蚊の嗅覚で微量のにおい検出成功 東京大 がんの予兆感知に期待
蚊の触覚にあり、人のにおいを感知する「嗅覚受容体」を組み込んで作ったセンサーで、人の呼気から、がんの進行度を示す微量のにおいを検出することに成功したと、東京大と神奈川県立産業技術総合研究所の研究チームが発表した。米科学誌に１３日掲載された。将来的には、がんの進行度を示す数値「腫瘍マーカー」を呼気から検出することも可能になるといい、研究チームは民間企業と連携し、今後１０年以内の実用化を目指している。
研究チームは平成２８年、人の汗のにおいを感じる蚊の嗅覚受容体を用いて、においに反応して動くロボットを開発した。電気信号が流れる回路を作り、センサーにして反応させる仕組みだ。
今回、このセンサーの感度と精度を向上させた。受容体を人工細胞膜に組み込んだセンサーをつくり、水溶液に溶けたにおいの分子を感知させる際、においと受容体が高い確率で結合するようにした。
研究チームは、このセンサーで肝臓がんの進行度などを示す腫瘍マーカーと考えられている「オクテノール」を含むガスを測定。その結果、０・５ｐｐｂ（ｐｐｂは１０億あたりどれぐらいあるかを示す単位）の微量なにおいを検出することに成功した。
また、人工細胞膜の合成方法を変えたところ、１ｐｐｍ（ｐｐｍは１００万あたりどれぐらいあるかを示す単位）以下のオクテノールガスを１０分以内に９０％以上の確度で検出できるようになったという。
蚊の嗅覚受容体は約１００種類あるといい、研究チームは、別の異なる昆虫の受容体を組み合わせるなどすれば、様々なにおいを検出できるセンサーを開発できるとみている。今後、民間企業などと連携する予定で、実用化に至れば、がんや糖尿病などの疾病の呼気検査のほか、麻薬・爆発物の検知、食品検査などに使える可能性もあるという。
現在、地球の海は記録的な熱量を蓄えている？
パンデミック関連のシャットダウンにより、昨年、地球の大気中のいくつかの温室効果ガスの排出を免れたかもしれませんが、世界は暖かくなり続けています。
世界中からの水温測定は、2020年に上部海洋に格納されている熱の総量が1955年までさかのぼって記録上の他の年よりも高かったことを示している、研究者は大気科学の進歩で1月13日をオンラインで報告しています。海の温度を追跡することは、暖かい水は、海面と熱帯暴風雨を上昇させるグリーンランドと南極大陸の端のオフより多くの氷を溶かすので、重要です。
研究者らは、係留されたセンサー、アルゴフロートと呼ばれる漂流探査機、水中ロボット、その他の機器から得られた温度データを用いて、地球の海洋上層部2,000メートルに蓄えられた総熱エネルギーを推定した。研究チームは、海洋上層水には、1981年から2010年までの年平均よりも、2020年には234セクステリオン（1021ジュール）もの熱エネルギーが含まれていることを発見した。熱エネルギー貯蔵量は2019年から約20セクステリオン・ジュール増加しており、2020年には地球の海洋が13億個のやかんの水を沸騰させるのに十分な熱を吸収していたことを示唆している。
この分析は、海洋が昨年どのくらい暖まったかを過大評価する可能性があり、研究の共著者ケビン・トレンバースは、現在ニュージーランドのオークランドに拠点を置いている米国国立大気研究センターの気候科学者であると言います。そこで研究者たちはまた、年間の総海洋熱を推定するための第二の、より保守的な方法を使用して海洋温度のデータをクランチし、2019年から2020年へのジャンプは、1セクステリオンジュールとして低くなる可能性があることを発見しました。これはまだ6,500万個のやかんを沸かしたことになる。
世界の海洋の記録上、他の3つの最も暖かい年は、2017年、2018年、2019年でした。"私達がここで見ているのは、映画「グラウンドホッグ・デイ」の変種です "と、研究の共著者であるペンシルバニア州立大学の気候科学者マイケル・マンは言います。"グラウンドホッグ・デイにはハッピーエンドがあります。"炭素排出量を劇的に削減するために今行動しなければ、このようなことにはなりません"
生まれたばかりのメガロドンザメは、ほとんどの成体の人間よりも大きかった？
"赤ちゃんサメ "は全く新しい意味を持っています。生まれたばかりのメガロドンザメは、ほとんどの大人の人間よりも大きい超大型の魚だったことが、新しい研究によって示唆されている。
約2300万年前から250万年前の間に生きていた古代の海洋捕食者の成長速度を分析した結果、サメは体長約2メートルで生活を始めたと推定されると、研究者たちは1月11日付の『ヒストリカルバイオロジー』誌に報告している。
オトダス・メガロドンは、恐ろしい絶滅した捕食者のパンテオンの中でティラノサウルス・レックスと並ぶ存在だが、サメの生態についてはほとんど知られていない（SN: 8/10/18）。サメの骨格は化石化しにくい軟骨でできていたため、科学者たちが知っていることはほとんどが歯の化石から得られたものだ。例えば、シカゴのデポール大学の古生物学者、島田健秀氏らは以前、メガロドンの歯と他の古代および現代のサメの歯を用いて、この魚の成体長を少なくとも１４メートルと推定した（SN: 10/5/20）。
今回の研究では、島田氏らは、メガロドンの椎骨という、さらに珍しい証拠を入手した。サメの骨格は軟骨でできているが、動物の背骨はカルシウム塩の堆積物によって硬くなり、強化され、化石化することができる。これらの脊椎骨には、魚がどのように成長したかを示す木の輪のような年輪も保存されている。
研究者らは、マイクロコンピュータ断層撮影と呼ばれる画像技術を用いて、1匹のサメから保存状態の良い3本の椎骨を調査した。これらの画像から46本の成長帯が確認できたことから、このサメは46歳の熟年まで生きていたことが示唆された。死亡時の体長は約９メートルと推定され、バンドの大きさから、毎年約１６センチのペースで成長していたことがうかがえる。つまり、生まれたばかりのサメの体長は約２メートルで、生まれたばかりのサメでさえも海の中では恐ろしい敵になるには十分な大きさだと、科学者たちは結論づけている。
島田氏の研究チームは以前、メガロドンザメは、現代のいとこザメと同じように、胎内で孵化していない卵を食べていたのではないかと示唆している。その習慣が、世界に入る前から巨大な魚がこれほどの大きさになるのに役立っていたのかもしれない。
免疫系がフリークアウトしないようにするタンパク質は、新しい治療法の基礎を形成する可能性があります。
マクロファージは最前線の免疫細胞であり、病原体を検出し、必要に応じて炎症反応を起こします。マクロファージがどのように全力で行くときと冷静さを保つときに決定するかを理解することは、適切なバランスを取るための新しい方法を見つけるための鍵となる - 特に炎症が行き過ぎた場合には、そのような敗血症、大腸炎や他の自己免疫疾患のように、。
全米科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences）に2020年10月14日に発表された研究では、カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究者が、ギルディン、またはGIVと呼ばれる分子がマクロファージのブレーキとして作用することを発見した。
研究チームがマウスのマクロファージからGIV遺伝子を削除すると、免疫細胞は少量の生菌や細菌毒素に対しても急速に過剰反応を起こした。大腸炎や敗血症のマウスは、マクロファージのGIV遺伝子を欠失した場合に悪化した。
研究者はまた、それらがコマンドでマウスのマクロファージをシャットダウンすることができ、GIVを模倣するペプチドを作成しました。GIVに擬態したペプチドで治療すると、マウスの炎症反応は和らげられた。
"患者が敗血症で死ぬとき、彼または彼女は細菌自体が、細菌に彼らの免疫システムの過剰反応からのために死んでいない "と述べた上級著者プラディプタ ゴッシュ、MD、UC サンディエゴ校医学部とムーアズがんセンターの教授は言った。"それは私たちが今見ているものに似ている危険な 'サイトカインの嵐' は、新規コロナウイルス SARS-CoV-2 との感染から生じることができます。"マクロファージと彼らが産生するサイトカインは 体内の免疫刺激剤であり 過剰に産生されると 善良なものよりも有害なものになる"
そのメカニズムをさらに深く掘り下げていくと、Ghosh氏とチームは、GIVタンパク質が通常、Toll様受容体4（TLR4）と呼ばれる分子に密着していることを発見した。TLR4は細胞膜を貫通していて、細胞の内側と外側にビットが突出している。細胞の外では、TLR4はアンテナのようなもので、侵入してくる病原体の兆候を探しています。細胞内では、GIVは、受容体の2つの "足 "の間に入れ子になっています。所定の位置にあるとき、GIVは足を離して保持し、何も起こりません。GIVが取り外されると、TLR4の足が接触し、免疫刺激シグナルのカスケードをキックオフします。
ゴッシュ氏のGIV模倣ペプチドは、欠落しているときにタンパク質の代わりになり、足を離したままにしてマクロファージを落ち着かせることができる。
"我々は、病原体に遭遇したときに免疫系がいかに流動的であるかに驚いた "と、ネットワーク医学研究所の所長であり、UCサンディエゴ医学部のHUMANOID Center of Research ExcellenceのエグゼクティブディレクターでもあるGhosh氏は述べています。"マクロファージは、多かれ少なかれGIVタンパク質を生産する時間とエネルギーを浪費する必要はなく、単にそれを移動することによって、彼らの応答を迅速にダイヤルアップまたはダイヤルダウンすることができ、そのような制御は、遺伝子の転写のレベルで起こるように見える"
Ghosh氏とチームは、マクロファージが休息しているときにGIVブレーキがどのように維持されているか、または信頼できる脅威に対する応答を行うために取り除かれたときにGIVブレーキがどのように維持されているかを決定する要因を調査することを計画している。これらの研究を可能にするために、UCサンディエゴ医学部のネットワーク医学研究所は最近、国立衛生研究所の一部である国立アレルギー・感染症研究所から新たに500万ドルの助成金を受けた。ゴッシュは彼女の同僚Debashisサフー、博士、工学の医学とジェイコブス学校のUCサンディエゴ校で助教授、およびソウミタダス、博士、医学のUCサンディエゴ校で病理学の准教授とこの賞を共有しています。
