2011年、生命科学における７大ニュース 次世代シーケンサー、夢の可視化、GPCR……。2011年に発表された80万報以上の論文から 厳選した３つのトピックスを本誌『WIRED』VOL.２では紹介しているが、ここではさらに５つを加え、 より多角的かつコンパクトに、生命科学の“いま”をリポートする。 http://wired.jp/wp-content/uploads/2011/11/START_9.jpg １：第３世代DNAシーケンサーの登場 DNA複製の１塩基ごとの反応を可視化することで配列を読み取る「１分子リアルタイムシーケン サー」が実用化された。第２世代と比べ、格段に長い配列を解読可能なこの装置により、今年、 欧州で猛威を振るった病原性大腸菌O104のDNA配列はわずか２日で解読され、強毒性を生 み出す遺伝子をほかの大腸菌から獲得していたことが明らかとなった。DNA配列解読は新しい ステージを迎えつつある。 【参照情報】 ・Origins of the E. coli strain causing an outbreak of hemolytic–uremic syndrome in Germany David A. Rasko, Ph.D., Dale R. Webster, Ph.D., Jason W. Sahl, Ph.D., Ali Bashir, Ph.D., Nadia Boisen, Ph.D., Flemming Scheutz, Ph.D., Ellen E. Paxinos, Ph.D., Robert Sebra, Ph.D., Chen-Shan Chin, Ph.D., Dimitris Iliopoulos, Ph.D., Aaron Klammer, Ph.D., Paul Peluso, Ph.D., Lawrence Lee, Ph.D., Andrey O. Kislyuk, Ph.D., James Bullard, Ph.D., Andrew Kasarskis, Ph.D., Susanna Wang, B.S., John Eid, Ph.D., David Rank, Ph.D., Julia C. Redman, B.S., Susan R. Steyert, Ph.D., Jakob Frimodt-Møller, M.Sc.Eng., Carsten Struve, Ph.D., Andreas M. Petersen, Ph.D., Karen A. Krogfelt, Ph.D., James P. Nataro, M.D., Ph.D., M.B.A., Eric E. Schadt, Ph.D., and Matthew K. Waldor, M.D., Ph.D. N Engl J Med 2011; 365:709-717 http://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1106920 ２：「夢の可視化」への第一歩 脳の活動を測ることで、ヒトが見ている映像を再現するという研究が発表された。実験では、まず 被験者に映画の予告篇を見せて、記録した脳の血流パターンと映像を対応づけた辞書を作成。 次に、新しい映像を見せたときの脳活動を記録し、辞書をもとにYouTube上の動画を重ね合わせて、 見ている映像を再構成した。寝ているときに見る夢に、外部からアクセスできる日もそう遠くはないはずだ。 http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=nsjDnYxJ0bo 【参照情報】 ・Reconstructing Visual Experiences from Brain Activity Evoked by Natural Movies Shinji Nishimoto, An T. Vu, Thomas Naselaris, Yuval Benjamini, Bin Yu, Jack L. Gallant Current Biology, Volume 21, Issue 19, 1641-1646, 22 September 2011 10.1016/j.cub.2011.08.031 http://www.cell.com/current-biology/abstract/S0960-9822%2811%2900937-7 ３：医薬品設計の最前線 Gタンパク質共役受容体（GPCR）とGタンパク質が作る「シグナル伝達複合体」の立体構造が決定 された。GPCRは、ホルモンや神経伝達物質の受容、視覚や嗅覚といった感覚応答にかかわる膜 タンパク質であり、現在利用されている医薬品の実に３分の１以上がGPCRと結合して働く。細胞 内シグナル伝達のメカニズムを解明し、創薬を飛躍的に推し進めるこの研究には、近い将来ノーベル 賞が与えられるだろう。 【参照情報】 ・Crystal structure of the β2 adrenergic receptor–Gs protein complex Søren G. F. Rasmussen, Brian T. DeVree, Yaozhong Zou, Andrew C. Kruse, Ka Young Chung, Tong Sun Kobilka, Foon Sun Thian, Pil Seok Chae, Els Pardon, Diane Calinski, Jesper M. Mathiesen, Syed T. A. Shah, Joseph A. Lyons, Martin Caffrey, Samuel H. Gellman, Jan Steyaert, Georgios Skiniotis, William I. Weis, Roger K. Sunahara & Brian K. Kobilka Nature 477, 549–555 (29 September 2011) doi:10.1038/nature10361 http://www.nature.com/nature/journal/v477/n7366/full/nature10361.html TEXT BY HIROSHI M. SASAKI Wired日本語版 2011年11月10日 http://wired.jp/2011/11/10/2011%E5%B9%B4%E3%80%81%E7%94%9F%E5%91%BD%E7%A7%91%E5%AD%A6%E3%81%AB%E3%81%8A%E3%81%91%E3%82%8B%EF%BC%97%E5%A4%A7%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%82%B9/ >>2辺りに続く
2 ：
４：ヴァーチャルな手触り 脳とマシンを直接つないで動かすだけでなく、触覚のフィードバックを加えることに成功した。ブレイン＝ マシン・インターフェイス（BMI）の最新成果では、モニターに映し出されたヴァーチャルな「腕」でヴァー チャルな「物体」を触ったときの「手触り」を、脳への電気刺激としてフィードバックすることで、ヴァー チャルな手触りの違いをサルに識別させることができる。BMIの進歩は、ロボットアニメやSFの世界が 現実となりつつあることを示している。 【参照情報】 ・Active tactile exploration using a brain–machine–brain interface Joseph E. O’Doherty, Mikhail A. Lebedev, Peter J. Ifft, Katie Z. Zhuang, Solaiman Shokur, Hannes Bleuler & Miguel A. L. Nicolelis Nature 479, 228–231 (10 November 2011) doi:10.1038/nature10489 http://www.nature.com/nature/journal/v479/n7372/full/nature10489.html ５：RNA酵素のポテンシャル リボザイム（RNA酵素）を作りだす能力をもったリボザイムが開発された。実験では、試験管内人工進化 と呼ばれる方法で、長いRNAを合成可能なリボザイムを開発。このリボザイムが、RNA切断機能をもった 別のリボザイムを合成できることを示した。現在の生命がもつ酵素はほぼタンパク質から作られているが、 初期の生命はDNAに類似した化学物質であるRNAを酵素として利用していたと考えられている。「リボ ザイムを作りだせるリボザイム」の開発は、RNAがもちうる機能のポテンシャルを実証するものであり、生命 誕生の謎に迫る重要な進歩だ。 【参照情報】 ・Ribozyme-catalyzed transcription of an active ribozyme Science 8 April 2011: Vol. 332 no. 6026 pp. 209-212 DOI: 10.1126/science.1200752 http://www.sciencemag.org/content/332/6026/209 ６：人工の「眼」をつくる 胚性幹細胞（ES細胞）を特殊な条件で培養することで、眼の神経網膜が形成されることが明らかとなった。 網膜のように精緻で複雑な組織が、細胞のかたまりから自律的に組織化されうるという発見は、どうやって 器官が形づくられるかという未解決の難問を解く道しるべとなるだけでなく、事故や病気で失われた臓器を 再生し、その機能を回復する再生医療や組織工学に明るい光を照らすことだろう。 【参照情報】 ・Self-organizing optic-cup morphogenesis in three-dimensional culture Mototsugu Eiraku, Nozomu Takata, Hiroki Ishibashi, Masako Kawada, Eriko Sakakura, Satoru Okuda, Kiyotoshi Sekiguchi, Taiji Adachi & Yoshiki Sasai Nature 472, 51–56 (07 April 2011) doi:10.1038/nature09941 http://www.nature.com/nature/journal/v472/n7341/full/nature09941.html ７：変形する二機能性酵素 ダイナミックに変形することで、まったく異なる２つの化学反応を触媒する「二機能性酵素」のメカニズムが 解明された。細胞内の生化学反応を触媒する酵素には、「ひとつの酵素はひとつの反応を触媒する」という ルールがある。しかしある種の微生物がもつ酵素FBPA/Pは、取り込む材料によって反応中心が変形し、 異なる２つの反応を触媒できる。酵素学の常識を覆すこの発見には、自然界に存在しない新たな酵素の 開発への応用も期待される。 【参照情報】 ・Active-site remodelling in the bifunctional fructose-1,6-bisphosphate aldolase/phosphatase Juan Du, Rafael F. Say, Wei Lü, Georg Fuchs & Oliver Einsle Nature 478, 534–537 (27 October 2011) doi:10.1038/nature10458 http://www.nature.com/nature/journal/v478/n7370/full/nature10458.html ・Structural basis for the bifunctionality of fructose-1,6-bisphosphate aldolase/phosphatase Shinya Fushinobu, Hiroshi Nishimasu, Daiki Hattori, Hyun-Jin Song & Takayoshi Wakagi Nature 478, 538–541 (27 October 2011) doi:10.1038/nature10457 http://www.nature.com/nature/journal/v478/n7370/full/nature10457.html >>3辺りに続く
