学術的背景 タンパク質恒常性（プロテオスタシス）は細胞の正常な機能維持の中核的メカニズムであり、ユビキチン-プロテアソームシステム（Ubiquitin-Proteasome System, UPS）は異常タンパク質の約80%を分解する役割を担っている。従来の認識では、タンパク質はユビキチン化標識を必要とすると考えられてきた。しかし近年の研究で、EGR1やFOSBなどの転写因子がユビキチン化に依存せず直接分解される現象が発見され、これがリンパ球の発生や悪性腫瘍と密接に関連することが明らかとなった。特にMidnolinタンパク質はこの過程を仲介する鍵因子として同定されたが、その構造的基盤と分子メカニズムは長らく不明であった。 本研究はUT Southwestern Medical Centerの...

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...

一、研究背景 減数分裂（meiosis）は真核生物の有性生殖の中核プロセスであり、相同染色体の対合（pairing）、シナプシス（synapsis）、交叉（crossover）を介して半数体の配偶子を生成する。倍数化（polyploidy）は植物進化の重要な駆動力であるが、追加された染色体コピーは減数分裂の鍵となるステップを妨害し、不妊やゲノム不安定性を引き起こす。核心的な科学課題：新たに形成された倍数体（neo-polyploid）はどのように進化的に減数分裂の安定性を回復するか？これまでの研究で、確立された同質四倍体（established autotetraploid）は新規誘導四倍体（neo-tetraploid）に比べて減数分裂がより安定していることが示されていたが、その分子メカニ...

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...