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国内研究者論文紹介

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ユサコでは日本人の論文が掲載された海外学術雑誌に注目して、随時ご紹介しております。

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2022/02/15

妊娠中期総コレステロール値と在胎不当過小(SGA)・過大児(LGA)の関連：子どもの健康と環境に関する全国調査（エコチル調査）

論文タイトル
Association of Maternal Total Cholesterol With SGA or LGA Birth at Term: the Japan Environment and Children’s Study
論文タイトル（訳）
妊娠中期総コレステロール値と在胎不当過小(SGA)・過大児(LGA)の関連：子どもの健康と環境に関する全国調査（エコチル調査）
DOI
10.1210/clinem/dgab618
ジャーナル名
Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism
巻号
Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism Vol.107 Issue1 (ee118–e129)
著者名（敬称略）
金子 佳世,　伊藤 由起　他
所属
名古屋市立大学 大学院医学研究科 環境労働衛生学分野

抄訳

　母体の血中コレステロールは、胎生期発育において重要な役割を果たす。本研究は、妊娠中期の総コレステロール値(TC)と在胎不当過小・過大児(SGA/LGA)は関連するか、明らかにすることを目的とした。エコチル調査参加の、各種疾患の既往や妊娠中貧血のない単胎正期産の母親と、新生児先天性異常、遺伝子異常の無い子どもで、解析に必要な変数の揃った母子37449組を対象とした。妊娠中期TC値の1標準偏差(35.33mg/dL)減少毎のSGAのオッズ比は1.20(95%信頼区間1.15-1.25)、1標準偏差増加毎のLGAのオッズ比は1.13(95%信頼区間1.09-1.16)だった。また、妊娠前のBMIや妊娠中体重増加量が正常な者に限定しても、同様の結果が得られた。今回HDLコレステロール値や中性脂肪の影響は検討しておらず、今後、妊娠期における適正な脂質プロファイルの検討が必要である。

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2022/02/14

細胞種により異なるRNAポリメラーゼ転写産物が相分離を介したDBC1核内構造体の形成に関与する

論文タイトル
Distinct RNA polymerase transcripts direct the assembly of phase-separated DBC1 nuclear bodies in different cell lines
論文タイトル（訳）
細胞種により異なるRNAポリメラーゼ転写産物が相分離を介したDBC1核内構造体の形成に関与する
DOI
10.1091/mbc.E21-02-0081
ジャーナル名
Molecular Biology of the Cell
巻号
Molecular Biology of the Cell　Volume 32, Issue 21
著者名（敬称略）
萬年 太郎, 廣瀬 哲郎　他
所属
萬年 太郎：立命館大学 生命科学部生命医科学科 プロテオミクス研究室
廣瀬 哲郎：大阪大学大学院 生命機能研究科 RNA生体機能研究室

抄訳

　哺乳類細胞核に存在する様々な核内構造体は、RNA合成やプロセシング、RNP分子装置の生合成の場として知られている。これまでに、特異的なRNAが骨格としていくつかの核内構造体の形成に働いていることが明らかなってきた。今回我々は、RNase感受性を示す2つの核内構造体(大腸がん由来HCT116細胞のDBC1核内構造体[DNB]と子宮頸がん由来HeLa細胞のSam68核内構造体[SNB])が、異なるRNAポリメラーゼ転写産物を骨格として形成されること、さらにDNBとSNBが相分離様の相互作用を介して形成されていることを明らかにした。このことから、これらの核内構造体は相分離を介して相互作用するRNAやタンパク質を変化させることで異なる機能を担っている可能性が示唆された。次にDNBの新規構成因子の探索のため免疫沈降-MS解析をおこない、HNRNPLとHNRNPKを同定した。また、DNB構成因子のsiRNAにより、DBC1とHNRNPLがDNBの形成に必須であることを明らかにした。さらにHNRNPLがDNBの形成にどのように関与しているのか解析した結果、HNRNPLのRNA結合ドメインと天然変性領域が細胞内でのDNB形成とin vitroでの液滴形成に関与していることが明らかになった。このことから、DNB形成にはHNRNPLとRNAやタンパク質との多価相互作用による相分離の誘導が必要であることが示唆された。

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2022/02/09

沖縄トラフ伊平屋北海丘熱水域のMethyloprofundus属メタン酸化細菌群集とその推定優占種の培養

論文タイトル
Multispecies Populations of Methanotrophic Methyloprofundus and Cultivation of a Likely Dominant Species from the Iheya North Deep-Sea Hydrothermal Field
論文タイトル（訳）
沖縄トラフ伊平屋北海丘熱水域のMethyloprofundus属メタン酸化細菌群集とその推定優占種の培養
DOI
10.1128/AEM.00758-21
ジャーナル名
Applied and Environmental Microbiology
巻号
Applied and Environmental Microbiology Volume 88 • Number 2 • January 2022
著者名（敬称略）
平山 仙子　他
所属
国立研究開発法人海洋研究開発機構　超先鋭研究開発部門　超先鋭研究プログラム

抄訳

Methyloprofundus属細菌は海洋性の好気的メタン酸化（資化）細菌である。本属を代表するイガイ科二枚貝の共生細菌が精力的に研究される一方、自由生活型の種を対象とした研究は数える程しかない。沖縄トラフ伊平屋北海丘（沖縄本島北西160 km）の深海熱水活動域では、本属共生細菌をもつ二枚貝が大規模なコロニーを形成している。我々はここに自由生活種も生息している可能性が高いと考え、熱水の影響の異なる４地点（水深約1,000 m）でMethyloprofundus属細菌群集をターゲットに遺伝子解析を行った。その結果、自由生活型と推定される161もの種相当グループを検出し、群集構造の違いと熱水の影響の強さが関係している可能性を見出した。並行して行った培養実験では、群集の優占種且つ新種と推定されるメタン酸化細菌の集積培養に成功し、ゲノム解析により厳しい環境での生存競争に有利と考えられる機能遺伝子を複数見つけた。過去の知見と合わせると、Methyloprofundus属細菌は低酸素環境も含め世界の様々な海洋環境に遍在している可能性がある。

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2022/02/09

リン脂質フリッパーゼとSfk1はエルゴステロールの細胞膜への保持に必須である

論文タイトル
Phospholipid flippases and Sfk1 are essential for the retention of ergosterol in the plasma membrane
論文タイトル（訳）
リン脂質フリッパーゼとSfk1はエルゴステロールの細胞膜への保持に必須である
DOI
10.1091/mbc.E20-11-0699
ジャーナル名
Molecular Biology of the Cell
巻号
Molecular Biology of the Cell　Volume 32, Issue 15
著者名（敬称略）
岸本 拓磨, 田中 一馬　他
所属
北海道大学　遺伝子病制御研究所　分子間情報分野

抄訳

　ホスファチジルセリン（PS）などのリン脂質は細胞膜内層で非対称な分布を示すが、その生理的意義は完全に解明されていない。この非対称性は、PSなどを細胞膜内層に輸送するフリッパーゼや著者らが見出した出芽酵母細胞膜タンパク質Sfk1により維持される。本論文では、フリッパーゼおよびSfk1が制御する細胞膜リン脂質非対称性は、細胞に必須な機能を有することを明らかにした。これらの因子の機能が同時に喪失した場合、リン脂質非対称性が崩壊し、それに伴い生育阻害と多岐にわたる細胞膜の異常を引き起こした。この原因究明を進めた結果、リン脂質非対称性の崩壊が、細胞膜の酵母ステロール保持機能を低下させ、それが原因で生育阻害や細胞膜異常を引き起こすことを見出した。また、新たに開発したステロールプローブによる解析から、Sfk1がステロールの物理状態を調整することで細胞膜ステロールの維持に貢献する可能性も示唆された。このような結果から本論文では、リン脂質非対称性を介した細胞膜ステロール維持という新たな生理学的機序を解明した。

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2022/02/08

高血圧患者における血管周囲腔に沿った水拡散係数の変化

論文タイトル

An Investigation of Water Diffusivity Changes along the Perivascular Space in Elderly Subjects
with Hypertension

論文タイトル（訳）
高血圧患者における血管周囲腔に沿った水拡散係数の変化
DOI
10.3174/ajnr.A7334
ジャーナル名
American Journal of Neuroradiology
巻号
American Journal of Neuroradiology　Vol. 43 No.1
著者名（敬称略）
菊田　潤子　他
所属
順天堂大学医学部附属順天堂医院

抄訳

近年、脳内の老廃物排泄機構としてのGlymphatic system仮説が注目されている。Glymphatic systemは、脳脊髄液が動脈の血管周囲腔から脳実質内に流入し、間質液との交換とともに脳実質内の老廃物を洗い流し、静脈血管周囲腔から排泄するという仮説である。本研究は高血圧患者の血管周囲腔に沿った水拡散係数（The analysis along the perivascular space index：ALPS index）の変化を調査した。まず、高血圧患者群63例、対照群63例の頭部MRIの拡散強調画像を用いて、左右大脳半球とその平均値のALPS indexを算出した。次に、高血圧患者群と対照群のALPS indexの群間比較を行った。さらに、すべての被験者の左右大脳半球、およびその平均値のALPS indexと最高血圧値、最低血圧値、平均血圧値、脈圧値の相関関係を調査した。その結果、高血圧患者群は対照群と比較して左大脳半球と平均ALPS indexが有意に低く（P <0.05）、左右大脳半球とその平均のALPS indexと最高血圧値、最低血圧値、平均血圧値、および脈圧値に有意な負の相関がみられた。本研究は、高血圧患者における血管周囲腔に沿った水拡散係数の変化を認め、高血圧症がGlymphatic systemの障害を引き起こす可能性が示唆された。

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2022/02/07

酸性で発現誘導する大腸菌遺伝子hdeDのよるLrhAを介したべん毛合成抑制

論文タイトル
The hdeD Gene Represses the Expression of Flagellum Biosynthesis via LrhA in Escherichia coli K-12
論文タイトル（訳）
酸性で発現誘導する大腸菌遺伝子hdeDのよるLrhAを介したべん毛合成抑制
DOI
10.1128/JB.00420-21
ジャーナル名
Journal of Bacteriology
巻号
Journal of Bacteriology Volume 204 • Number 1 • January 2022
著者名（敬称略）
山中　幸　山本　兼由　他
所属
法政大学 生命科学部 生命機能学科

抄訳

強酸性環境下に晒された大腸菌は、細胞内プロトンを酵素反応で消費し生存する。このグルタミン酸依存的酸耐性(GAD)機構に関する遺伝子群GADクラスターは強酸性で発現誘導される。本論文では、GADクラスターにある唯一機能が不明だった小さな膜タンパク質コード遺伝子hdeDの機能を明らかとした。
hdeDプロモーターは、グリセロールを炭素源とする最小培地で誘導された。hdeD欠失株では、べん毛合成および運動性に関連する全ての遺伝子発現が増加させ、それはべん毛合成の転写活性化因子FlhDCのリプレッサーLrhAの遺伝子プロモーター活性の抑制に起因していた。実際、hdeD, gadE, lrhA欠失株は菌体あたりのべん毛数が増加し運動性が向上した。
推定したHdeD構造分析から、HdeDは中性付近の微細なpH変化を感知する新しい膜センサーであることが示唆された。したがって、強酸性環境下に晒された大腸菌はHdeD合成を誘導し、その後増殖可能な中性域環境に移った時、HdeD依存的にべん毛合成を停止させ、細胞エネルギーを細胞分裂に集約するはたらきを推定した。このシステムは、大腸菌などヒト消化器で下痢などを引き起こす病原性細菌にとって、経口侵入から胃を経て腸管上で集団形成するため、重要であると考えられる。

 

 

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2022/02/07

腸管出血性大腸菌が産生する志賀毒素１の酸素による産生増強

論文タイトル
Enhanced production of Shiga toxin 1 in enterohaemorrhagic Escherichia coli by oxygen
論文タイトル（訳）
腸管出血性大腸菌が産生する志賀毒素１の酸素による産生増強
DOI
10.1099/mic.0.001122
ジャーナル名
Microbiology
巻号
Microbiology Volume 167, Issue 12, 2021
著者名（敬称略）
清水　健　他
所属
千葉大学大学院医学研究院　病原細菌制御学

抄訳

腸管出血性大腸菌(EHEC)は主要な病原因子として志賀毒素１(Stx1)と志賀毒素２(Stx2)を産生する。EHECの感染部位は腸管なので、感染時にはEHEC近傍の酸素濃度は変化する。そこで感染時における病原因子の発現調節を明らかにするために、酸素によるStx1産生への影響を解析した。EHEC標準株であるEDL933株を培養してStx1産生を測定したところ、酸素濃度が上昇するとStx1産生は増強することが明らかになった。酸素によるStx1産生の増強のEHECに対する一般性を確認するために、さらに40株のEHECを用いて解析を行ったが、全てのEHEC株において酸素濃度の上昇でStx1産生は増強した。この酸素濃度の上昇によるStx1産生の増強はEHECの増殖が呼吸条件であっても、発酵条件であっても同様に確認された。Stx1の産生はFe2+濃度によって活性が制御されている転写因子Furによって調節されている。FurはFe2+が結合している時にはstx1プロモーターに結合して、転写を抑制している。しかし、酸素濃度が上昇するとFe2+は水に不溶性なFe3+に酸化され、そのためにFe2+の量が減少することが明らかになった。Fe2+の減少はFe2+が結合している活性型Furを不活性型Furにし、それによってFurがstx1プロモーターから乖離することによって、Stx1産生が増強することが考えられた。このような酸素濃度の上昇は感染時、EHECが嫌気的な腸管内から微好気環境である腸管上皮細胞に接着する過程で起こっていると考えられる。

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2022/02/03

化学固定耐性を備えた緑色の可逆的スイッチング能を持つEos蛍光タンパク質派生型の開発

論文タイトル
Development of a green reversibly photoswitchable variant of Eos fluorescent
protein with fixation resistance
論文タイトル（訳）
化学固定耐性を備えた緑色の可逆的スイッチング能を持つEos蛍光タンパク質派生型の開発
DOI
10.1091/mbc.E21-01-0044
ジャーナル名
Molecular Biology of the Cell
巻号
Molecular Biology of the Cell　Volume 32, Issue 21
著者名（敬称略）
大菅　光雄, 末次 志郎　他
所属
奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス領域　分子医学細胞生物学

抄訳

　超解像顕微鏡は、光の回折限界を超えて、高精度で蛍光タンパク質の局在を決定します。超解像顕微鏡技術には、蛍光の確率的活性化によって１分子の蛍光タンパク質の局在座標を同定し、座標を積算することでタンパク質局在を示す画像を再構築する光活性化局在顕微鏡(PALM)が含まれます。PALMによる単一分子局在化の決定では、１分子が画像上で分離できる必要があることから、画像ごとに分析できる分子の数は、限られています。したがって、細胞内の多数の分子の局在座標を得るには、多くの画像の取得が必要で、時間を要するために、観察対象の細胞の化学固定がよく用いられています。しかし、ほとんどの蛍光タンパク質は化学固定時に蛍光を減弱します。緑色の可逆的にフォトスイッチ可能であるが、化学固定耐性のない蛍光タンパク質Skylan-S、および、固定耐性を持つ緑から赤の光変換蛍光タンパク質mEos4bは、ともにEosタンパク質の派生型（変異体）です。本研究では、Skylan-SとmEOS4bのアミノ酸置換を組み合わせ、緑色の可逆的にフォトスイッチ可能かつ固定耐性のあるEOS派生型を開発し、fixiation-resisitant (fr) Skylan-S (frSkylan-S)としました。frSkylan-Sタンパク質は、Skylan-Sと同様に励起光によって蛍光を発すると同時に不活性化されますが、紫外光による照射によって再活性化され、さらに、Skylan-Sよりもアルデヒド化学固定後に蛍光を保持します。frSkylan-S融合タンパク質のα-チューブリンとクラスリン軽鎖は、化学固定を用いたPALM観察において十分な質の再構成画像をもたらしました。さらに、frSkylan-Sは、抗体染色と組み合わせることができました。したがって、frSkylan-Sは、アルデヒド化学固定条件下でのPALMイメージングに適した緑色蛍光タンパク質と考えられます。

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2022/01/28

同じ身体部位における身体図式の多重表現

論文タイトル
Multiple representations of the body schema for the same body part
論文タイトル（訳）
同じ身体部位における身体図式の多重表現
DOI
10.1073/pnas.2112318119
ジャーナル名
Proceedings of the National Academy of Sciences
巻号
PNAS January 25, 2022 119 (4) e2112318119
著者名（敬称略）
松宮 一道
所属
東北大学大学院情報科学研究科 応用情報科学専攻 認知情報学分野

抄訳

意図的な運動は、脳内の身体表現（身体図式と呼ばれる）に依存し、身体図式の異常が運動障害を引き起こす。身体図式は、約1世紀もの間、脳内に一つだけ存在し、すべての運動に対して共通に用いられると考えられてきた。しかし、私たちはしばしば複数の運動を同時に実行しているが、複数の運動時に身体図式がどのように働いているのかは不明だった。本研究では、複数の運動時の身体図式を計測するために、被験者に、自分の目と左手の人差し指で同時に、自分の右手の様々な部位（指先や関節）を指すように教示した。その結果、目と左手が同時に同じ右手の部位を指しているにも関わらず、目で指した結果に比べると左手で指した結果から得られた右手形状（つまり、身体図式）は、より歪んでいた。さらに、この身体図式を形成するための感覚情報の利用も、目と左手で異なっていた。これらの結果は、身体図式が運動効果器ごとに脳内で別々に表現されていることを示している。本知見は、運動障害を有する患者の身体図式を理解するための新たな方法の開発につながることが期待される。

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2022/01/26

終神経に存在するニューロペプチドFF（NPFF）と生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン3（GnRH3）が協調してオス性行動のモチベーションを昂進する

論文タイトル
Co-existing Neuropeptide FF and Gonadotropin-Releasing Hormone 3 Coordinately Modulate Male Sexual Behavior
論文タイトル（訳）
終神経に存在するニューロペプチドFF（NPFF）と生殖腺刺激ホルモン放出ホルモン3（GnRH3）が協調してオス性行動のモチベーションを昂進する
DOI
10.1210/endocr/bqab261
ジャーナル名
Endocrinology
巻号
Endocrinology Vol. 163 Issue 2 (bqab261)
著者名（敬称略）
馬谷 千恵,　岡 良隆 他
所属
東京大学 大学院 理学系研究科　生物科学専攻

抄訳

一般に動物は、雌雄が体の内外からの情報を用いて、互いを異性として認め、繁殖期に性行動を行うことで、生殖により子孫を残す。しかし、脳が情報を受けてから動物が性行動を示すまでの神経機構については、多くが不明であった。本研究では、様々な感覚入力を受けることが報告されている終神経GnRHニューロンに着目し、これらが作る２つの神経ペプチドGnRH3とNPFFの遺伝子をノックアウト（KO）したメダカを作出し、メダカの性行動を解析した。すると、一方のペプチドだけをKO（単独KO）したオスメダカでは、最終的には性行動ができるものの、性行動の多くのパートが、野生型と比べて遅れて生じるようになった。一方、両ペプチドKOオスメダカでは、単独KOメダカで観察されたような性行動の遅れがなくなった。これらの結果から、同じニューロンの作る複数の神経ペプチドがバランスよく脳内に作用することで、オス性行動のモチベーションを昂進することが考えられた。

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