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2008年10月

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windowsXPにBioPerlをインストールしよう

windowsでBioPerlをインストールするには2段階ステップを踏む必要があります。
ちなみにこの方法によるBioPerlインストールはWindows XP SP3,Vistaで成功できました。

1) ActivePerl のインストール
2) BioPerl のインストール

です。

1) ActivePerl のインストール
activeperl1.gif
Nextをクリック
activeperl2.gif
I accept the terms in the License AgreementにチェックをいれてNextをクリック
activeperl3.gif
ここもそのままNextをクリックでかまいません。
ちなみに設定内容はインストールする機能を取捨選択できます。
デフォルトではすべての機能をインストールしているのでそれでかまわないと思います。
activeperl4.gif
この設定もいじらずこのままNextでかまいません。
説明すると、1個目のオプションでは、Perlコマンドをどこからでも実行できるように環境変数に加えています。これからのコマンドプロンプトを使った作業では必須です。
2個目のオプションは.pl拡張子のファイルをActivePerlに関連づけています。
これも便利ですのでいじらずに大丈夫です。
activeperl5.gif
Installをクリックしていよいよインストール開始。
activeperl6.gif
少し時間がかかります。
activeperl7.gif
ついにAcitivePerlのインストールを終えました。
このあと一回再起動しましょう。
無事インストールできたかためすには、再起動後コマンドプロンプトを起動して
perl -v
と入力してエンターを押してみましょう。(perlスペース-v)
インストールされたPerlのバージョンが出てくれば成功です。

*コマンドプロンプトの起動手順は
「スタート」→「すべてのプログラム」→「アクセサリ」→「コマンドプロンプト」
これからPerlを使う際には毎回起動するプログラムです。

インストールが確認できたら次のステップであるBioPerlインストールに向かいましょう。

2) BioPerl のインストール
BioPerlってのは、Perlっていうプログラム言語を通して使う便利ツールみたいなものだと思ってください。
このperl が使えるパソコンにBioPerllをインストールすることによって使えるようになります。
ではインストールに入りましょう
まずは、コマンドプロンプトを起動してください。

起動が終ったら、以下のコマンドを打ち込んでください。

ppm

エンターを押してしばらくするとPerl Package Manegerが起動します。

perl -MCPAN -e "install Bundle::BioPerl"
途中、いろいろと聞かれますが、基本的に全部 Enter キーを押していればOKです。

このコマンドが終了するまで、10分くらいかかります。
また、止まってるかと不安になる場面も何度かありますが大丈夫です。
辛抱強く待ちましょう。

BioPerl がインストールされていることの確認。
さて、ここでBioPerl がちゃーんとインストールできたかどうかの確認をしたいと思います。
コマンドプロンプトから次のように入力してください。
perl
use Bio::Perl
^D

^D は Ctrlキーを押しながら d を入力してください。 ^D の後に enter キーを入力するのを忘れずに。
インストールに成功していると何も問題なく、終了します。
インストールに失敗していると、 Can't locate Bio/Perl.pm in ... と表示されます。

では 次にBioPerlを使った実習をしましょう!
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UCSC Genome Bioinformatics

UCSC Genome Bioinformatics http://genome.ucsc.edu/
いろいろな事ができるサイト。
【一例】
PCRでゲノムが増幅されるとどのくらいの大きさになるか?
エクソン、イントロンのパターンは?
遺伝子ファミリーを一気に表示してほしい
未知の遺伝子の組織発現はどうなってるか?

Sequence Manipulation Suite

Sequence Manipulation Suite(SMS)

 DNA情報のReverse+Complement、タンパク質への翻訳の際の正しいフレーム探し、アミノ酸の1文字表記を3文字表記にするといったちょっとしたシーケンスの処理を行える。

エピジェネティクス

エピジェネティクス(epigenetics)とは
 ゲノムDNA配列の変化を伴わず,遺伝子発現を選択的に活性化・不活性化する機構により,遺伝的情報が子孫または娘細胞に伝達される現象,その学問をいう.
 DNAのメチル化,ヒストンの翻訳後修飾によるクロマチン再構成による、DNAメチル化はDNAメチルトランスフェラーゼにより,CGが隣接してあるCpG配列に起こる.
 プロモータのCpGアイランドがメチル化されると,転写因子の結合が弱くなったり,メチル化CpG結合タンパクが結合することにより転写が阻害される.メチル化は生殖細胞系列では受精から胚盤胞期までに完全に失われ,着床後に再度新規メチル化が生じる.
 もう1つの機構はヒストンのN末端,ヒストンテールのメチル化,アセチル化,リン酸化,ユビキチン化,ADPリボース化による修飾で,転写が起こりづらいヘテロクロマチンと起こりやすいユークロマチンの間の遷移に関与する.DNAのメチル化とヒストンアセチル化は体細胞系列では娘細胞へ伝達される.動物では上記のように世代ごとにリセットされるが,植物ではリセットされない.最近,哺乳類でも完全にリセットされず,子孫に伝達されるものが発見されている.

その例としてはクローン羊ドリーをはじめとするクローン動物において 体細胞を元にクローンをつくる今の技術では元の体細胞のリセットが完全にされないままであるということがあげられる。これはクローン動物の異常な老化速度の原因のひとつとなっている。たとえば、ドリーに関しては生まれた際すでに六歳相当の老化が進んでいたそうだ。
 
 またSNP解析が困難な理由の1つには遺伝子発現はエピジェネティックな機構により修飾されているので,必ずしもSNPと表現型の間に有意な関係が検出されないことによる.

2008年11月22日 「最近,哺乳類でも完全にリセットされず,子孫に伝達されるものが発見されている.」について追記しました。  
Thanks iwaiyさん!(生物史から、自然の摂理を読み解く)

ncRNA

ノンコーディングRNA(non-coding RNA、ncRNA、非コードRNA)とは
タンパク質へ翻訳されずに機能するRNAの総称

・ヒトらしさを決めるncRNA

ヒトとヒトに最も近縁な生物であるチンパンジーのゲノム配列は98%同一であることがわかっています.こんなわずかな差でどうしてヒトとチンパンジーの違いが生じるのか不思議です.これまではタンパクをコードする遺伝子の差異のみが調べられ,ヒトがヒトたる特徴はほとんどみつかっていません.しかし,近年注目をされはじめてきたタンパクコード遺伝子以外のゲノム領域を詳細に調べることにより,ヒトにて加速度的に進化している領域を含むHAR1FというRNA 遺伝子(機能性ncRNA)がみつかりました.この118塩基の領域はヒトとチンパンジーでは18塩基も異なるのにチンパンジーとニワトリでは2塩基しか違いません.このRNA遺伝子は安定な二次構造を作り,なんらかの機能を持つと考えられます.この遺伝子は胎児脳が発達する段階で新皮質のニューロンに発現することがわかり,どうやらヒトに特徴的な6層構造を形成するのに重要な機能を持つらしいことがわかりました
(Nature 2006 Sept; 443: 167-172).ヒトがヒトたる特徴は機能性ncRNAが大きな役割をもっているようです.
98%以上は似ている二人
ブッシュとチンパンジー

平成20年 第2回国際科学オリンピック日本開催シンポジウム

開催日:2008年11月23日(日)10:30~12:00
場 所:日本科学未来館7FみらいCANホール
会場地図→http://www.miraikan.jst.go.jp/guide/route/
対 象:小・中・高校生及び保護者、教育関係者、一般
参加費:無料
*事前申し込みをされた方に国際科学オリンピック過去問題集プレゼントがあるそうです。

特別講演


ノーベル物理学賞受賞者
江崎玲於奈
江崎玲於奈


日本学術会議会長
金澤一郎
金澤一郎
プログラム
10:30~10:35 開会挨拶
10:35~11:15 特別講義(1)
  テーマ「持って生まれたサイエンスの才能の喚起」ノーベル物理学賞受賞者 江崎玲於奈
11:15~11:55 特別講義(2)
  テーマ「才能をどう伸ばすか」   日本学術会議会長  金澤一郎
11:55~12:00 閉会挨拶
主  催 日本科学オリンピック推進委員会
共  催(予定) 化学オリンピック日本委員会/国際生物学オリンピック2009組織委員会/筑波大学/財団法人数学オリンピック財団/物理チャレンジ・オリンピック日本委員会/夢・化学-21委員会/日本化学会化学教育協議会/特定非営利活動法人情報オリンピック日本委員会/国際生物学オリンピック日本委員会/財団法人日本科学技術振興財団
特別協賛(予定) 独立行政法人科学技術振興機構
後  援(予定) 文部科学省

私は来年の国際生物学オリンピックを受けようと思っているので、問題集目当て貴重な講演目当てに申し込もうと思います。

テーマ自体も特に専門的な研究のことではなくこれから生きていくのに役立つ内容だと思います。

国際生物学オリンピック問題集

生物学オリンピック問題集

羊土社
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世界中の高校生が集い、能力を競い合う「国際生物学オリンピック」の公式問題集が登場!

問題を解くためのヒントや基礎知識が充実、大会参加者はもちろん、これから生物学を学んでみたいという方にもオススメの1冊!

目次
序【毛利秀雄】
「重要さを増す生物学,まだまだ残る不思議」【浅島 誠】
About The IBO

1. 国際生物学オリンピックとは?
2. 国際生物学オリンピックおよび生物学関連データ集
3. IBO2009つくば情報
4. 生物チャレンジ参加方法

第1章 動物の発生と生理
問題1 動物の初期発生と分化のしくみ ~受精してからどのように体がつくられていくか~
問題2 脊椎動物の形態形成 ~ニワトリの前肢ができるしくみを考える~
問題3 動物における免疫系 ~抗体がつくられるしくみを考える~
第2章 植物の構造と機能
問題1 植物の生殖過程 ~被子植物のライフサイクルと構造を知る~
問題2 陸上植物の環境適応 ~乾燥に適応した植物の構造と機能を知る~
問題3 光合成の環境適応 ~還元力の生産・消費バランス~
第3章 遺伝と細胞
問題1 遺伝の基礎 ~遺伝する確率を求める~
問題2 遺伝の統計検定 ~実験データから仮説を検証する~
問題3 細胞の構造と機能 ~タンパク質がつくられるしくみについて調べる~
第4章 系統・進化・行動
問題1 生物の進化と分類 ~DNAや形から生物の系統を探る~
問題2 動物の体制と系統 ~体の形づくりと分類~
問題3 性の不思議 ~ダーウィンも悩んだ異性をめぐる競争による進化~
第5章 生態
問題1 種内競争と生存戦略 ~子孫を残すためのさまざまな戦略を知る~
問題2 地球温暖化と生態系 ~大気二酸化炭素の増加が生態系に与える影響とは~
第6章 実験問題
問題1 制限酵素によるプラスミドDNAの切断
問題2 貝のなかまの解剖
付録

1. 過去の受賞者へのインタビュー
2. 国際生物学オリンピック参加者の特別訓練について
3. 参考図書一覧

国際生物学オリンピックとは

国際生物学オリンピック(International Biology Olympiad、 IBO)は、毎年行われる高校生を対象とした生物学の問題を解く能力を競う国際大会である。

試験は、理論と実験からなる。1990年にチェコスロバキア(当時)のオルミュッツで第1回大会が開催された。日本は第16回大会(北京、2005年)より代表を送っている。 1カ国あたり、最大4人の選手が参加できる。2007年のカナダ大会では、49の国・地域から192人、2008年のインド大会では、55の国・地域から220人が参加した。 日本から参加するには、全国生物学コンテスト「生物チャレンジ」を受けて代表に選出される必要がある。 上位10%が金メダル、次の20%が銀メダル、さらに次の30%が銅メダルをもらえる。 なおIBO の規約により、同一選手は2度までしか参加できない。

国内選考試験

2008年から、満20才以下で大学入する前の誰でも参加できる『生物チャレンジ』により、日本代表が選考される。第一次試験はマークシート式の理論問題で、範囲は、細胞生物学、植物解剖学と生理学、生態学、動物解剖学と生理学、行動学、遺伝学および進化学、生物系統学など配分が決まっていて、これは国際大会に準じたものである。約80名が第二次試験(実験問題を大学の実験室で4日間にわたりおこなう)にすすむ。成績優秀者に金、銀、銅メダルが授与される。高校2年以下の15名が第三次試験にすすみ、国際大会レベルの、日本の高校レベルを超える問題を解き、国際大会の代表が選抜される。
会場予定地

* 2009年 日本(つくば市)
* 2010年 韓国
* 2011年 台湾
* 2012年 シンガポール
* 2013年 スイス
* 2014年 イラン
* 2015年 デンマーク
* 2016年 イギリス
* 2017年 ポーランド

国際生物学オリンピック公式サイト

ゲノムの個人差-SNP-

ゲノムの個人差
ヒトゲノムの解読が進むことによって、私たちのゲノムは99.9パーセントが共通で、個人差は約0.1パーセントだということがわかってきました。ゲノムの0.1パーセントの違いに、環境、生活習慣の違いなどが加わって、ひとりひとりの個性が生じるのです。

SNPとは
ゲノムの個人差にはいろいろなタイプがありますが、そのうち最も頻度が高く、かつ、注目されているのが、たった一つの塩基が置き換わったSNP (スニップ。英語の single nucleotide polymorphism の頭文字を取ったもの。日本語では「1塩基多型」と言う)です。SNPはヒトのゲノム全体の中に300万から1000万ヶ所もあると言われていますが、今、それがゲノム上のどこにあるのかを調べる作業が急速に進んでいます。

SNPの影響例
ヒトゲノムの中の1塩基の違い(SNP)で、大きな影響が出る典型的な例の一つが、お酒に強いかどうかの違いです。活性型の遺伝子を2つ持つ場合には、つくられる酵素はすべて活性型の酵素になります。活性型と不活性型の遺伝子を一つづつ持つ場合には、ほんの少ししか活性型の酵素は作られません。2つとも不活性型を持つ場合には、すべてが不活性型になります。この違いがお酒に強いかどうかを決めるのです。

病気のなりやすさ
アルコールに強いかどうかは、一つの塩基配列の違いではっきりと差が出る例でした。これに対して、病気は、遺伝的な要因(ゲノムの違い)と環境による要因が組み合わさって起きると考えられています。それらには、(1) 1個の遺伝子の変異で発症するかどうかが決まる「単一遺伝子疾患」、(2) 多くの遺伝的要因と環境の要因があわさって起きる「多因子疾患」、(3) 遺伝子とは無関係に起る事故や外傷など、の3つがあります。糖尿病やがんなど、多くの人がかかる病気は、(2)の「多因子疾患」に相当します。

薬の効きやすさと副作用
ゲノムの個人差は、薬の効きやすさや副作用の起りやすさとも関係していると考えられています。同じ薬を投与しても、人によって効果がある人と、効果がない、あるいは副作用が出てしまう人など、いろいろな違いがあります。その原因のかなりの部分がゲノムの個人差で説明できることがわかってきました。ゲノムの違いを調べることで、それぞれに合った薬の使い方ができるようになることが期待されています。

またこのように個人差にあった治療法をオーダーメイド医療といいます。

次々読み取られるゲノム配列

ヒトゲノムプロジェクトが進行するのと平行に、様々な生物のゲノムプロジェクトが進んでいきました。現在では、ショウジョウバエやシロイヌナズナなどの代表的な実験生物(モデル生物)の他に、イネなどの穀物、結核菌のような病原菌など人の生活に密接に関わる生物のゲノムも解読されています。

■1995年 独立生活する生物のゲノム初解読!
インフルエンザ菌のゲノム解読 フライシュマンら
■1996年 特定領域研究「ゲノムサイエンス」(~2000) 日本文部省
■1996年 真核生物ゲノム初解読!
出芽酵母のゲノム解読 国際共同研究
■1997年 「ヒトゲノムと人権に関する世界宣言」採択 ユネスコ
■1997年 日本のグループが主導!
枯草菌ゲノムの解読 国際共同研究
■1998年 セレラ社設立
■1998年 多細胞生物ゲノム初解読!
線虫C.エレガンスゲノム解読 国際共同研究
■1999年 ヒト染色体初解読!
ヒト22番染色体の解読 国際共同研究
■2000年 ショウジョウバエゲノムの概要配列発表 セレラ社ほか
■2000年 特定領域研究ゲノム4領域(~2004) 日本文部科学省
■2000年 日本のグループが主導!
ヒト21番染色体の解読 国際共同研究
■2000年 植物ゲノム初解読!
シロイヌナズナゲノムの解読 国際共同研究
■2001年 ヒトゲノムの概要配列発表 国際共同研究およびセレラ社

ヒトゲノムプロジェクトの始動

遺伝子の働きを調べる研究はどんどん盛んになり、この生命現象にはどんな遺伝子が関わっているのか?この遺伝子はどんな生命現象に関わっているのか?ということが次第に分かってきました。しかし一方で、個々の遺伝子を断片的にとりあげていくのではなく「ある生きものの遺伝子の情報を全部調べあげることから始める」研究方法も提唱されました。ウイルス(ファージ)などの簡単な生物では難しいことではありませんでしたが、これをヒトでやってみようという計画がアメリカを中心に動き始めました。これがヒトゲノムプロジェクトです。

■1986年 ヒトゲノム全塩基配列決定計画の提案 ダルベッコ
■1988年 アメリカにヒトゲノム研究所設立
■1990年 アメリカでヒトゲノム計画が公式にスタート
■1991年 ヒトゲノム解析センター設立
日本文部省
新プログラム「ヒトゲノム解析研究」(~1995)
■1993年 イギリスにサンガーセンター設立

遺伝子解析技術の発展

いろいろな生きものの遺伝子の働きを研究するためには、生きものから取り出したDNAを手軽に切ったりつなげたり増やしたりできる技術が必要です。1972年の組み換えDNA法を始めとして、次々と革新的な研究方法が開発されました。

■1972年 組み換えDNA技術の開発 バーグら
■ 1973年
    l
  1977年
DNA塩基配列決定法の開発 サンガー、ギルバートら
■1977年 ウイルスゲノム初解読!
ФX174ファージのゲノムDNA配列を決定 サンガーら
■1983年 PCR法の開発 マリスら

遺伝子システムの理解

遺伝子DNAはどのように親から子へ伝わり、細胞の中で働いているのか?この謎を解く突破口となったのは、 DNAの二重らせん構造の解明です。20世紀の半ばには、 DNAが正確に複製される仕組みや、DNAの情報をもとにタンパク質が作られる仕組みがほぼ解明されました。それらの仕組みが大腸菌から人間まであらゆる生物に共通であるという事実は、新しい生命の見方(生命観)を生み出しました。

■1953年 DNA二重らせん構造の解明 ワトソンとクリック
■1957年 DNAの半保存的複製の証明 メセルソンとスタールら
■1961年 最初の遺伝暗号の解明 ニーレンバーグら

遺伝子という考え方の確立

親と子が似ている(しかし全く同じではない)という現象を説明するために、昔から様々な説が考え出されてきました。メンデルは、遺伝に関わる要素(遺伝子)の存在を仮定し、論理的に遺伝現象を説明したはじめての人物です。その後、遺伝子は染色体上に存在すること、遺伝子の実体は(タンパク質ではなく)DNA であることなどが20世紀の前半までに解明されました。

■1866年 遺伝法則の発見 メンデル
■1869年 DNAの発見 ミーシャー
■1902年 染色体と遺伝法則の関連を説明 サットン
■1920年 ゲノム概念の提唱 ヴィンクラー
■1944年 DNAが遺伝物質であることの証明 エーヴリーら
■1945年 1遺伝子1酵素仮説 ビードルとテータム

ヒトゲノムを使った実験教室「私たちのDNA」

【日時】: 2008年11月29日(土)
【場所】: 東京農工大学農学部遺伝子実験施設(東京都府中市幸町3-5-8)
【持ち物】: 筆記具 受講票
【参加費】: 2,000円(資料代、昼食代、保険料など)。当日徴収
【対象】: 20歳以上(先着16名)

【申し込み方法】: メール、ファックス、葉書のいずれかに、氏名、連絡先(〒、住所、電話番号、ファックス、メールアドレス)、参加理由を明記して、下記までお申し込み下さい。
11月21日(金)までに受講票を発送します。(定員を超えた場合にはその旨、ご連絡します)

【申し込み・問合せ先】: 〒103-0025 中央区日本橋茅場町3-5-3鈴屋ビル8階NPO法人 くらしとバイオプラザ21事務局 担当 佐々義子
Tel: 03-5651-5810 fax: 03-3669-7810
e-mail: bio@life-bio.or.jp
【交通手段】: JR国分寺駅、京王線府中駅よりバス http://www.tuat.ac.jp/access/index.html
【集合場所】: 東京農工大学府中キャンパス遺伝子実験施設 入り口

今回は口腔粘膜細胞からDNAを抽出してALDH2という遺伝子の分析を行うみたいです。このALDH2遺伝子ははお酒の代謝に関わる遺伝子あるとともに病気との関連や民族による違いなどが解明されてきた興味ある遺伝子です。

興味のある方はどうぞ^^

蛍光色を発する絹糸-遺伝子組み換えカイコ

毎日.jpより
遺伝子組み換えカイコを使い、緑や赤、オレンジの蛍光色を発する絹糸を作り出すことに、農業生物資源研究所(茨城県つくば市)などの研究チームが24日、世界で初めて成功したと発表したとのこと。


 これは従来の方法では糸をほぐす際の煮沸作業で、蛍光色を作り出すたんぱく質が破壊されていたのを、研究チームは、約60度のお湯の中に入れて化学処理した繭を一時的に真空状態にするなどの工夫をして、煮沸なしで絹糸を取り出すことに成功したそうです。

 この研究で作られた絹糸はブラックライトを当てると緑、赤の蛍光色を発するそうです。

第3回メタボロームシンポジウム

* 日時:2008年10月30日(木)14:00-11月1日(土)12:00
(観光ツアー「芭蕉が訪ねた奥の細道」11/1(土)12:00-17:00)
* 場所:慶應義塾大学先端生命科学研究所センター棟隣接
 東北公益文科大学大学院ホール
(山形県鶴岡市馬場町14-1)
* 主催:
慶應義塾大学先端生命科学研究所
* 共催:
慶應義塾大学グローバルCOEプログラム「In vivoヒト代謝システム生物学拠点」、(独)理化学研究所 植物科学研究センター、(独)科学技術振興機構 バイオインフォマティクス推進センター
* 参加費:無料(但し、昼食代、懇親会費、観光ツアー参加費は別)
* 定員:150名
* 参加には事前登録が必要です。(7/11以降本HPから可能)
* 自由闊達な会にするため、緊苦しくないカジュアルな服装(ノーネクタイ)でお願いします。

概要
近年、大学・研究機関・企業でメタボローム研究が盛んに行われるようになりました。メタボロミクスは、新規代謝経路や代謝調節機構の解明、遺伝子や酵素などの学術研究から、医薬・食品・環境分野など多方面における産業応用で威力を発揮しつつあります。そこで、最新の技術・成果を共有し、今後の更なる発展を促進するため、メタボロームシンポジウムを開催します。

今回は、藤沢周平文学の舞台であり、史跡、食文化、温泉等が豊富な山形県鶴岡市で開催します。日本の伝統文化を堪能しながら、今後のメタボローム研究を熱く語り合いたいと思います。

大会プログラム

蛍光遺伝子によって暗闇で緑色に光る猫

GIGAZINEより
元々猫の目は網膜の下の輝板によって、暗闇で光って見えることがありますが、ブラックライトで鼻や舌などが緑色に光る猫がいるそうです。

実際に光を発している時の写真は以下。


ブラックライトで目、耳、鼻などが緑色に光る猫
ブラックライトで目、耳、鼻などが緑色に光る猫


明るいとき。
蛍光猫の明るいとき

 この暗闇で光る猫は、遺伝性疾患の治療のため実験を受けている生後6ヶ月の猫。遺伝子を安全に組み込むことができるかどうかの研究で、蛍光遺伝子を組み込んでどの場所で特性が出てくるか調べていたそうです。

実験を行っているニューオーリンズの絶滅危惧種研究施設のBetsy Dresserさんによると、組み込んだ遺伝子は猫の健康に悪影響を与えていないそうです。猫の遺伝子構造は人間に似ているため研究に適しているそうで、プロジェクトの最終目標は嚢胞性線維症に対抗するための遺伝子を開発することになるそうです。

「iPS細胞から生殖細胞」はOK

YOMIURI ONLINEより
 文部科学省の専門委員会は人間のES細胞やiPS細胞などから精子や卵子を作製する研究について認めるという方針を出しています。
 
 これは生殖細胞の性質を調べたり、不妊の仕組みを解明できる可能性がありそうだからとのことです。

 ただし、作製した精子と卵子で受精卵を作ることに関してはまだ審議が必要とのこと。

【関連記事】
ES細胞とiPS細胞の違い
iPS細胞、日本国内で初の特許成立
iPS細胞とES細胞の違いがよくわかる、iPS細胞―再生医療への道を切り開く 人工多能性幹細胞 (ニュートンムック Newton別冊)
親知らずの歯から新万能細胞=再生医療用バンクへ利用期待-産総研が初作成

Nature vol.455 (7215), (Oct 2008)

Cover Story: チャネルを通り抜ける:タンパク質のSecA-SecY複合体を介した膜透過

新しく合成されたタンパク質は、真核生物では小胞体膜、原核生物では細胞膜を通って移動するが、その際に真核生物ではSec61、原核生物ではSecYとして知られている、トランスロコンという進化的に保存されたタンパク質透過チャネルを通過する。細菌では、ATPアーゼSecAがSecYチャネルの透過用モーターとして働くと考えられている。T Rapoportたちによる2本の論文では、細菌由来のSecAとSecYの複合体の、長い間待たれていた構造が報告されている。表紙に示された構造は、 SecAとSecY複合体の間の主な構造変化を示しており、SecAはそのツーへリックスフィンガーを用いて、透過するタンパク質をSecYの細胞質側に開口したじょうご状の構造の中に押し込んでいることが示唆される。架橋研究により、この機構のさらなる裏付けが得られている。また、濡木理(東京大学)たちは抗SecYのFabフラグメントと結合したSecYの結晶構造を報告しており、チャネルの開く前(pre-open)の状態が明らかになった。これらの論文から、膜を透過するタンパク質の経路に関する新たな知見が得られた。News and Viewsでは、A Economouが、この「驚くべき細胞ナノマシン」に関する現在の知識がどこまで広がったのかを考察している(Article p.936, Letters pp.984, 988, N&V p.879)。

Articles p.936
要約
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Letters to Nature p.984
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Letters to Nature p.988
全文
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News and Views p.879
全文
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四肢動物に至る「点と線」

脊椎動物の陸上への移行にかかわる形態変化の詳細は、それらが起こった順序も含めて飛び飛びにしかわかっていない。特徴の変化や出現を時系列化する上で化石記録はあまりにも不十分であるが、Downsたちは今回、魚類から四肢動物への移行型であるデボン紀のTiktaalik roseaeの化石頭蓋に関して複数の標本を調べることにより、その隔たりの一部を埋めた。T. roseaeは、多くの点で原始的であるものの、その特徴の一部は四肢動物に近づく傾向を示している。また、Tiktaalikの形態に関するこの新たな見方を参考にすることで、化石における鰭をもつ形態から四肢をもつ形態への移行の理解が容易になる。

Articles p.925
要約
全文
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1人よりペアで協力したほうが得

血縁関係にない個体間の協力行動がなぜ進化したのかは、社会科学においても自然科学においても謎とされている。この現象の解明を進める上で障害になっていると思われることの1つは、理論研究者と実証研究者が別々に仕事をする傾向がみられることである。Bsharyたちは、こうしたそしりを避けるために、ゲーム理論モデリング、野外観察および実験的検証を組み合わせ、掃除魚であるホンソメワケベラ(Labroides dimidiatus)の相手を変えることがない安定な雌雄ペアと、その依頼者となる魚との間の掃除を介した相利共生という、協力についてのこれまで調査されていなかった問題を研究した。理論からは、2匹のサービス提供者が互いに協力しているかぎり、単独のときよりも依頼者に質の高いサービスを提供するはずだと予測される。野外観察と実験により、モデルのこの予測が正しいことが確認された。ペアの掃除魚の成功に重要なポイントは、1匹が依頼者の外部寄生虫を食べている間にもう1 匹は依頼者の粘液を食べるという、掃除魚側に得になる欺き行動をとりながら、同時に依頼者の満足も保証されるということにある。
Letters to Nature p.964
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スプライシングで大違い

酵母のゲノム全域にわたる解析によって、有糸分裂から配偶子を形成する減数分裂への切り替えに伴って、遺伝子発現プロファイルが大幅に変化することが明らかになった。サイクリンRem1は、減数分裂の際だけに発現されるタンパク質の1つで、減数分裂に先立つ遺伝子内組み換えを促進し、減数分裂を確実に進行させる働きをする。Moldónたちは、分裂酵母Schizosaccharomyces pombeでのrem1の発現が転写段階で制御されているだけでなく、スプライシングによっても制御されていることを明らかにした。有糸分裂中の細胞では、rem1プロモーターに転写因子Fkh2が結合するとイントロンを保持した転写産物が生じ、そのため短いタンパク質だけが生産される。このタンパク質は組み換えのレベルを左右する。減数分裂中の細胞では、減数分裂特異的転写因子Mei4がrem1プロモーターに結合し、その結果rem1転写産物がスプライシングを受け、活性をもったサイクリンが作られる。つまり、2種類の転写因子のどちらが使われるかによって、同一遺伝子のスプライシングの仕方が異なるのである。

Letters to Nature p.997
全文
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News and Views p.885
全文
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医学:ALKが神経芽細胞腫を引き起こす

神経芽細胞腫は、最もよくみられる小児がんである。この疾患は家族歴と強く関連するため、発症には遺伝的要因が関与することが30年以上前から予測されていた。今週号では、神経芽細胞腫患者では受容体型チロシンキナーゼALK(anaplastic lymphoma kinase)に変異が生じていることを、4つのグループが報告している。ALKは神経芽細胞腫の素因遺伝子の役割を果たしており、散発性の神経芽細胞腫では体細胞に点突然変異が生じている。この変異は、in vivoでALKのキナーゼ活性を促進し、細胞を形質転換させ、腫瘍化活性がみられるようになる。ALK阻害剤は神経芽細胞腫の細胞増殖を抑制するため、抗がん剤となる可能性がある。

Articles p.930

要約
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Letters to Nature p.967
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Letters to Nature p.971
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Letters to Nature p.975
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News and Views p.883
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PMD (Protein Mutant Database)

PMD (Protein Mutant Database)
http://pmd.ddbj.nig.ac.jp/
日本語ページ:http://pmd.ddbj.nig.ac.jp/~pmd/pmd-j.html
タンパク質の変異について記載された論文を収集したデータベース。 論文情報として、著者、雑誌およびページ、タイトル、PubMedIDが、該当タンパク質の情報として、概要、生物種、N末配列、変異位置とパターン、Swiss-Prot, PIR, PDBへのリンクが掲載されている。

UCSC GenomeBrowser for Functional RNA 機能性RNAのUCSC GenomeBrowser表示DB

UCSC GenomeBrowser for Functional RNA
http://www.ncrna.org/glocal/cgi-bin/hgGateway
経済産業省「機能性RNAプロジェクト」で得られた成果の中で、UCSC GenomeBrowser上に機能性RNAを表示するデータベース

Yeast snoRNA Database -出芽酵母snoRNA

Yeast snoRNA Database
http://www.bio.umass.edu/biochem/rna-sequence/Yeast_snoRNA_Database/snoRNA_DataBase.html
出芽酵母snoRNAの構造、他のRNAとの相互作用を記述したデータベース。

fRNAdb -機能性RNAの配列・文献情報データベース

fRNAdbfRNAdb
http://www.ncrna.org/frnadb/
経済産業省「機能性RNAプロジェクト」で得られた成果のデータベースの一つ。既知、及び新規機能性RNAの配列情報や文献情報のデータベース

The tmRNA website

The tmRNA website
http://www.indiana.edu/~tmrna/
tmRNAの情報を収集したデータベース。 配列、2次構造(配列中の各塩基を構造上の要素に応じて色分け)、対応するproteolysisタグペプチドの他、tmRNA配列全セットおよびタグペプチド全セットのマルチプルアラインメントが掲載されている。 配列はdirect sequencingにより決定したものと、公開データベースより取得したものが存在する。 

snoOPY -snoRNA

snoopysnoOPY
http://snoopy.med.miyazaki-u.ac.jp/
2008年10月現在、以下10種の生物のsnoRNA(核小体低分子RNA)が収録されています。
Homo sapiens(ヒト) 165 genes
Mus musculus(ハツカネズミ) 78 genes
Rattus norvegicus(ドブネズミ) 7 genes
Cricetulus griseus(チャイニーズハムスター) 4 genes
Gallus gallus(ニワトリ) 13 genes
Xenopus tropicalis(ニシツメガエル) 42 genes
Fugu rubripes(トラフグ) 4 genes
Ciona intestinalis(カタユウレイボヤ) 8 genes
Caenorhabditis elegans(シー・エレガンス) 21 genes
Drosophila melanogaster(キイロショウジョウバエ) 15 genes

Ribosomal Database Project(RDP)-rRNA配列

rbp
Ribosomal Database Project(RDP)
http://rdp.cme.msu.edu/
既知のrRNA配列をGenBankより収集したデータベース。 同時に提供されているアラインメントは配列と2次構造の両方を考慮する独自のアルゴリズムで構築されている。 生物種分類の階層をベースにエントリを整理したブラウザあり。

DBTBS(枯草菌プロモータ/転写因子の知識モデル)

dbtbsDBTBS
http://dbtbs.hgc.jp/
枯草菌の転写制御に関連するプロモータ、転写因子、制御される遺伝子の情報を収集したデータベース。 論文を情報源として、実験的に検証された対象のみを収集しているとのこと。

TRSIG(翻訳シグナルデータベース)

trsigTRSIG
http://gibk26.bse.kyutech.ac.jp/jouhou/trsig/trsig.html
遺伝子発現は転写だけでなく、翻訳のレベルでも制御されています.そこで、mRNAの翻訳レベルでのシグナル配列と機能活性データを集めたデータベースを開発したそうです.たとえば、植物のさまざまなストレス応答シグナルに関するデータがあります。

DBTSS

DDBTSS
DBTSS
http://dbtss.hgc.jp/

 全長cDNAクローンのESTをゲノムにマップすることで転写開始点を決定しデータベース化している。 
 現在の対象はヒト、マウス、ゼブラフィッシュ、マラリア原虫、原始紅藻

Home > 2008年10月

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