背景紹介 近年、ねじれ二層および三層グラフェンにおける超伝導の発見が広く注目を集めています。これらのシステムの鍵となる特徴は、層間結合とモアレ超格子の相互作用にあり、低エネルギーの平坦バンドが出現し、これが強相関を示します。同様の平坦バンドは、他の二次元材料（例えば遷移金属ダイカルコゲナイド、TMDs）の格子不整合やねじれヘテロ構造におけるモアレパターンによっても誘導される可能性があります。モアレTMDsではさまざまな相関現象が観察されていますが、超伝導の確かな実験的証拠は依然として不足していました。本論文では、5.0°ねじれ二層WSe₂において超伝導が観察され、最高臨界温度が426 mKに達することが報告されています。この発見は、モアレ平坦バンド超伝導がグラフェン構造に限定されないことを示...

空間中のコーラス波と場-粒子エネルギー転移研究 学術的背景 コーラス波（Chorus waves）は自然界で最も強い電磁放射の一つであり、地球や他の惑星の磁気圏に広く存在しています。これらの波は衛星や宇宙飛行士に放射線の危険をもたらすだけでなく、相対論的電子の加速やオーロラの形成などにおいても重要な役割を果たしています。しかし、コーラス波の研究は70年以上の歴史があるにもかかわらず、その生成メカニズムと進化過程については依然として議論が続いています。従来の見解では、コーラス波の生成は惑星の磁気双極子場と密接に関連していると考えられていましたが、この見解ではすべての観測現象を説明することができませんでした。そこで、研究チームは高精度の観測データを用いて、非双極子場環境におけるコーラス波の生成メ...

全球マントル減衰の三次元モデル：地震正常モードを用いた研究 学術的背景 地球内部の構造とダイナミクスは、地球科学の研究における核心的な課題の一つです。マントル対流（mantle convection）は、プレート運動、火山噴火、地震などの現象を駆動する主要なメカニズムです。しかし、従来の地震トモグラフィー（seismic tomography）モデルは、主に地震波速度（wave velocity）の変化に依存しており、マントル構造の熱源（thermal origin）と成分源（compositional origin）を区別することが困難です。温度変化と成分変化は、通常、圧縮波とせん断波の速度に同じ比率で影響を与えるため、波速のみに依存するモデルではマントル構造の解釈に限界があります。 マン...

母源X染色体が雌マウスの認知と脳老化に及ぼす影響 背景紹介 哺乳類において、雌性細胞は2本のX染色体を持ち、1本は母親由来（母源X染色体、Xm）、もう1本は父親由来（父源X染色体、Xp）です。胚発生の過程で、どちらか1本のX染色体がランダムに不活性化されます。このプロセスはX染色体不活性化（X inactivation）と呼ばれます。この不活性化メカニズムにより、雌性個体は細胞レベルでX染色体のモザイク現象（mosaicism）を示します。つまり、一部の細胞は母源X染色体を発現し、他の細胞は父源X染色体を発現します。このモザイク現象は個体間で異なり、一部の個体ではX染色体不活性化が著しく偏る（skew）こともあります。X染色体の親由来は、DNAメチル化などのエピジェネティックなメカニズムを通...

RELMβの食物アレルギーにおける重要な役割 学術的背景 食物アレルギー（Food Allergy, FA）は、特に子供の間で発症率が高い一般的な免疫系疾患です。食物アレルギーの発生は、免疫系が食物抗原に対して異常な反応を示すことに関連しており、特に2型免疫応答の調節不全が原因です。2型免疫応答は通常、寄生虫や毒素に対する防御メカニズムですが、その調節不全は食物アレルギーやアナフィラキシーなどの病的な反応を引き起こします。食物アレルギーのメカニズムについてはある程度研究が進んでいますが、免疫寛容の維持と破綻に関する具体的なメカニズムはまだ不明です。特に、腸内細菌叢が食物アレルギーにどのように関与しているかは完全には解明されていません。 本研究は、腸管の杯状細胞から分泌されるタンパク質であるレ...

Rubisco 酵素の機能マップ研究 背景紹介 Rubisco（リブロース-1,5-ビスリン酸カルボキシラーゼ/オキシゲナーゼ）は地球上で最も豊富な酵素であり、光合成における二酸化炭素固定プロセスを担っています。しかし、Rubisco の触媒効率は低く、酸素との副反応が起こりやすいため、光合成効率が制限されています。科学者たちは長年にわたり、工学的な手段で Rubisco の触媒性能を改善しようと試みてきましたが、その複雑な生化学的パラメータ（触媒速度、二酸化炭素親和性、特異性など）を効率的に測定することが難しく、研究の進展は遅れていました。近年、ハイスループットスクリーニング技術と機械学習手法の発展に伴い、科学者たちは Rubisco の配列-機能関係を体系的に探求し、その性能を改善する潜...

腫瘍微小環境におけるミトコンドリア転移と免疫逃避メカニズム 学術的背景 腫瘍細胞は、腫瘍微小環境（Tumor Microenvironment, TME）において、特にT細胞の攻撃から逃れるためにさまざまなメカニズムを利用しています。免疫チェックポイント阻害剤（Immune Checkpoint Inhibitors, ICIs）は多くの癌治療で顕著な進展を遂げていますが、多くの患者が治療に反応しないか、一時的な反応しか示しません。研究によると、腫瘍微小環境における代謝再プログラミングと腫瘍浸潤リンパ球（Tumor-Infiltrating Lymphocytes, TILs）のミトコンドリア機能障害は、抗腫瘍免疫反応を弱めることが示されています。しかし、これらのプロセスの詳細なメカニズムは...

完全なヒト組換えマップ 学術的背景 遺伝学の研究において、組換え（recombination）は生物が遺伝的多様性を生み出すための重要なメカニズムの一つです。組換えは遺伝子の伝達と組み合わせに影響を与えるだけでなく、自然選択や集団の歴史の推測においても重要な役割を果たします。しかし、既存の組換えマップは主に交叉組換え（cross-over, CO）に基づいており、より一般的な非交叉組換え（non-cross-over, NCO）は無視されてきました。NCOの検出は難しく、そのため組換え研究におけるその貢献は長い間過小評価されてきました。組換えのメカニズムと遺伝的多様性への影響を完全に理解するためには、COとNCOを含む完全な組換えマップを作成する必要があります。 本研究は、全ゲノムシーケンス...

ミトコンドリア疾患の精密モデリング：最適化されたmitobesに基づく研究 学術的背景 ミトコンドリア疾患は、ミトコンドリアDNA（mtDNA）の変異によって引き起こされる遺伝性疾患の一種で、細胞のエネルギー代謝に影響を与え、さまざまな臓器の機能障害を引き起こします。ミトコンドリアDNAの変異は、同質的（すべてのmtDNAコピーに影響を与える）または異質的（変異型と野生型のmtDNAが共存する）である場合があります。これらの変異は人口において比較的稀ですが、一度発生すると重篤な臨床症状を引き起こすことが多く、Leigh症候群やLeber遺伝性視神経症（LHON）などの疾患が知られています。適切な動物モデルの不足により、ミトコンドリア疾患の研究と治療の進展が制限されています。そのため、ヒトのミ...

多スケールフットプリントが細胞分化と老化におけるシス調節要素の役割を明らかにする 背景紹介 遺伝子発現の調節は、細胞の運命と疾患発生の鍵となるメカニズムの一つであり、シス調節要素（cis-regulatory elements, CREs）がこの過程で重要な役割を果たしています。CREsは、転写因子やヌクレオソームなどの多様なエフェクタータンパク質と結合することで、遺伝子発現を動的に調節します。しかし、既存の研究方法では、特に単細胞レベルでこれらのエフェクタータンパク質のゲノム全体での結合動態を測定する際に限界があり、CREsの構造がその機能とどのように関連しているかを完全に理解することが困難でした。特に、細胞分化と老化の過程におけるCREsの役割については不明な点が多く残されています。 こ...