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神戸大学大学院の内匠透教授らの国際共同研究グループは、特発性自閉症の原因が胎児の時の造血系細胞のエピジェネティック(注)な異常であり、その結果が脳や腸に見られる免疫異常であることを明らかにした。 自閉症発症における免疫障害の重要な発達段階と免疫系の広範な関与を考慮し、研究チームは共通の病因が広範な免疫調節不全の根底にあり、異なるタイプの前駆細胞にあると仮定した。免疫細胞のもとになる血球系細胞に注目、さらに、胎児の時の造血に関わる卵黄嚢(YS)と大動脈-生殖腺-中腎(AGM)に焦点をあてて解析を行った。 研究グループは、自閉症モデル動物のBTBRマウスを用いてAGM血球系細胞を解析し、免疫異常の病因としてHDAC1(ヒストン脱アセチル化酵素1)を同定した。また、YS血球系細胞の解析により、ミクログリア(中枢神経系グリア細胞の一つで中枢の免疫を担当)発達異常の病因として同じくHDAC1を同定し
長時間労働がメンタルヘルスに悪影響を与えるといわれるが、残業自体ではなく、長時間労働による睡眠不足と不規則な食事がメンタルヘルスを害していることが、東京医科大学精神医学分野の渡邉天志医師、志村哲祥医師らの研究で明らかになった。 その結果、長時間労働は心身のストレス反応に直接影響しないことが分かった。しかし、長時間労働が食事の不規則さや睡眠時間の短縮を招き、それらがうつや心身のストレス反応を引き起こしていた。 研究グループは労働時間の短縮が実現しても、睡眠不足や不規則な食事が続けば症状が改善しないが、長時間労働が続いても睡眠時間が確保され、食事が規則正しく摂取できれば、メンタルヘルスへの影響を限定的な範囲に抑えられるとみている。 ただ、今回の研究では因果関係の証明はできていない。研究グループは後続の研究で因果関係の解明を期待している。 論文情報:【International Journal
ロボットが何か失敗をしたときに複数がいっしょに謝罪したほうが、相手により受け入れられやすいことが、国際電気通信基礎技術研究所の木本充彦研究員、同志社大学文化情報学部の飯尾尊優准教授らの研究で分かった。 その結果、2台で謝るほうが謝罪を受け入れてもらいやすくなるうえ、別のロボットが片づけをする仕草を見せると謝罪の効果が大きくなることが分かった。研究グループは人が失敗したときと同様に、複数で謝罪することで失敗を受け入れてもらいやすくなるほか、ロボットが有能と判断されるのではないかとみている。 コロナ禍をきっかけに全国の飲食店などで給仕するロボットが増えている。ロボットが何か失敗をしたときに、別のロボットがいっしょに謝ったり、片づけを手伝ったりする機能を設計段階で盛り込んでおくことが、今後必要になると考えている。 論文情報:【PLOS ONE】Two is better than one: Ap
兵庫医科大学 医学部および自然科学研究機構 生理学研究所の共同研究グループは、呼吸の頻度やパターンを変えることで、記憶力の強化と悪化の両側面が引き起こされることを初めて発見した。 本研究で用いた遺伝子改変マウスは、光遺伝学(オプトジェネティクス)という技術により、呼吸中枢に光を照射すると、呼吸パターンを自在に操作することができる。マウスの記憶課題中に、記憶する瞬間に呼吸を停止させると、海馬ニューロンの活動が変化し、記憶力が低下するという驚きの結果が得られた。さらに、呼吸の周期性をランダムにした結果、記憶力が強化されたり、呼吸の頻度を半分に減らした結果、記憶が間違った形で作られてしまうなど、呼吸パターンを操作することにより記憶力の強化と悪化の両側面が引き起こされることを発見した。 この結果から、呼吸活動は、脳に作用して記憶や思考に関わる情報処理をある一定の単位としてまとめる役割を持つ上、記憶
大阪大学産業科学研究所の古賀大尚特任助教、能木雅也教授らの研究グループは、紙を用いてフレキシブルな電子ペーパーを作製することに成功した。 そこで今回、同研究グループは、樹木セルロースナノファイバーからなる新しい「透明な紙」と、セルロースパルプ繊維からなる従来の「白い紙」を併用することで、電子ペーパーの一種であるエレクトロクロミック(EC)ディスプレイを開発した。従来の紙は絶縁性で透過性を持たないが、導電性高分子またはイオン液体を複合化することにより、透明性に優れた電極と視認性に優れた白い電解質を作製することに成功した。そして、それらを組み合わせてフレキシブルな“紙”の電子ペーパーを実現した。 この成果により、今後、紙に手書きや印刷だけでなく、電気で情報を表示することも可能になる。また、本研究グループは、これまでに、紙ベースのメモリ、トランジスタ、アンテナ、スーパーキャパシタといった様々な電
東京大学生産技術研究所の田中肇教授らの研究グループは、これまで特異なガラス転移現象として説明されてきた水の動的異常性が、実はガラス転移と無関係であり、液体の正四面体構造形成に起因していることを初めて突き止めた。 この成果は、従来のガラス転移に基づく水の動的異常性に関する定説を覆しただけでなく、水の熱力学的異常と動的異常が、ともに正四面体構造形成という共通の起源に基づくこと明らかにした点にも大きなインパクトがある。 水は、人類にとって最も重要な液体であり、本研究成果は、水の特異な性質そのもの理解に留まらず、生命活動、気象現象などとのかかわりの理解にも大きく貢献するものと期待される。 論文:【Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America】Origin of the emergent
大阪大学大学院医学系研究科・木村文隆准教授らの研究グループは、大脳皮質の神経回路形成に複数のメカニズムが関与することを解明した。同時に大麻の有効成分カンナビノイドに類似した物質が不要なシナプスを整理すること、大麻の摂取により本来必要なシナプスまで刈り込まれ、神経回路が破壊されることを世界で初めて発見。米国科学誌「Journal of Neuroscience」に発表した。 これまで、神経回路の形成にシナプス前後の神経活動が大きく影響することは知られていたが、具体的にどんな神経活動が関わっているのかは不明だった。特に視床から大脳皮質への投射の形成においてはより複雑で、未熟な大脳皮質に広く投射ができた後、大脳皮質の成長に伴って不要な投射が削られて正しい投射先だけが残るという2段階の変化が起きるが、そのメカニズムは解明されていなかった。 同研究グループは、大脳皮質の他の部位では、シナプス前後の細
福井大学子どものこころの発達研究センターの友田明美教授とジョンミンヨン特命教授らは、ADHD(注意欠如・多動症)児の脳構造の解析に人工知能(AI)を導入し、ADHD児には特定の脳部位に特徴があることを高い精度で明らかにした。 検討の結果、脳の148領域のうち眼窩前頭皮質外側など16領域の皮質の厚み、11領域の皮質の面積にADHDの特徴が現れることが判明し、74~79%の精度でADHDの識別が可能であることを見出した。 さらに、これらの脳部位のうち眼窩前頭皮質では、ADHDの要因の1つで、実行機能(作業記憶の苦手さ)に影響しているCOMT遺伝子の多型と脳構造との関連も確認できた。また、国際的なデータベースで検証したところ、米国・中国のADHD児でも73%の精度で農部位の特徴が確認され、国際的にも応用できる可能性が示唆された。 この検査手法は、測定時間が5分以内と短く、検査中に特定の課題遂行が
京都大学の梅野健教授と新谷健修士課程学生は、世界中の様々なビッグデータに現れる「べき則」の普遍性を説明する新しい統計法則を発見した。この統計法則は「超一般化中心極限定理」と呼べるもので、データ上に普遍的に現れるという。これにより世界の様々な現象の統計モデルの構築が期待される。 今回の研究では、現実のデータを反映した、従来の統計則である極限定理では捉えることができない、異なるべき分布を個々に持つ独立な確率変数の和という統計モデルを定式化した。その上で、データの数Nを無限にする極限において、レビの安定分布に収束するという極限定理を導出した。 この極限定理は、統計学の基本法則である中心極限定理をべき則に一般化した一般化中心極限定理を、さらに異なるべき則の和の極限に拡張したもので、「超一般化中心極限定理」と呼ぶことができる。より一般化された状況でも成立する極限定理としての統計学的な意義があるととも
ケトン食療法の長期継続で、進行がん患者の生存期間が劇的に改善 大阪大学 大学ジャーナルオンライン編集部 大阪大学大学院医学系研究科先進融合医学共同研究講座のグループは、同学が開発した新たながん患者向けのケトン食療法を12か月以上長期継続することにより、進行がん患者の生存期間を劇的に改善できることを発表した。 本グループは、ケトン食療法ががん患者にとって有力な支持療法になりうると期待し、2013年からがん患者向けの新たなケトン食療法の臨床研究を開始した。対象は臨床病期Ⅳ期の進行がん患者で、既に2020年に有望な臨床効果を報告したが、長期継続による効果を明らかとすべく、さらに3年間観察し解析した。 全53名の進行がん患者を、ケトン食継続12ヶ月以上(21名)と12ヶ月未満(32名)の2群に分けて解析を行った。両群の生存率の中央値は、12ヶ月以上群で55.1ヶ月、12ヶ月未満群で12.0ヶ月であ
海馬が学習や記憶に関わっていることは古くから知られている。しかし、神経細胞には限りがあるため、あるレベルに到達するとそこで飽和し、それ以上の記憶ができなくなってしまう。そのため何らかの「クールダウン」の機構が海馬に備わっていると予想されてきた。 東京大学の研究グループは、海馬から発生する「sharp wave ripple(以下、SWR)」という脳波が、睡眠中にニューロン間の繋がりを弱め、脳回路をクールダウンさせることを発見した。 研究グループはまず、睡眠中のマウスからニューロン間の繋がりの強さの指標である興奮性後シナプス場電位(field excitatory postsynaptic potential,fEPSP)を記録した。すると、睡眠の経過とともにfEPSPの減弱が見られ、睡眠中にはニューロン間の繋がりが自然と弱まることが確認された。 続いて、睡眠中に生じるSWRを阻害する実験を
量子計算機でも解読が困難な新しい原理に基づく公開鍵暗号が、北海道教育大学、九州大学、産業技術総合研究所と株式会社東芝の共同研究により開発された。量子計算機でも計算が困難と期待される非線形不定方程式の最小解問題に基づいた構成で、この領域で有力とされてきた格子暗号と同等またはそれ以上の安全性と計算効率性が期待できるとしている。 現在、大手IT企業や政府の大規模な投資により量子計算機の開発が急ピッチで進んでいる。量子計算機が開発されると、現行の公開鍵暗号が安全性の根拠としている素因数分解や離散対数問題が短時間で解かれ、暗号が解読されてしまうことから、量子計算機でも解読が困難な対量子公開鍵暗号の研究開発が近年活発に行われてきた。しかし、対量子公開鍵暗号は公開鍵サイズが大きいという欠点があり、これまで実用化に至っていなかった。 今回開発されたのは、従来の対量子公開鍵暗号が安全性の根拠としてきた線型方
哺乳類もメダカもY染色体を持っていると身体はオスになる。ところが、身体がY染色体を持っていようがいまいが、生殖細胞は身体をメスにしたがる働きを持っていることを、メダカを利用した実験で名古屋大学らが見出した。 例えば、メスのメダカで、生殖細胞が「精子になるか卵になるか」を決める遺伝子機能を破壊すると、生殖細胞は卵の代わりに精子を作り始める。しかし、それにも関わらず身体はメスになるという。このことは、生殖細胞は卵になろうが精子になろうが身体をメス化させる能力を保持していることを示す。 メスにおいて卵巣ができる過程とオスにおいて精巣ができる過程を比較してみると、メスでは卵巣が形成された直後に生殖細胞の数が増加して卵を作り始めるのに対し、オスでは精子を作り出す前に生殖細胞の増加が停止するという。本研究で明らかとなった生殖細胞の「身体のメス化」という特質に着目すると、メスにおいては生殖細胞の数を増や
1歳未満の乳児に対する複雑心奇形手術の件数が2011年の福島第一原子力発電所事故後、全国で増加していることが名古屋市立大学の調査で分かった。原因については分かっていないが、研究グループは心臓発生の早期段階で広範な障害が発生した可能性があるとみている。 それによると、乳児に対する複雑心奇形の手術件数は、原発事故後に約14.2%の増加が見られたが、1歳から17歳までに対する手術件数に大きな変化がなかった。複雑心奇形は高度な手術が必要になる障害で、手術件数が発生件数と完全に一致するわけではないが、密接な関係にあると考えられている。 研究グループが日本胸部外科学会のデータを心臓の発生学に基づいて再分類し、解析したところ、障害は心臓発生の特定段階で起きた限定的なものではなく、心臓発生の早期段階が広範な障害を受けた可能性があることが示唆された。 原発事故後の複雑心奇形の増加は1986年に起きた旧ソ連の
金沢大学、大阪大学、東北大学、北海道大学の共同研究グループは、社会性行動の調節に重要なホルモンであるオキシトシン(OT)の類似体を有機合成し、マウス体内で天然に作られる内在性OTよりも長期間作用し、効果も大きい化合物を新たに見出した。 そこで、本共同研究グループは、OTの環状構造を作る-S-S- 構造を-SC-に変えたOT類似体であるカルベトシンを基に、7番目のアミノ酸「プロリン」にフッ化ベンゼン化グリシン、またはヒドロキシプロピル化グリシンを付加したOT類似化合物を合成し、それぞれ「化合物2」と「化合物5」とした。興味深いことに、これらの化合物は、OTよりも強力で、効果持続が見込めることが検討により明らかになった。 本成果により、これらの新規合成化合物が、自閉スペクトラム症等の症状改善に関わる新規薬剤として将来有効利用されることが期待される。 論文情報:【Journal of Medic
一般に生体内の化学反応は1秒以下の時間スケールで進む。一方、我々生物が生きて行動する時間スケールは、例えば体内時計であれば約十万秒ほどであり、その間にはとても大きな隔たりがある。今回、東京大学の研究者らは、多くの生化学反応が集まって構成されているに過ぎない我々生物が、この溝を埋めているメカニズムの一つを明らかにした。 これは、反応が進めば進むほど、酵素と結合しやすい状態の分子が増えていく一方で、それらが酵素を独占する状態になってしまうために、残りの分子が酵素とほとんど結合できず、全体として反応が遅くなるためだという。さらに、この生化学反応における分子の数の変化を調べると、興味深いことに、その時系列は、ガラス中の分子の運動に非常に近いことがわかった。 そこで、この生化学反応のモデルを深く調べたところ、その中に、ガラスを支配していると考えられている仕組みの一つと非常によく似た構造が潜んでいるこ
安倍政権が掲げる大学教育の全面無償化について、財務省は財政制度審議会で反対の意向を表明した。このままでは定員割れや赤字経営の大学に対する単なる経営支援になりかねないとし、無償化を低所得者層の子どもに限定するよう求めている。 財務省が財政制度審議会に提出した資料によると、日本の教育に対する公財政支出がOECD(経済協力開発機構)加盟国で最低水準と指摘されることに対し、教育支出に占める公財政支出の割合を在学者1人当たりで見ると英国の34%に次ぐ32%で海外に比べてそん色のある状況でないと指摘した。 そのうえで、大学進学率や学位保持率も国際的に見て高水準にあるとし、負担軽減は真に支援を必要とする低所得者層の子どもに絞るべきだと主張。全面無償化は高所得者層の子どもに受益が及び、格差解消につながらないとした。同時に、無償化が赤字経営の大学を支援するだけに終わらないよう制度設計すべきとも訴えている。
脳のメラニン凝集ホルモン産生神経(MCH神経)がレム睡眠中に記憶を消去していることを、名古屋大学の研究グループが明らかにした。 そこで、MCH神経の活動が睡眠と覚醒状態に伴ってどのように変化するのかを調べたところ、①覚醒時に活動するMCH神経、②レム睡眠時に活動するMCH神経、③覚醒時とレム睡眠時の両方で活動するMCH神経の3種類が存在することがわかった。さらに、MCH神経活動を活性化もしくは抑制した上でマウスの記憶力を評価する実験を、新奇物体認識試験と文脈的恐怖条件付け試験のそれぞれで行ったところ、どちらの試験でも、MCH神経活動を活性化すると記憶の消去が進むことが判明した。逆に、抑制すると記憶の定着が向上したが、この結果はレム睡眠中にMCH神経活動を抑制した場合のみみられた。つまり、レム睡眠中に活動するMCH神経が、海馬の神経活動を抑制し、記憶を消去している可能性が示唆された。 私たち
京都大学の梅本滉嗣修士課程学生と高柳匡教授は、量子ビットの「純粋化量子もつれ」と呼ばれる情報量を計算する新しい幾何学的公式を発見した。超弦理論の理解に役立つと期待される。 この考え方にいたる契機となったのが、2006年に発見された笠ー高柳公式。これは「物体Aと物体Bの二つの間に共有される量子ビットの情報量(AとBの間にある相関)は、物体に対応する宇宙(注)の最小断面積に等しい」というもの。しかし、この公式で正しく情報量が計算できるのは、AとB以外には物体が存在しない場合(純粋状態)に限られるという制限があった。 AとBの領域にはこれらをつなぐトンネルを作ることができ、AとBの情報はこのトンネルの内部空間(Entanglement Wedgeと呼ばれる)に反映されることが知られている。今回の研究では、AとB以外の物体が存在する場合(混合状態)に対しても適用できる大幅に一般化された公式を発見し
人間は協力する相手を知り、関係性を構築できる状況では協力的になるものの、懲罰を受けると協力関係が阻害され、報復を誘発する-。北海道大学が米国、イタリア、中国など5カ国の大学と進めた「囚人のジレンマ」に関する国際共同研究でこんな結果が出た。研究成果は米国科学アカデミー紀要にオンライン掲載された。 その結果、相手を認識できるネットワークでは協力行動が維持され、協力的な被験者同士がグループを形成していたが、シャッフルでは裏切りの選択が増えることが分かった。懲罰付きネットワークでは懲罰が懲罰返しや裏切りを誘発し、協力グループの形成を阻害していた。北海道大学の研究チームは「実世界でなぜ、懲罰が行われているのかを問う結果になった」としている。 囚人のジレンマは互いに協力する方がよい結果になると分かっていても、協力しない者が利益を得る状況になると互いに協力しなくなるという理論。各個人が合理的に選択した結
東京大学大学院理学研究科の研究グループは、微生物を対象とした生物情報科学的解析により、ジェネラリストはスペシャリストに比べて有利であること、またその一方で、進化の過程でジェネラリストは容易にスペシャリストへと変わる傾向があることを示した。 自然界には、様々な環境に対応できる”ジェネラリスト”戦略をとる生物がいる一方で、特定の環境に特化した”スペシャリスト”戦略をとる生物も存在する。このことは直感的に理解しやすい事実だが、「ではどちらの戦略が有利なのか?」、また、「なぜ2つの戦略をとる生物が共存するのか?」といった疑問に対する実験的解析はされてこなかった。 そこで同グループは、世界中の研究者によって取得された61種類の環境の微生物群集シーケンスデータを収集・整理したデータベースを構築し、微生物をスペシャリストとジェネラリストに分類した。これらに対して進化解析を行った結果、ジェネラリストはスペ
新潟大学の上野将紀特任教授、シンシナティ小児病院の吉田富准教授らの研究グループは、脳と脊髄を結ぶ「皮質脊髄路」の中に多様な神経回路が存在することを発見し、それらが運動動作をコントロールする神経地図としての働きを示すことを明らかにした。 今回、研究グループは神経回路を解析する最新の技術を用いて、マウスの皮質脊髄路に存在する詳細な神経細胞の構成とその働きを探った。その結果、皮質脊髄路の中には、大脳皮質と脊髄にある多様な神経細胞種によって回路が作られていること、すなわち「神経地図」が内在していることを見いだした。これらの回路は、複雑な動作を行う際に、それぞれが異なる運動機能の要素をコントロールしていることが分かった。 これにより皮質脊髄路は単一の神経回路ではなく、別々の働きを持つ多様な神経回路の集合体として統合して働くことによって、巧みに運動動作をコントロールしていることが明らかになった。 この
難問の巡回セールスマン問題、粘菌に学んだ新型コンピュータで北海道大学が解決 大学ジャーナルオンライン編集部 北海道大学の葛西誠也教授らの研究グループは、Amoeba Energy株式会社と共同で、アメーバ生物である粘菌の行動に学んだ新型アナログコンピュータを開発し、代表的な組合せ最適化問題「巡回セールスマン問題」を解くことに成功した。 アメーバ生物である単細胞の真性粘菌は、不定形の体を環境に最適な形に変形できる高度な計算能力を持つ。先行研究で、アメーバ生物を組込んだ「粘菌コンピュータ」が巡回セールスマン問題に利用可能と分かっていた。そこで研究グループは、アメーバが変形するメカニズムをアナログ回路中の電子の動きで再現し、都市配置や距離などの制約条件をコンパクトに表現できる仕組みの新方式コンピュータ「電子アメーバ」を開発。これにより、巡回セールスマン問題の解を迅速に探し出すことに成功した。この
京都大学の研究グループは、シロアリの社会での個体年齢と役割分業の関係を分析し、高齢の兵隊アリが死亡リスクの高い最前線で天敵と戦う役割を担い、若い兵隊アリは死亡リスクの低い巣の中心部で王や女王の近衛兵としての役割を担っていることを明らかにした。 アリ・ハチなど社会生活を営む昆虫では、個体の年齢によって引き受ける仕事の内容が変わる「齢分業」が知られている。これには、「齢によって仕事をこなす能力が異なる」という理由と、「余命の短い個体がリスクを負った方が機会損失が小さい」という理由が考えられてきた。 本研究では、この余命に基づく分業の実態を調べるため、年齢の異なるシロアリの兵隊を用意し、老兵と新兵で防衛行動や巣内での配置が異なるのかどうか、実験的に検証した。 結果、新兵よりも老兵の方が積極的に最前線に出て防衛を行うことがわかった。一方で、新兵のみで防衛させた場合は、新兵自身が敵と戦い、老兵と同じ
筑波大学知的コミュニティ基盤研究センター 磯谷順一名誉教授、量子科学技術研究開発機構 小野田忍博士、住友電気工業の角谷均博士らは3月9日、ハーバード大学、ウルム大学、プリンストン大学、カリフォルニア大学バークレー校などのグループとの共同研究により、世界最高濃度の室温量子スピンを有するダイヤモンド結晶を作製し、これにより「時間結晶」の室温観測に成功したと発表した。 液体や気体は密度が一様な状態で一つの点から別の点に移動しても変わらないという「連続的並進対称性」というものを持つ。また、原子が規則的に並んでいる結晶では単位肪ごとに移動すると元の状態と区別がつかなくなるという「離散的並進対称性」というものを持つ。たとえば、水が氷になるのは連続的並進対称性を破り、離散的並進対称性へ相変化が生じているということになる。一方、時間も連続的並進対称性を持つと考えられるが、それを破り離散的並進対称性を持つ「
鹿児島大学大学院の早坂央希大学院生(博士課程1年)らの研究チームが、メダカに緑色の光を当てながら飼育すると、メスからオスに換わるという実験結果を発表した。研究成果は、水産学部研究チームが論文としてまとめ、イギリスの『Scientific Reports』誌に掲載(2月20日)された。 今回、性分化期のメダカに緑色光波長を照射し続けて飼育することでメスからオスへの性転換が誘導された。また、性転換個体と正常なメスを個配したところ次世代は、全メスとなった。 特定の光波長が動物の性に与える影響について、今回の研究が初めての報告となる。今後は、特定の光波長がストレスとなって性転換が誘導されたのか、または、新規メカニズムであるのかを明らかにする必要があるとしている。 今回の研究で開発した性コントロール技術が、効率的な養殖生産に貢献できることが期待される。 論文情報:【Scientific Report
東京工業大学らの研究グループは、電力の安定供給に欠かせない電力ネットワークの発電機群の同期現象を、世界で初めて理論解明することに成功した。そしてこの理論に基づき、送電網で複雑に結合された発電機群の振る舞いを効率的に解析・制御できる、電力ネットワークの集約モデルを世界に先駆けて構築した。 とりわけ太陽光発電などの再生可能エネルギーは、気象条件の変化で発電量が不規則に変動するため、発電機群の同期を維持することが難しいとされる。今後、再生可能エネルギーの大量導入を見据える日本においては、効率的な発電・送電に関わる同期現象の解析が不可欠だ。 こうした中、本研究では、電力ネットワークのモデリングや安定性解析、安定化制御などに関する一連の研究成果を、グラフ理論という数学理論の観点から検討した。これまでの同期現象の解析は数値シミュレーションによるものが主流だったが、研究グループはグラフ理論におけるネット
タンパク質設計問題を解決する数学公式を名古屋大学が発見、圧倒的な高速化を実現 大学ジャーナルオンライン編集部 名古屋大学大学院の高橋智栄博士後期課程学生らの研究グループは、シミュレーションや実験をせずにタンパク質設計をするための数学公式を世界で初めて導出することに成功した。この数学公式により、膨大な計算量のシミュレーションの必要がなくなり、圧倒的に高速な設計が可能になった。 研究グループは昨年、タンパク質進化に関する新しい仮説と機械学習の手法を組み合わせることで、従来手法に比べて圧倒的に高速なタンパク質設計を実現することに成功していた。今回さらに、複雑系物理学・情報統計力学の理論を適用することにより、シミュレーションが不要なアミノ酸配列の推定のための数学公式を導出することに成功した。 これにより、タンパク質設計にかかる時間を昨年発表した効率的な設計手法を用いた場合より、さらに10分の1 程
生存競争の厳しい自然界において、なぜ多種多様な生物が共存できるのか?なぜ一番強い種類だけにならないのか?この問いは、生態学における重要な未解決問題の一つとされている。 生態学における「性的嫌がらせ」とは、生まれてくる子供の数が減ってしまうかわりに競争相手よりも自分の子供の割合を高める性質のことで、トンボのオスがメスに対して執拗に求愛したり、植物の花の柱頭で花粉が他の花粉によって受精が起こるのを妨害する物質を出したりすることを言う。交尾を巡って競争する場合には有利だが、競争相手が不在で確実に交尾ができる場合には子供の数が減ってしまうため不利になる。 つまり、個体数が多く交尾を巡る競争が激しい場合には「性的嫌がらせ」が起きて子供の数を減らすが、個体数が少なく競争が起こらない場合には「性的嫌がらせ」が起きず子供の数が増える。結果として、個体数が多い種では「性的嫌がらせ」が激しくなり個体数の増えす
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