鉄（Fe）は地球上で最も豊富な元素の一つであり、土壌や堆積物中に広く存在し、地球規模の炭素、窒素、酸素の循環に関与しています。鉄の酸化還元反応は、特に鉄酸化と鉄還元の過程において、生物地球化学的循環において重要な役割を果たしています。鉄鉱物、特に混合価態の鉄鉱物（例えば磁鉄鉱）は、その高い表面積と酸化還元活性により、環境中の栄養素や汚染物質の移動と変換に影響を与えることができます。近年の研究では、磁鉄鉱ナノ粒子（MNPs）が微生物の電子供与体および受容体として機能し、「生物地球電池」として微生物駆動の酸化還元循環において電子を蓄積および放出することが明らかになりました。しかし、磁鉄鉱ナノ粒子が連続的な酸化還元循環においてどの程度安定であり、鉱物の完全性と性質にどのような影響を与えるかはまだ不...
水力圧裂（hydraulic fracturing）は、非在来型貯留層から天然ガスを抽出する技術ですが、その過程で大量の返排水と生産水が発生します。これらの水には複雑な有機物や無機物が含まれており、特にこれらの流体に関連する固体物質は、鉄（Fe）、有毒な有機物、重金属、天然放射性物質（NORM）が豊富です。これらの固体物質は環境や人間の健康に潜在的な脅威をもたらす可能性がありますが、その組成や微生物群集との相互作用に関する研究はまだ限られています。また、これらの固体物質の長期的な環境中での運命についても深い理解が欠けています。 本研究は、英国のBowland頁岩（Bowland Shale）で行われた水力圧裂井からの返排水中の固体物質を分析し、これらのFe(III)を豊富に含む固体が嫌気条件...
学術的背景 クロロ溶剤（例えばテトラクロロエチレンやトリクロロエチレン）の広範な使用と不適切な排出により、世界中で土壌と地下水の深刻な汚染が引き起こされています。これらの汚染物質は地下水の安全を脅かすだけでなく、食物連鎖を通じて人間の健康にも影響を及ぼす可能性があります。従来の微生物還元脱塩素技術はこれらの汚染物質を分解することができますが、分解速度が遅く、しばしば毒性の高い中間生成物の段階で止まってしまいます。分解効率を向上させるために、ナノゼロ価鉄（nZVI）材料が汚染修復に導入されました。これは化学反応を通じてクロロ溶剤を迅速に分解できるためです。しかし、nZVIの高い反応性は微生物群集に対しても毒性を及ぼす可能性があり、特に微生物修復技術と組み合わせて使用する場合、この問題が顕著にな...
学術的背景 大動脈瘤（Aortic Aneurysm, AA）は大動脈の異常拡張を特徴とする疾患で、腹部大動脈と胸部大動脈に多く見られます。大動脈瘤は65歳以上の人口において発症率が高く、適切な診断と治療が行われない場合、致命的な破裂を引き起こす可能性があります。年齢、喫煙、高血圧、男性性別は重要なリスク要因とされていますが、これらの要因は必要でも十分でもなく、遺伝的素因が疾患の発症に重要な役割を果たしていることが示唆されています。現在、ほとんどの大動脈瘤症例、さらには家族性大動脈瘤においても、既知の病因遺伝子変異は見つかっていません。非選択的腹部大動脈瘤患者の約2％、非選択的胸部大動脈瘤患者の約5％が既知の大動脈瘤遺伝子に（おそらく）病原性変異を有しているに過ぎません。これは、ほとんどの大...
背景紹介 葉酸（Folic Acid, FA）は、妊娠中の先天性欠損症、特に神経管欠損症や先天性心疾患のリスクを減らすために広く推奨されています。しかし、葉酸補充が一部の疾患予防に顕著な効果を持つ一方で、過剰補充が胎児の健康に悪影響を及ぼす可能性については依然として議論の的となっています。近年、母体の過剰な葉酸補充が子孫の代謝機能障害、自閉症、網膜芽細胞腫などの健康問題を引き起こす可能性があることが多くの研究で示されています。しかし、葉酸の過剰補充が心機能、特に子孫の心臓の長期的な健康に及ぼす影響については、十分な研究が行われていません。 この問題を探るため、上海交通大学医学院附属新華医院と中国復旦大学の研究チームは、母体の過剰な葉酸補充がマウスの子孫の心機能に及ぼす影響を評価し、その分子メ...
学術的背景 ドキソルビシン（Doxorubicin, Dox）は、腫瘍治療に広く使用されているアントラサイクリン系薬剤ですが、用量依存性の心臓毒性を持ち、心筋症や心不全を引き起こす可能性があります。ドキソルビシンの抗癌効果は顕著ですが、その心臓毒性が臨床応用を制限しています。現在、FDAが承認しているドキソルビシン関連心筋症の治療薬はデキサラゾキサン（Dexrazoxane）のみですが、小児患者での使用は制限されており、ホジキンリンパ腫の小児患者における二次性悪性腫瘍のリスクを増加させる可能性があるためです。したがって、ドキソルビシン誘発性心筋症の予防と治療のための新しい治療ターゲットと戦略を見つけることが臨床現場の緊急の課題となっています。 近年の研究では、鉄依存性の細胞死であるフェロトー...
学術的背景 胚発生の過程において、動脈と静脈の分化（arteriovenous differentiation, AV分化）は、血管の形成と成熟を確保するための重要なステップです。動脈または静脈の識別に欠陥があると、血管の不適切な融合が起こり、いわゆる動静脈奇形（arteriovenous malformations, AVMs）が形成される可能性があります。現在、AVM形成のメカニズムは不明であり、治療選択肢も限られています。哺乳類のAV分化は、胚血流が始まる前にすでに開始されますが、この「血流前メカニズム」（pre-flow mechanism）についてはまだほとんど知られていません。本研究は、血流前の動脈識別におけるSMAD1/5シグナル経路の役割を明らかにし、新たなSMAD1/5シグ...
RNA結合タンパク質RBPMSの血管平滑筋細胞における重要な役割 学術的背景 血管平滑筋細胞（Vascular Smooth Muscle Cells, VSMCs）は大動脈の主要な構造成分です。健康な血管では、VSMCsは成熟した収縮表現型を持ち、血管緊張と血流の調節を担っています。しかし、VSMCsは表現型可塑性を持ち、血管壁の損傷や心血管疾患（例えば、動脈硬化、高血圧など）において、より増殖性と合成性の高い間葉系の状態に脱分化します。この表現型の変換は、細胞の転写産物に大きな変化をもたらし、収縮マーカーの喪失を伴います。現在、VSMCsの表現型を定義する分子ネットワークは主に転写レベルのマーカー発現に焦点を当てていますが、RNAスプライシングなどの転写後調節の役割はまだ十分に解明されて...
ゲノミクス分野において、ゲノムの空間的構造を理解することは、遺伝子制御メカニズムを解明する上で極めて重要です。Hi-C技術は、全ゲノム染色体構造捕捉技術として、ゲノムの三次元構造を明らかにするものであり、特にクロマチンループ（chromatin loops）が遺伝子制御において重要な役割を果たしています。しかし、既存のHi-Cデータ解析手法は、共有されるクロマチンループを識別することはできるものの、細胞タイプ特異的なクロマチンループを検出することは困難です。これにより、異なる細胞タイプにおける遺伝子制御メカニズムの理解が制限されています。この問題を解決するため、Rui Liuらは、SSSHiC（Significance in Scale Space for Hi-C Data）と呼ばれる新し...
非コードRNA（ncRNA）は、細胞プロセスや疾患の発症において重要な役割を果たしています。ゲノムシーケンシングプロジェクトによって大量の非コード遺伝子が明らかになりましたが、ncRNAの機能と分類は依然として複雑で挑戦的な問題です。ncRNAの多様性、複雑性、および機能性は、バイオマーカーや治療ターゲットの発見において、特に生物医学研究の重要な対象となっています。しかし、既存のncRNA分類ツールの多くは、単一または2種類のデータタイプ（例えば配列や二次構造）に依存しており、他の重要な情報源を無視しています。さらに、既存の手法は解釈可能性に欠けることが多く、異なるncRNAクラスの特徴を明らかにするのが困難です。 これらの問題を解決するため、Université Paris-Saclayと...