相分離生物学の冒険――分子の「あいだ」に生命は宿る 作者:白木賢太郎みすず書房Amazonこの『相分離生物学の冒険』は、米国の学会では2018年からよく取り上げられるようになってきた、最新の生物学分野の研究テーマである「相分離生物学」について書かれた一般向けのノンフィクションである。著者の白木賢太郎はこの分野の研究者で、東京化学同人社などですでに相分離生物学の著作のある研究者だ。 相分離生物学とは何なのか。 僕は相分離生物学のことは名前すらも覚えがない（読んだことぐらいはあるのかもしれないけど）状態で読み始めたが、これはおもしろかった。現代の我々は人体を構成する要素についてかなりの部分わかってきている。DNAの解析も進み、どんなタンパク質で人体が構成されているのかも、あらかた把握できているといえるだろう。 では、そうして判明した人体の構成要素をピンセットで並べていったら、素材が完成した段階
時折、「時代がまだ追い付けない技術」が生まれるのものです。 その時代には活躍しなくても、他のさまざまな技術や材料が生まれてから、後に真価を発揮することもあるわけです。 最近でも、アメリカ・マサチューセッツ工科大学（MIT）機械工学科に所属するベンジャミン・ミラー氏ら研究チームが、19世紀の写真技術を再利用することで、カメレオンのように色が変化する新素材を開発することに成功しました。 伸縮性のあるフィルム素材であり、伸びることで色が大きく変化するため、さまざまな分野への応用が期待されています。 研究の詳細は、2022年8月1日付の科学誌『Nature Materials』に掲載されました。 Engineers repurpose 19th-century photography technique to make stretchy, color-changing films https://
N N末端選択的タンパク質修飾反応 N-Terminus Selective Protein Modification 2017/11/19 N, odos 有機反応データベース N末端, タンパク質, ペプチド, 生体共役反応 コメント: 0 投稿者: cosine N末端はタンパク鎖の中で1箇所しか存在しないため、これを標的とする修飾反応は必然的に高い位置・化学選択的を実現でき、均質な修飾体を与える事が出来る。また、修飾に伴う高次構造への影響も少ない。加えておよそ80％のタンパク質においては、N末端がタンパク表面に露出している。このため活用可能機会も多くなる。 しかしながら多くの場合、適用可能なアミノ酸種に制限があったり、結合が不安定であったりなどの問題もある。応用目的に照らし合わせて、適切な修飾法を選ぶことが重要となる。 基本文献 <Review> Yuan, Y.; Liang,
2月17 折り紙分子模型その2 前回の記事で、ベンゼン環などsp2炭素を基礎とした折り紙分子模型を紹介しました。しかし有機化合物全般を作るとなると、正四面体構造の炭素、つまりsp3炭素を作れなければ話になりません。ということで、今回はその折り方を考えてみました。 今までにもこうした折り紙はもちろんあったのですが、結合角などに制限があり、ダイヤモンドなど特定の構造しか作れないという難点がありました。今回の作品は、そうした問題を解消したもので、今までにないものになったんではと思っております。 基本的な発想は、これも以前考案したダイヤモンド結晶構造モデルから来ています。中心角が109.5°のV字型を2枚組み合わせれば、正四面体構造になるというアイディアです。 用紙としては、正方形2枚から原子パーツ1個、1:2の長方形から結合のパーツを作っています。 原子になるパーツは、正方形2枚から作ります。4
シリカでできた極小の「カゴ」に抗がん剤などの薬剤を詰め、従来の技術では送り届けられなかった患部にまで薬を安全に送り届けられるかもしれない構造体が作り出されています。 Self-assembly of highly symmetrical, ultrasmall inorganic cages directed by surfactant micelles | Nature https://www.nature.com/articles/s41586-018-0221-0 この研究はアメリカの科学者チームが進めているもので、人体の副作用を引き起こすことなく体内に薬剤を送り届けられる可能性を秘めています。このカゴがどれほど小さいのか、どのようにして作り出されるのかが以下のムービーで解説されています。 How to build a nanocage: Self-assembling silica
SAM-dependent enzyme-catalysed pericyclic reactions in natural product biosynthesis. Masao Ohashi, Fang Liu, Yang Hai, Mengbin Chen, Man-cheng Tang, Zhongyue Yang, Michio Sato, Kenji Watanabe, K. N. Houk, Yi Tang Nature, 549, 502-506 (2017) 要 約 ペリ環状反応は位置選択的および立体選択的に炭素-炭素結合を形成するためもっとも強力な反応のひとつとして知られ，複雑な構造をもつ数多くの天然物の全合成において幅広く応用されてきた．しかしながら，ペリ環状反応を触媒する酵素は天然物の生合成においては非常にまれである．この研究において，筆者らは，糸状菌Aspergi
物質のもとになる「分子」を組み合わせてできた、大きさが１００万分の１ミリという「分子の車」による世界でも初めてのレースが、日本時間の２８日から３０日にかけてフランスで行われました。日本チームは、走行距離の記録を残したものの、２度にわたって車が壊れるトラブルが発生し、「途中棄権」という結果になりました。 「分子の車」は炭素や水素などの原子が数十個から数百個つながったもので、大きさは１００万分の１ミリから１００万分の３ミリほど、形はチームによってさまざまです。どのチームの「分子の車」も、特殊な顕微鏡を使って電気を流すと、車の一部が回転したり振動したりして前に進む仕組みになっています。 レースは直径８ミリの丸い形をした金の板の上で行われ、準備を含めて３６時間の制限時間内にどれだけ進めるかを競いました。 日本からは、茨城県つくば市にある物質・材料研究機構の３人の研究者が現地に入り、顕微鏡の画像を見
4月3 元素の本 カテゴリ:書籍元素科学 昨年末に113番元素ニホニウムの名称が決定したことなどもあり、元素に関連する本の出版が相次いでいます。大きな書店ではこうした本がまとめて並べられ、ちょっとした元素本フェア状態になっていたりします。 実は筆者自身も最近、2冊ばかりの元素本に関わっておりますので、ここでご紹介しましょう。1冊目は「元素周期表パーフェクトガイド〜 元素でできたこの世界が手に取るようにわかる」（誠文堂新光社）で、筆者は付録ポスターと一部の章を担当しております。元が「子供の科学」編集部の企画ですので、カラーページも多く、読みやすい仕上がりになっています。それでいて元素の生成過程の最新学説や、ニホニウムの生みの親である森田浩介博士のインタビューなど、本格的な記事も満載です。子供さんなどと一緒に読むのに最適の本と思いますので、ぜひご覧ください。 もう一冊は、「元素をめぐる美と驚き
要旨 理化学研究所（理研）環境資源科学研究センター酵素研究チームの土屋康佑上級研究員と沼田圭司チームリーダーの研究チームは、高強度を示すクモ糸タンパク質のアミノ酸配列に類似した一次構造[1]を持つポリペプチドを化学的に合成する手法を開発しました。また、合成したポリペプチドはクモ糸に類似した二次構造[1]を構築していることを明らかにしました。 クモの糸（牽引糸）は鉄に匹敵する高強度を示す素材であり、自動車用パーツなど構造材料としての応用が期待されます。しかし、一般的にクモは家蚕のように飼育することができないため、天然のクモ糸を大量生産することは困難です。また、一部の高コストな微生物合成法を除くと、人工的にクモ糸タンパク質を大量かつ簡便に合成する手法は確立されていません。 今回、研究チームはこれまでに研究を進めてきた化学酵素重合[2]を取り入れた2段階の化学合成的手法を用いて、アミノ酸エステル
ＮＥＣは１９日、ＡＩ（人工知能）を使った創薬事業に参入すると発表した。がんの新たな治療薬として注目される「ペプチドワクチン」について、すでにＡＩを使って有望な物質を発見済み。２０２５年ごろの実用化を目指し、開発を進める新会社を今月設立した。 ペプチドワクチンによる治療は、がん細胞が特徴的に持つたんぱく質の一部を人体に入れることで、患者の免疫を活性化させる。手術や抗がん剤、放射線など従来の治療法に比べて副作用が少ないとされ、注目を集めている。 ただ、ペプチドはアミノ酸の配列によってたくさんの種類にわかれ、がん治療に使える可能性があるものだけで約５千億通りある。この中から免疫を活性化する効果が高く、対象となる患者の範囲が広いものを選ぶには膨大な時間とコストがかかり、開発の障害となっている。ＮＥＣは０１年から有望な物質を探す実験とＡＩの機械学習を組み合わせて、新薬の候補となる物質を絞り込む研究を
地球をシステムとして捉えた「地球惑星科学」の入門書。 地質学をベースに、天文学、地球物理学、分子生物学から古生物学、物理化学や環境化学、海洋学など、ありとあらゆる自然科学を総動員して説明してくる。その切り替えはスムーズで、「今から化学の視点で分析するよ」と宣言されない限り継ぎ目が見えない。地球という存在に取り組むにあたり、細分化された学問では説明しきれないという思いが文章のあちこちに溢れており、応用科学の真骨頂に触れる、エキサイティングな読書となった。 本書を面白くさせているのは、視点スケールだ。すなわち、地球をまるごと把握するため、全体を一つのシステムとして理解する発想である。地球を「系」で考え、串刺しで説明しようとする。たとえば、地球寒冷化を説明する際、太陽活動や巨大隕石の影響のみならず、大気水圏で起きている事象と、固体地球圏での原因の相互作用として説明する。しかも、人のスケールである
生命誕生のプロセスを考えるとき最も重要な知識は有機化学だ。特定の有機化合物を研究するとき、生物学者は生物が進化で獲得してきた酵素反応さえあればどんな複雑な有機化合物も合成可能だと信じている。この典型が昨年ノーベル賞に輝いた大村さんの研究だ。すなわちこの研究のハイライトは、必要な化合物を求めて、それが可能になっている生物を探索する苦労話が中心になる。大村さんが訪れたあらゆる場所の土を集めて抗生物質を合成する生物を探した苦労話はマスメディアで紹介され記憶に新しい。ただ２１世紀の若者が、いくらマスメディアが持ち上げたからといって、同じ苦労話を目指すとしたら問題だ。有機物を生命の力を借りずに合成する方法を開発することが本当ははるかに重要な課題だ。ただ残念ながら、この課題は生物学者が最も苦手にするところで、有能な有機化学者の育成が重要になる、こうして育った有機化学者は、２１世紀の課題、無生物から生命
現役を退いた後ぜひ理解したいと思ったのが、無生物から生物が誕生する過程だ。最初、生命誕生までの過程について自分が納得できる説明に到達できるか半信半疑だった。というより、ほとんど諦めていた。しかし、少しづつ文献を読みながら三年経つと、自分で納得できる、しかも実験可能で具体的な生命誕生のシナリオを描くことはそう難しいことでないと思うようになってきた。 この私自身の理解が進化してきた過程を、顧問を勤めているJT生命誌研究館のホームページに「進化研究を覗く」（http://www.brh.co.jp/communication/shinka/）として書き綴っている。特に2015年10月15日に書いた「ゲノムの発生学I」以降は(http://www.brh.co.jp/communication/shinka/2015/post_000020.html)生命誕生に関わる論文や自分の考えを紹介している
[ポイント] 人工光合成の実現には、水を分解して酸素を発生する反応効率を高める必要がある。 植物の光合成にヒントを得て、高効率で酸素を発生する鉄の触媒分子の開発に成功した。 人工光合成技術の実現に向けた大きな一歩で、エネルギーや環境問題の解決に貢献する。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業の一環として、自然科学研究機構 分子科学研究所（総合研究大学院大学 構造分子科学専攻）の正岡 重行 准教授、近藤 美欧 助教、総合研究大学院大学の岡村 将也 博士課程大学院生らの研究グループは、植物の光合成よりも高い効率で水から酸素を発生する鉄錯体注１）（酸素発生触媒）の開発に成功しました。 持続可能なエネルギー循環システムの構築に向けて、太陽光のエネルギーを貯蔵可能な化学エネルギーへと変換する人工光合成注２）技術が高い関心を集めています。実現の障害となっていたのは、水の分解による酸素発生反応注３）の効率の低
大阪府立大学(大阪府立大)は1月21日、1兆分の1mlの微小単位の水を自在に制御する技術を開発したと発表した。 同成果は、大阪府立大学 ナノ科学・材料研究センターの許岩 テニュア・トラック講師と、同大学大学院 工学研究科 原田敦史 准教授らの研究グループによるもので、1月20日付けの独科学誌「Advanced Materials」オンライン速報版に掲載された。 ピコリットル以下の流体を自在制御する難しさを克服するための技術として、ナノ流体チップ技術が期待されている。ナノ流体チップとは、内部にナノメートルサイズの流路(ナノ流路)が彫り込まれた数センチ四方のガラス板で、超微小流体実験環境として近年発展を遂げているデバイス。しかし、ナノ流体チップを用いてピコリットル以下の流体を自在に制御するためには、ナノ流路内に流体制御素子、すなわちバルブの構築を必要とするが、ナノ流路が極めて小さく閉じられた空
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