パーキンソン病研究におけるβ波バースト行動の解析：小波を用いた時間周波数検出の新たな枠組み 背景説明 パーキンソン病（Parkinson’s Disease、PD）は、震え、硬直、動作緩慢を特徴とする運動機能障害を主な症状とする一般的な神経変性疾患です。近年の研究では、PD患者の運動障害がβ帯域（13–35 Hz）の神経活動の過剰な同期性と密接に関連していることが示されています。従来の考え方では、PD患者のβ帯域活動は持続的に高まっているとされていましたが、最新の研究では、この活動は持続的ではなく、短期間の突発的な形式（β波バースト）で現れることが明らかになりました。これらのバーストは、PD患者において強度および持続時間が顕著に増加しています。既存の検出方法は主にβ帯域の単一周波数ピークに焦...

深層学習を活用したタンパク質設計：条件付き拡散モデルによる機能的タンパク質配列の生成 タンパク質は生命科学研究および応用の中心的要素であり、その多様性と機能の複雑性は科学者に無限の可能性を提供します。深層学習技術の発展により、タンパク質設計は新たな高みに到達しつつあります。上海交通大学やケンブリッジ大学など複数の機関の科学者が共同で発表した研究「A conditional protein diffusion model generates artificial programmable endonuclease sequences with enhanced activity」は、「条件付きタンパク質拡散モデル」（Conditional Protein Diffusion Model、CPD...

PRRPとPRRPRの分子認識およびシグナル伝達メカニズムの解析 研究背景 神経ペプチドは神経系において最も豊富なシグナル分子であり、100種類以上が同定されており、代謝、痛覚、繁殖などの生理過程で重要な役割を果たしています。その中でもRF-アミドペプチドは、C末端にアルギニン-フェニルアラニン-NH₂（RF-アミド）モチーフを持つことで特徴付けられ、プロラクチン放出ペプチド（PRRP）、ニューロペプチドFF（NPFF）、キスペプチン（Kisspeptin）などが含まれます。RF-アミド神経ペプチドは特定のGタンパク質共役受容体（GPCR）と結合することで広範な生理機能を調節します。しかし、PRRPおよびその受容体PRRPRはストレス、食欲、痛み、心血管機能の調節に重要な役割を果たしているに...

微流体システムに基づく体節発生モデルの研究 背景と研究動機 体節の形成は脊椎動物の胚発生で極めて重要な役割を果たし、特に胚の筋骨格系のレイアウトと機能に決定的な影響を及ぼします。体節の発生は主に、両側の原節中胚葉（presomitic mesoderm, PSM）が頭尾方向に段階的に分節し、対称の上皮体節を形成する過程によります。このプロセスにおいて、生化学的シグナル（例えば、線維芽細胞増殖因子FGFやレチノイン酸RAなど）の勾配変化や生物力学的な影響が非常に重要です。しかし、既存の多くの体節発生モデルは懸濁培養を採用しており、生化学勾配や力学信号の精確な制御が困難であり、複雑な生化学-生物力学の相互作用の研究を制限しています。 この背景から、ミシガン大学とハーバード大学の研究チームが共同で...

海馬体中空間と時間の統合と競争メカニズムの研究レビュー 研究背景と意義 人間と動物の脳において、空間と時間はエピソード記憶の主要な次元を構成し、個体のイベントの順序、位置、持続時間などの情報の符号化において重要な役割を果たしています。長年にわたって、海馬体が記憶の鍵を握る脳領域であることが判明し、とりわけ空間と時間の認知において重要な役割を果たしています。海馬体の場所細胞（place cells）は個体が環境内にいる位置を正確に示すことができ、時間細胞（time cells）は特定の時間を示すために使用されます。これらの細胞の活動により、海馬体は空間と時間の情報を同時に符号化する能力を持ち、エピソード記憶の基礎を提供しています。しかし、海馬体における空間と時間情報の相互作用メカニズムにはまだ...