学術的背景 Gタンパク質共役型受容体（GPCRs）はヒト体内で最大の膜タンパク質ファミリーであり、異質三量体Gタンパク質（Gα、Gβγサブユニットで構成）を介して細胞外シグナルを伝達する。Gタンパク質は分子スイッチとして機能し、その活性状態はGTP/GDPサイクルによって調節される： - 不活性状態：GαがGDPと結合し、Gβγと安定な複合体を形成 - 活性状態：GPCRがGDP放出を促進した後、GαがGTPと結合し、Gβγから解離 長年、Gタンパク質シグナルを特異的に阻害するツールは不足していた。天然環状ペプチドFR900359（FR）とYM-254890（YM）はGq/11サブファミリーを効率的に阻害するが、その分子メカニズムは完全には解明されていなかった。従来の見解では、これらはGαの...

学術的背景 微生物群集（microbiome）は地球上で最も多様性に富んだ生態系の一つであり、数百種類の機能的な微生物群集が複雑な資源交換ネットワークを通じて相互作用しています。しかし、長年未解決の核心的な疑問は、この驚異的な多様性がどのように種間の代謝相互作用によって維持されているかということです。特に、クロスフィーディング（cross-feeding）——微生物が代謝副産物を相互に供給するメカニズム——が主要な駆動因子と考えられていますが、そのネットワーク構造が群集の安定性に与える影響は未解明でした。 従来の生態学理論（例えばMayの複雑性-安定性理論）では、微生物群集の高い多様性維持メカニズムを説明することが困難でした。さらに、微生物培養実験でよく見られる「自然の多様性の大部分が実験室...

学術的背景 触覚は人間が最初に発達させる感覚の一つであり、心身の健康に不可欠である。しかし、仮想通信が普及する現代では、遠隔交流における触覚相互作用の欠如が不安や孤独感などの心理的問題を引き起こす可能性がある。従来の研究では、触覚が効果的に感情を伝達できる（例えば、撫でることで愛情を、叩くことで怒りを伝える）ことが示されているが、そのメカニズムは聴覚などのクロスモーダルな方法による遠隔伝達には至っていない。 本研究は社会的触覚（social touch）と運動の音響化（movement sonification）分野の最先端の成果を組み合わせ、「オーディオタッチ（audio-touch）」技術を提案し、以下の問題の解決を目指す： 1. 触覚相互作用の物理的特徴（力、速度など）は音を通じて正確...

学術的背景 化学療法耐性はがん治療における主要な課題の一つである。従来の研究は生化学的メカニズム（薬物排出ポンプ、DNA修復など）に焦点を当ててきたが、近年、生物力学的要因が腫瘍進行と耐性に及ぼす影響が注目されている。既存研究では、がん幹細胞（CSCs）や転移性がん細胞はより強い収縮力を示すことが報告されているが、収縮力と化学療法感受性の正確な関係には議論があった。本研究は初めて、細胞間の機械力伝達がNotch-MVPシグナル経路を介して核内薬物排出を制御する分子メカニズムを体系的に解明し、がん「力学治療」（mechanotherapeutics）の新たな標的を提示した。 論文の出典 本論文はThe Hong Kong Polytechnic University Shenzhen Rese...

一、研究背景 パーキンソン病関連タンパク質PARK7/DJ-1（以下PARK7）は、神経変性疾患、がん、炎症など多様な病理状態で重要な役割を果たす多機能タンパク質である。従来型のN末端シグナルペプチドを欠いているにもかかわらず、ストレス条件下で細胞外に分泌され、様々な疾患患者の脳脊髄液や血液中でその分泌量が顕著に上昇することが確認されている。しかし、PARK7の非古典的分泌の具体的なメカニズムは長年不明であった。 先行研究では、6-ヒドロキシドーパミン（6-OHDA）誘導性の酸化ストレスがオートファジー経路を介してPARK7分泌を促進することが示されたが、この過程における以下の核心的な問題は未解決だった： 1. 酸化ストレス条件下でPARK7が分子シャペロン介導性オートファジー（CMA）経路...

一、研究背景 動脈硬化（atherosclerosis）は心血管疾患の主要な病理基盤であり、その発生は血管内皮細胞（endothelial cells, ECs）の機能障害と密接に関連しています。血流力学要因は動脈硬化の地域選択性において決定的な役割を果たします：振動せん断応力（oscillatory shear stress, OS）（血管分岐部など）はプラーク形成を促進し、脈動せん断応力（pulsatile shear stress, PS）（直線血管部）は保護作用を示します。近年の研究で、ECsはOS作用下で代謝再プログラミング（metabolic reprogramming）が起こり、解糖系（glycolysis）が亢進することが明らかになりましたが、具体的な分子メカニズムは未解明で...