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7月15日（月）のニュースによると、海外の有名科学サイトの主な内容は以下のとおりです。

「ネイチャー」ウェブサイト（www.nature.com）

科学者が初めて発見マンモスほぼ完全な染色体

約5万年前、シベリアのツンドラ地帯でマンモスが謎の死を遂げた。研究者らは、その皮膚のサンプルから、以前の古代に発見された原始的な三次元（3D）構造で保存されている染色体を発見した。DNA研究では不可能と考えられています。

研究チームはまた、マンモスの DNA 分子の空間構造と、マンモスに毛皮のような外観を与える原因となる 1 つの遺伝子を含む、皮膚上の活性遺伝子を明らかにした。この研究は最近Cell誌に掲載されました。

約40年前、科学者たちは、数千年前のエジプトのミイラなど、古代の標本の中にDNAの断片が残っている可能性があることを発見した。しかし、時間の経過とともに DNA は劣化して化学的損傷を受けるため、これらの断片からゲノムの三次元構造を再構成することはほぼ不可能になります。 DNA の三次元構造は時間の経過とともに失われると考えられていたため、古代の細胞核における染色体の構成を研究しようとした人は誰もいませんでした。

この仮説に異議を唱えるために、研究者らは保存状態の良い古代の DNA サンプルを探す 9 年間の研究を実施し、最終的にシベリアの永久凍土から発掘されたケナガマンモスの皮膚サンプルからほぼ完全な染色体を発見しました。このマンモスは5万2000年前に死んだ。研究者らはマンモスの染色体の構造を分析し、DNA分子の折り畳みと細胞核におけるその空間構成を明らかにした。この2つの特徴は、どの遺伝子がどのくらいの期間オンになっているかを決定する上で重要である。

アメリカのバイオテクノロジー企業、コロッサル・バイオサイエンシズの生物科学部門責任者は、論文の手法は研究者がマンモスの完全なゲノムを組み立てるのにも役立つと述べた。同社はマンモスの復活に取り組んでいる。

「サイエンス・デイリー」ウェブサイト（www.sciencedaily.com）

1. 耐寒性植物が環境にどのように適応するか: 倍数体植物は構造変異を蓄積する可能性がある

コクレアのような耐寒性植物は、氷河期の寒い気候によく適応しました。温暖期と寒冷期を交互に繰り返しながらシスタス属の多くの種を進化させ、それがゲノムの増殖にもつながりました。ドイツのハイデルベルク大学、英国のノッティンガム大学、チェコ共和国のプラハ大学の進化生物学者は、このゲノム重複が植物の適応能力に与える影響を研究しました。その結果、倍数体植物（2セット以上の染色体を持つ種）は、局所的な適応を伴う構造変異を蓄積し、生態的ニッチを何度も占有することができることが示された。

アブラナ科のリソスペルマム属は、1,000 万年以上前に地中海の近縁種から分岐しました。彼らの直接の子孫は干ばつストレスに対処することに特化していましたが、ロックウィードは 250 万年前の氷河期の始まりに寒くて北極の生息地を征服しました。研究者らは以前の研究で、シスタス属の植物が過去200万年にわたり、急速に切り替わる寒冷期と温暖期にどのように繰り返し適応してきたかを調査した。さらに、新しく出現した寒冷地に適応したシスタス種の中には、寒冷地で互いに接触する異なる遺伝子プールを発達させたものもあります。遺伝子の交換により、複数の染色体のセットを持つ集団が作成されます。ゲノムのサイズが縮小し続けるにつれて、彼らは寒い地域の生態学的ニッチを何度も占有することができます。

今回の研究では、シストゥス属の高山種の二倍体参照ゲノムを配列決定し、いわゆるパンゲノムを再構築した。異なるゲノム配列を結合し、個体と他の種の間の遺伝を示します。突然変異 。異なる染色体セット番号を持つさまざまなリソスペルマム種からの 350 以上のゲノムを分析したところ、倍数体は実際に二倍体種よりもゲノム構造の局所適応的変異をより頻繁に示すことが示されました。

これらの構造変異は追加のゲノム重複によって隠蔽されるため、構造変異の蓄積も機能喪失につながるため、選択圧力からある程度保護されます。研究チームはさらに、モデルを通じて、将来の気候適応に重要な役割を果たす可能性のある遺伝子領域でも倍数性特異的な構造変異が発生することを実証した。

2. AI は心臓 MRI 画像解析を高速化し、より良い心臓病治療につながる可能性がある

英国のイースト・アングリア大学、シェフィールド大学、リーズ大学の研究者チームは、AIを使用して磁気共鳴（MRI）スキャンからの心臓の画像を分析する人工知能（AI）モデルを作成した。

医師が MRI 画像を分析するには 45 分以上かかる場合がありますが、新しい AI モデルには数秒しかかかりません。

MRI 画像解析における AI の使用については他の研究でも調査されていますが、この最新の AI モデルは複数の病院とさまざまな種類のスキャナーからのデータを使用してトレーニングされ、異なる病院の異なる患者グループに対してテストが実行されました。さらに、これまでの研究のほとんどが心臓の 2 つの主心室のみに焦点を当てていたのに対し、この AI モデルは 4 つの心室すべてのビューを表示することで心臓全体の完全な分析を提供します。

「この技術革新は、より効率的な診断、より適切な治療決定、そして最終的には心臓病患者の転帰の改善につながる可能性がある」と研究者らは述べた。

3. 命を救う簡単な方法ファージ持ち運びや共有が簡単

ファージは、抗生物質が効かなくなったときに自然に細菌を破壊することが多いが、特に世界的に抗生物質耐性が高まる中、医療と農業の方向性を変える可能性がある。ファージの各形態は特定の形態の細菌を攻撃するように特化されており、これによりファージは有益な細菌に影響を与えることなく感染を特異的に標的にすることができます。

ファージの膨大な可能性を活用する上での大きな課題は、ファージをより簡単かつ迅速に入手する方法です。現在、ファージの中央バンクは確立されておらず、研究所や私立クリニックなどの場所にファージのローカルバンクが点在しているだけです。さらに問題は、生きたファージを液体の入ったバイアルに懸濁して冷蔵または冷凍する必要があるため、ファージの保管が煩雑になり、ファージコレクションの効率的な輸送と共有が妨げられます。

カナダのマクマスター大学とラヴァル大学の研究者らは、バクテリオファージを保存、識別、共有する簡単で新しい方法を開発するために協力し、バクテリオファージを必要とする患者がバクテリオファージをより利用しやすくしました。

彼らは、特定の感染症とそれを阻止できるファージを迅速に照合できる、新しいユーザーフレンドリーなシステムで重要な役割を果たす乾式保管プラットフォームを開発しました。

新しいシステムの中心となるのは、冷蔵を必要とせずにファージを保存し、ファージが標的の感染光に反応したときに目に見える光を発する培地と組み合わせる、新しい錠剤型の培地です。

この新技術により、ファージを必要になるまで数か月間室温で保存できるようになり、バイオバンクと検査機関を小さなパッケージに統合することができます。

研究チームの研究は、最近Nature Communications誌に掲載された論文で説明されています。

科学技術日報ウェブサイト (https://scitechdaily.com)

1. 1世紀にわたる生物学的実験が大麦の遺伝的秘密を明らかにする

1929 年以来実施された長期研究により、オオムギの進化に関する重要な洞察が明らかになり、異なる環境への適応と自然選択の重大な影響が示されました。この研究は、進化的育種の限界を浮き彫りにし、作物の収量を向上させるためのさらなる探求の必要性を浮き彫りにしています。

栽培植物が異なる環境に分散した後の生存は、急速な適応進化の典型的な例です。例えば、新石器時代の重要な作物である大麦は、1万年以上前に栽培化されてから広く普及し、何千世代にもわたってヨーロッパ、アジア、北アフリカの人間や家畜の主要な栄養源となった。このような急速な拡大と栽培は、オオムギに、望ましい形質のための人為的選択や、さまざまな新しい環境への適応を強いる自然選択など、強い選択圧力をかけました。

初期の大麦品種に関するこれまでの研究では、その個体群の遺伝的履歴の一部が特定され、その普及に寄与した遺伝子座がマッピングされていましたが、これらのプロセスの速度と全体的な動態を直接観察することなく判断することは困難でした。世界で最も古く、最も長く実施されている進化実験の 1 つである大麦 II (CCII) の複合ハイブリッド形成を使用して、研究者は、ほぼ 1 世紀にわたる大麦の局所適応プロセスを観察しました。

実験が始まったとき、オオムギには数千の遺伝子型があったが、研究では、自然選択によってこの多様性が劇的に減少し、元の遺伝子型のほぼすべてが消滅し、その結果、ほとんどの集団を形成するモノクローナル系統が優勢になったことが示された。この変化は急速に起こり、50世代までにクローンが確立されます。その結果によると、この成功した系統は主に地中海に似た環境に由来する対立遺伝子で構成されています。さらに、研究では、選択の対象となる遺伝子が、生殖タイミングにおける強力な選択など、気候適応に重要な役割を果たしていることが示されています。

2. 新型有機半導体NFAの優れた性能の秘密

太陽エネルギーは、クリーン エネルギーの未来への移行において重要な役割を果たします。現在のシリコンベースのソーラーパネルには限界があり、高価で曲面への設置が困難です。研究者らはシリコンのこうした欠点に対処する代替材料を開発しており、その中で最も有望なものはいわゆる「有機」半導体である。これは炭素ベースの半導体であり、炭素は地球上に豊富に存在し、安価で環境に優しいものです。

有機太陽電池の欠点の 1 つは、光電変換効率が低く、単結晶シリコン太陽電池の 25% と比較して、約 12% であることです。しかし、新しい種類の有機半導体である非フラーレンアクセプター（NFA）の最近の開発により、このパラダイムが変わりました。 NFA で作られた有機太陽電池の効率は 20% に近づく可能性があります。

NFA の優れた性能にもかかわらず、NFA が他の有機半導体よりも大幅に優れている理由は科学界ではまだ明らかになっていません。 Advanced Materials 誌に掲載された画期的な研究で、研究者らは NFA の優れたパフォーマンスを部分的に説明する微視的なメカニズムを発見しました。

この発見の鍵となったのは、研究者らが「時間分解二光子光電子放出分光法」または「TR-TPPE」と呼ばれる実験技術を使用して行った測定だった。この方法により、チームはサブピコ秒の時間分解能で励起電子のエネルギーを追跡することができました (1 ピコ秒は 1 兆分の 1 秒、つまり 10^-12 秒です)。

研究者らは、この異常なプロセスは、1つの励起電子が複数の分子上に同時に存在できる電子の量子的挙動により、顕微鏡スケールで発生する可能性があると考えている。この量子の奇妙さは熱力学の第 2 法則と一致し、異常なエネルギー獲得プロセスをもたらします。 （劉春）