本からの論文は少なかったよう…

  • 自閉症リスク因子が脳発生に与える影響を一網打尽に!

    私達の遺伝情報をコードするゲノムの変異は疾患に結び付くことが知られている。 特定の遺伝子が疾患に結び付くメカニズムとして、ノックアウトマウスを用いた研究などが盛んに行われてきた。 しかし、ノックアウトマウスの作成および解析は大変な労力が必要であり、多数の細胞種からなるヒトやマウスの体において、遺伝子の欠損がどの細胞に影響を与えるのかを調べるのは未だ簡単ではない。 そこで今回、シングルセルRNAseqとCRISPRを組み合わせた手法により、複数の自閉症リスク因子遺伝子が脳発生に与える影響を細胞種ごとに解析した論文を紹介する。 ----- 今回紹介する論文 自閉症は、対人関係の特異性やコミュニケー…

  • 相分離を駆動する"ヌクレオソームコア"の構造変化

    私たちのゲノム情報をのせたDNAは、細胞核の中でヒストンやその他の非ヒストン性タンパク質群と共にクロマチンを構成する。 クロマチンは一般に緩い構造を取ると遺伝子発現が活性化しやすく、凝集した構造を取ると遺伝子発現が抑制されやすい。 このようにクロマチンの凝集度の制御は、遺伝子発現の制御にとても重要である。 これまで、クロマチンの凝集を制御する代表的な因子としてHP1(Heterochromatin protein 1)という因子が知られてきた。 HP1は、抑制性のヒストン修飾であるH3K9のメチル化に結合するクロモドメインと、ダイマー化に重要なクロモシャドウドメインという二つのドメインを持つ因…

  • 真のオス化遺伝子の発見!?

    今回珍しく日本人の方の論文を紹介させていただきます。関係者の方(に限らず)間違いなどございましたらご指摘いただけると幸いです。 ---- 性別をきちんと決定することは種の生存及び進化に非常に重要である。 これまで哺乳類のオス化を決定する遺伝子としてY染色体上のSryという遺伝子が同定されてきた。 Sryはその発見以来、単一のエクソンからなる遺伝子だと考えられてきた。 今回、Sryにこれまで未知であった第2エクソンが存在し、オス化に重要であることを示した論文を紹介する。 ----- まず、筆者らはRNAシーケンスを行うことで、Sry遺伝子座近傍で発現しているRNAを解析した。 このとき、通常であ…

  • タンパク質ノックダウンで見えてきた新しい転写制御機構

    遺伝子の発現がいかに制御されるか、という疑問は生物学において最も根源的な問題の一つである。 多くの遺伝子はRNAポリメラーゼII(以下PolII)によって転写されるため、PolIIの制御機構を知ることが遺伝子発現制御メカニズムを知るうえで大きなカギとなる。 この重要性から、これまでにPolIIの活性を制御する因子が数多く報告されてきた。 この中でもNELF(negative elongation factor)という因子は1999年、東工大の山口先生、半田先生らによって、in vitroにおいてPolIIの転写を抑制する因子として細胞抽出液から同定された。 NELFは構造解析などからin vi…

  • 2020年ノーベル医学生理学賞;C型肝炎ウイルスの発見

    2020年のノーベル医学生理学賞は「C型肝炎ウイルスの発見」でHarvey J. Alter, Michael Houghton, Charles M. Riceの3氏に授与されます。 今回受賞する3氏 Biostationでは、受賞対象となった研究についてまとめてみようと思います。内容は概ねノーベル財団の公式発表に基づいております。科学未来館のページも参考にしました。管理人はウイルスの研究者ではないので念のため。 ---- 肝炎は主にウイルス感染によって引き起こされます(アルコール摂取や環境要因、自己免疫疾患によっても引き起こされます)。 1940年代には既に感染性の肝炎には2つのタイプがあ…

  • 再生に伴う遺伝子発現のダイナミックな変動

    再生能が限られている私達ヒトを含む高等脊椎動物と異なり、メキシコサンショウウオ(アホロートル、ウーパールーパー) は成体においても高い再生能を有し、器官レベルの再生を行うことが可能である。 再生の過程では一度分化した細胞が多分化能を獲得し、さらに元通りに再び分化するというダイナミックな分化能の変遷をたどる。 この厳密に制御された再生の分子メカニズムを明らかにすることは、分化能がいかにして規定されるかという生物学的側面からも、そして再生医療への応用など医学的側面からも極めて重要である。 しかしながら、再生芽はたくさんの細胞種を含むため、再生過程において特定の細胞系譜での遺伝子発現がどのように変化…

  • 細胞外タンパク質の品質管理

    タンパク質の異常な凝集などは、神経変性疾患をはじめとして種々の疾患の原因となりうることから、タンパク質の品質は生体内で保たれる必要がある。 これまで細胞内でタンパク質の品質管理を担う因子は数多く同定されてきたが、細胞外タンパク質の品質がどのように担保されているかはあまり分かっていなかった。 今回線虫の系を用いて、細胞外タンパク質の品質管理を行うメカニズムに迫った論文を紹介する。 今回紹介する論文 ------ 細胞外タンパク質の品質の異常の一つとして、タンパク質の凝集があげられる。 そこで筆者らはまず、細胞外タンパク質の凝集をモニターするような実験系を立ち上げた。 具体的には、細胞外に放出され…

  • 腸内細菌が宿主の行動を変化させる!?

    私達人間を含む動物は、腸内細菌をはじめとして多くの生き物と共生している。 これまで、腸内細菌が宿主の行動を変えうることを示唆することが報告されてきたものの、そのメカニズムはあまり分かっていなかった。 今回、ある種の腸内細菌が神経伝達物質を合成し神経に働きかけることで、その腸内細菌の利益となるように宿主の行動を変化させることを明らかにした論文を紹介する。 今回紹介する論文 --- はじめに筆者らは、線虫を用いて宿主の行動を変化させうる腸内細菌を探索した。 線虫はオクタノールなどの化学物質に対して忌避反応を示すことが知られている。つまりお皿の上で線虫を飼い、オクタノールをたらすとそこから逃げるよう…

  • 自己と非自己を分ける免疫のメカニズム

    はじめに 昨今、がん・アレルギー患者や新興感染症の感染者数は増加の一途をたどり、社会的にも免疫学への関心が高まっています。そもそも免疫は、「自分を攻撃せず」、外敵を攻撃するというシステムです。免疫が自己に対して攻撃しないことを免疫寛容といい、免疫寛容はわれわれが生まれた後に一人ひとりが自分でつくり上げています。しかしながら、この免疫寛容がどのように成立しているのか、よく分かっていません。 本研究は、「免疫寛容はどのように出来上がるのか」という問いを発端にすすめられました。 今回紹介する論文 免疫寛容の研究について歴史をひもとくと、1960年のノーベル生理学・医学賞の、ピーター・メダワー博士とマ…

  • 幹細胞のグランドキャニオン?

    DNAは折りたたまれて細胞核の中に収納されている。 DNAの折りたたまれ方にはいくつか種類があって、近いDNA同士がループ構造を作ったり、エンハンサー同士がぎゅっと集まったりする様式が知られている。 この折りたたまれ方の違いは遺伝子発現を制御するするのに重要である。 今回は、幹細胞においてDNAの折りたたまれ方を検証していると、不思議な折りたたみ様式を発見したよ、という論文を紹介する。 ----- 筆者らは造血幹細胞及びその分化細胞でのDNAの折りたたまれ方を検証するため、Hi-Cを行った。 Hi-CというのはDNAをクロスリンクしたのちにシーケンスすることでゲノムの近接した場所を知る手法であ…

  • 転写因子のヒストン自体への結合が細胞運命に重要?

    私たちの体は多様な細胞種によって構成され、それぞれの細胞に正しく分化するにはそれぞれの細胞群に必要な遺伝子セットが活性化される必要がある。 細胞分化に伴って特定の遺伝子セットを活性化するには、それまでクロマチンが閉じていた領域をオープンにしていく必要がある。 しかし普通の転写因子はクロマチンをオープンにできず、パイオニアファクターという特別な因子群のみがこの閉じたクロマチンをオープンにしていく活性を持つことが知られている。 --- 研究が進んでいるパイオニアファクターの一つにFOXA1という因子があり、初期発生に重要であることが知られている。 これまでFOXAとヌクレオソームを精製して試験管で…

  • バイオステーションはラインボットをリリースします!

    バイオステーションはこれまで主に本サイトとTwitterをメインに運営してきました。 この度さらに裾野を広げるため、ラインボットによる新着論文紹介をスタートさせます。 お友達になるにはこのリンクからお願いします→ばいおすてーしょんとお友達になる このラインボットでできること 〇管理人による論文紹介が届きます 〇過去のサイト記事の検索ができます。キーワードを打ってみて下さい。 このラインボットでできないこと ×このアカウントでコメントいただいても管理人には届きません。 ×いまのところツイートの検索機能はありません。 問題等ありましたら何らかの方法で管理人にご連絡いただけると幸いです。 再掲ですが…

  • 細胞老化に伴う細胞核状態の変化

    今回は細胞の老化とクロマチン状態の関係について迫った論文を紹介 細胞は無限に増殖し続けられるわけではなく、ある状況下において細胞増殖を停止させることが知られている。 この細胞増殖の停止は細胞老化と呼ばれ、SA-β-galの蓄積、細胞周期抑制因子p16やp21の活性化、SASP(Senescence-associated secretory phenotype)の誘導が共通してみられる。 この共通点を持ちながら、細胞老化には大きく以下の2種類に分類される。 1.原がん遺伝子による細胞老化 (OIS; Oncogene-induced senscence) 2.増殖回数が限界を迎えることによる細胞…

  • タンパク質なしにリポソーム内部に特定の物質が濃縮される現象の発見_筆頭著者による論文紹介

    今回は筆頭著者の論文紹介として、東京大学大学院総合文化研究科、豊田太郎研究室の杉山博紀(すぎやまひろのり)さんに記事をご寄稿いただきました!ぜひ最後までご覧ください! ---- 生命はどのようにして誕生したのか,生命科学に携わる人なら一度は考えたことのある疑問ではないでしょうか.生命の構成単位である細胞の中には様々な生理的な機能が実装されています.無数の生理的な機能一つ一つがあまりに精妙にできていて,いったいどうしたらそれらが一つのシステムとして統合されたものを自発的に組み上げられるのか,これは生物学の最大の謎の一つと言っても過言ではないでしょう. 複数のシステムの統合は差し当たって長い進化の…

  • ヒストン修飾と相互作用する新規タンパク質の網羅的同定

    正確な細胞運命の制御には、正確な遺伝子発現の制御が重要である。 厳密な遺伝子発現の制御のために、DNAを巻き付けるヒストンのメチル化やアセチル化といった化学修飾が大きな役割を果たすことが知られている。 これまでにヒストンの化学修飾(メチル化/アセチル化など)を触媒する酵素や、認識するタンパク質がいくつも同定されてきた。 しかしながら、細胞内で特定のヒストンの化学修飾と相互作用するタンパク質を網羅的に探索する方法は十分には整備されていない。 そこで今回人工的なヒストン修飾認識ペプチドとビオチン化酵素を組み合わせ、ヒストン修飾近接タンパク質を網羅的に解析した論文を紹介する。(短め) 今回紹介する論…

  • ヒトらしい脳ができる分子メカニズム

    今回はヒトらしい脳ができる分子メカニズムに迫った論文を解説。筆頭/責任著者の難波さんからコメントを頂いていますので、ぜひ最後までご覧下さい! 目次 管理人による論文解説 管理人コメント ★筆頭/責任著者の難波隆志さんからのコメント 管理人による論文解説 ヒトは進化の過程で体の大きさに比して大きな脳を獲得してきた。ヒトを特徴づける高次な思考や感情は、この大きな脳によって支えられていると考えられている。 では、ヒトはどのように大きな脳を獲得してきたのだろうか? 近年の研究により、進化の過程で大きな脳を獲得できた大きな原因の一つは、神経細胞を生みだす"神経幹細胞"の振る舞いにあることが分かってきつつ…

  • 脊椎動物の「休眠状態」の分子メカニズム

    いくつかの生物は過酷な環境を生き抜くために特殊な能力を身につけてきた。 例えばリスやクマは冬を越すために冬眠するし、マウスも絶食,寒冷,恒暗などの状況下では低体温,活動量の低下を伴う非活動状態(torpor)になる(1)。 このような特殊能力の一つとして、極限環境に置かれた際に発生を一時的に停止し、周りの環境が良くなるまで耐え忍ぶ「休眠」が挙げられる。 休眠状態のように発生時間を一時停止することができれば老化を防ぐことができる可能性があるため、そのメカニズムの解明は極めて重要である。 これまで休眠のメカニズムは線虫などのモデル生物で研究がなされているものの、脊椎動物では良いモデル生物がないため…

  • エラー;Saw ASCII character 10 but expected 33-based Phred qual.

    今回は管理人が困ったトラブルの解決法 ~seqのマッピングで困ったことが起きた。 fastqをトリミングする前はちゃんとマッピングされる(bowtie)のに、トリミングするとなんだか下のようななエラーが出てしまうというもの。。 Saw ASCII character 10 but expected 33-based Phred qual. ググってみるとちゃんとダウンロードできているか?とか書いてあるが、トリミング前は問題なく走るのでそこではないだろう。で、色々調べていると、 トリミングで0bpのリードが出てきてしまうのが原因らしい。 そういうわけで cutadaptのオプション、-mで1bp…

  • 発生時計の同調メカニズム

    ★今回は筆頭著者の吉岡さんからコメントを頂きました。ぜひ最後までご覧下さい!★ 何兆個もの細胞からなる私たちの体は、受精卵というたった一つの細胞から生まれる。この受精卵から体が出来上がる過程において、多くの現象があらかじめ決められたタイミングで自律的に進行していく。 この発生タイミングを決める発生時計が細胞内で正確に時を刻み、細胞間で厳密に同期することが、複雑で精密な個体の発生を可能にするために極めて重要である。 これまでに発生時計が個々の細胞内で時を刻むメカニズムについては数多くの研究からその一端が明らかになりつつある。しかしながら、発生過程において個々の細胞の発生時計がどのように他の細胞と…

  • 減数分裂のスイッチ因子「MEIOSIN」の発見

    ★今回は筆頭/責任著者の石黒先生からコメントを頂きました!ぜひ最後までご覧ください!★ 細胞の分裂は、同じDNA情報を複製した後に同じコピーを持つ娘細胞を作り出す体細胞分裂と、精子・卵子を作り出す際に染色体数を半減させる減数分裂に大別される。 減数分裂は体細胞と同様の細胞周期の機構を転用しながらも、減数分裂仕様の染色体構造が再構成されるようにプログラムされている。すなわち減数分裂は生殖細胞で行われ、二本の相同染色体において組み換えが行われたのち2回の分裂を経て染色体数が半分になる。(図1参照) 図1 減数分裂ではゲノムの混ぜ合わせが起きるため、減数分裂は生物の多様性を生み出す原動力になっている…

  • インプリント鎖が脳発生に重要!?(筆頭著者による論文紹介)

    インプリント鎖も機能している⁉ 母方鎖からだけ発現されているとされていたp57という遺伝子が、脳においてわずかながら父方鎖からも発現していることを発見。 さらに父方鎖のp57遺伝子座を欠失させると脳発生が異常になる。

  • 脳転移がんはエクソソームによって転移を容易にしている!?

    脳転移がんはエクソソームによって転移を容易にしている⁉という論文を解説。 今回なんと共筆頭著者の星野歩子先生からコメントいただいています!

  • 2019年生命科学研究まとめ&2020年展望

    管理人の独断と偏見による2019年生命科学研究のまとめと2020年の展望、そして今年バイオステーションでアクセス数の多かった記事を紹介!

  • tRNA断片が核の構造を変える!?

    RNAといえば、多くの方は翻訳されてタンパク質を生み出すメッセンジャーRNA(mRNA)を思いつくかもしれない。 しかし、細胞内に含まれるRNAのうちmRNAが占める割合はほんの数パーセントであり、大部分のRNAはタンパク質をコードしないノンコーディングRNAである。 ノンコーディングRNAの中でもトランスファーRNA(tRNA)は、古典的には、mRNAの配列に対応したアミノ酸を転移させてタンパク質を作り出すのに重要なRNAであることが知られる。 近年驚いたことに、tRNAは切断を受け、古典的なアミノ酸転移という機能とは全く別の機能を果たすことが報告されてきている。 以下の図のように、切断の受…

  • レトロウイルスの侵略により引き起こされたウイルス複製阻害遺伝子ファミリーの急速な進化(筆頭著者による論文紹介)

    今回は東大医科研、佐藤研究室の伊東さんから筆頭著者による論文紹介を頂きました。論文の中身はもちろん、研究室の紹介や研究の裏話、バイオステーション管理人とのQ&Aまで盛りだくさんの内容となっていますのでぜひ最後までご覧ください! --- レトロウイルスの侵略により引き起こされたウイルス複製阻害遺伝子ファミリーの急速な進化 伊東潤平、佐藤佳 (東京大学医科学研究所 システムウイルス学分野) 原著 Ito J., Gifford RJ., and Sato K. Retroviruses drive the rapid evolution of mammalian APOBEC3 genes. (2…

  • RNAスプライシングが遺伝子発現を制御する?

    正確な遺伝子発現がどのように実現されているか知ることは、生物学の一つのゴールである。 ご存知のように遺伝子はDNAから転写されてRNAスプライシングなどの制御を受けて成熟したRNAになる。 これまでに、転写がRNAのスプライシングに影響を与えることはしばしば報告されてきた。 (例えば、転写のスピードによってスプライシングの位置が変わってきたりするらしい) 一方逆に、スプライシングが転写にどのような影響を与えるかという点はほとんど分かっていなかった(以下の図)。 今回は、スプライシングにより近くの通常不活性状態の転写開始点からの遺伝子発現が上昇する、という新しい遺伝子発現制御メカニズムを明らかに…

  • タンパク質を保護する天然変性タンパク質群"Hero"の発見とその機能

    全長にわたって天然変性しているタンパク質群「HERO」を発見、その機能に迫った論文を解説!

  • 代謝とエピジェネをつなぐ新しいヒストン修飾「ラクチル化」の発見!

    遺伝子の発現がどのように制御されているか知ることは、現在の生命科学の一つのゴールである。 遺伝子発現には遺伝子自身のDNAは配列も重要だが、DNAをパッキングするヒストンの状態も重要であることが知られている。 古典的にはヒストンのアセチル化が活性化した遺伝子のマークになっていることから始まり、メチル化やユビキチン化など多様なヒストン修飾が見つかってきている。 一方、最近でもヒストンのセロトニン化やグルタリル化など新しい修飾も発見されるなど、すべてのヒストン修飾が同定されているわけではなく、生物学的に重要なヒストン修飾はまだ残っている可能性がある。 今回は、乳酸を基質とする新しいヒストン修飾「ラ…

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