ヨウ素（Iodine, I）は、人間の健康と環境にとって重要な微量元素です。それは人体の甲状腺ホルモン（例えば甲状腺ホルモンT4とトリヨードチロニンT3）の主要な成分であり、甲状腺機能に直接影響を与えます。しかし、世界では約19億人がヨウ素欠乏症（Iodine Deficiency Disorder, IDD）の影響を受けており、症状には甲状腺腫（Goiter）やクレチン病（Cretinism）が含まれます。塩のヨウ素添加や食品強化によってIDDを効果的に予防できますが、過剰なヨウ素摂取は甲状腺機能亢進症や低下症を引き起こす可能性があります。さらに、放射性ヨウ素同位体（例えば131Iと129I）は人間の健康に深刻な脅威をもたらし、特に核事故や核兵器生産過程で放出される放射性ヨウ素は甲状腺癌な...

腸内ガス（flatulence）は日常生活でよく見られる現象で、通常は腸内微生物叢（gut microbiota）が未消化の食物成分を発酵させることによって発生します。腸内ガスはほとんどの場合無害ですが、不快感や膨満感を引き起こすことがあり、過敏性腸症候群（irritable bowel syndrome, IBS）などの慢性疾患と関連する可能性もあります。特に、豆類やサツマイモなど食物繊維が豊富な食品は、ガスの発生と密接に関連していると考えられています。しかし、腸内微生物叢がガス発生において果たす具体的なメカニズムはまだ完全には解明されていません。 近年の研究では、腸内微生物叢中の特定の主要な種がガス発生に重要な役割を果たす可能性が示されています。Megasphaera elsdenii ...

近年、腸内細菌叢の健康と疾病における役割が広く注目されています。研究によると、腸内細菌叢の多様性と組成は心血管疾患（CVD）の発症と進行と密接に関連しています。心血管疾患は世界的に死亡の主要な原因の一つであり、炎症はその発症メカニズムにおいて重要な役割を果たしています。腸内細菌叢は、炎症反応の調節や代謝産物の生成などを通じて、心血管の健康に深い影響を与える可能性があります。発酵野菜（Fermented Vegetables, FVs）はプロバイオティクスを豊富に含み、腸内細菌叢を改善することで炎症レベルを低下させ、心血管疾患を予防する可能性があると考えられています。しかし、発酵野菜が腸内細菌叢や炎症マーカーに与える影響、特に心血管疾患のリスクが高い人々への影響に関する研究はまだ限られています...

母乳微生物とオリゴ糖が乳児腸内細菌叢の発達に果たす重要な役割 学術的背景 乳児の腸内細菌叢の発達は、生命の初期段階において極めて重要であり、母乳育児はこのプロセスの主要な要因の一つです。母乳は、乳児に必要な栄養を提供するだけでなく、豊富な微生物やオリゴ糖、特にヒトミルクオリゴ糖（Human Milk Oligosaccharides, HMOs）を含んでいます。これらの成分は、乳児の腸内細菌叢の形成に深い影響を与えます。しかし、母乳中の微生物とHMOsが乳児の腸内細菌叢の発達に重要な役割を果たすことが示されているものの、授乳期間中にそれらがどのように時間とともに変化するかについての体系的な研究はまだ限られています。特に、オランダ人を対象とした研究はさらに少ない状況です。そこで、本研究は、母乳...

鉄（Iron）は地球上で最も豊富な元素の一つであり、地殻、水圏、そして生物圏に広く存在しています。鉄の自然循環、特に水圏における酸化還元反応は、生態系の栄養循環や汚染物質の分解に重要な役割を果たしています。しかし、農業流域の間欠的な小川における鉄循環のメカニズムと微生物活動との相互作用は、まだ十分に研究されていません。特に、小川の停滞した池で観察される鉄鉱化現象（例えば、鉄錆のフロック、鉄膜など）は、地下水の流入、微生物活動、および水文条件と密接に関連している可能性があります。これらのプロセスを理解することは、農業小川における鉄の生態学的役割を明らかにするだけでなく、水質汚染の管理や栄養循環に科学的根拠を提供することにもつながります。 そこで、Zackry Stevensonらの研究者は、米...

近年、腸内マイクロバイオーム（gut microbiome）が人間の健康と疾病において果たす役割が注目を集めています。研究によれば、腸内微生物の不均衡（dysbiosis）は、肥満、炎症性腸疾患、がん、神経変性疾患など、多くの慢性疾患と密接に関連しています。食事は腸内マイクロバイオームに影響を与える重要な要因であり、微生物の組成や機能を調節することで宿主の代謝健康に影響を及ぼす可能性があります。しかし、食事パターンと腸内マイクロバイオームの具体的な関連メカニズムはまだ十分に解明されていません。 本研究は、2つの代謝性食事パターン——高インスリン血症食事指数（Empirical Dietary Index for Hyperinsulinaemia, EDIH）と炎症性食事パターン（Empir...

ウラン（Uranium, U）は、環境中に広く存在する放射性元素で、主に六価（U(VI)）と四価（U(IV)）の2つの酸化状態で存在します。酸化条件下ではU(VI)が主要な安定形態であり、還元条件下ではU(VI)がU(IV)に還元されます。この還元プロセスは、非生物的な経路（鉄や硫化物を含む鉱物など）または生物的な経路（細菌など）によって実現されます。特に、Shewanella属の細菌は、c型シトクロム（c-type cytochromes）を介して金属や放射性核種（例：U(VI)）に電子を伝達することができます。細胞内の電子伝達メカニズムは広く研究されていますが、外部の電子受容体（例：U(VI)）への電子伝達プロセスはまだ十分に解明されていません。 MtrCは、Shewanella細菌の外...

セレン（Selenium）は重要な微量元素であり、自然界に広く存在し、さまざまな生物代謝プロセスに関与しています。しかし、セレンの濃度が高すぎると、人間、動物、環境に深刻な毒性影響を及ぼします。工業活動、特に石炭火力発電所の石炭燃焼は、地下水のセレン汚染の主要な原因の一つです。石炭燃焼プロセスで生成されるフライアッシュ（fly ash）は、処理過程でセレンが浸透し、地下水を汚染します。セレンの毒性形態は主にその酸化状態、例えばセレン酸塩（selenate, Se(VI)）や亜セレン酸塩（selenite, Se(IV)）であり、これらの化合物は水中で溶解性が高く、生物に吸収されやすいため、生態系や人間の健康に脅威を与えます。 この問題に対処するため、研究者たちはさまざまな修復技術を探求してき...

土壌は陸地の生物地球化学プロセスの産物であり、人類の生存にとって重要な基盤です。微生物は土壌に生命の特性を与え、その内部の生物地球化学循環を駆動します。微生物は、土壌構造の改良、肥沃度の向上、汚染制御、地球気候変動への対応などにおいて重要な役割を果たしています。微生物は土壌中で主に微コロニーまたはバイオフィルム（biofilm）の形で土壌鉱物や有機物の表面に付着しています。バイオフィルムは、微生物（細菌、藻類、真菌、および/または古細菌）が自身が分泌する細胞外高分子物質（Extracellular Polymeric Substances, EPS）に埋め込まれ、有機-無機界面に付着して形成されます。EPSはバイオフィルムの構造的完全性の担い手として、バイオフィルムの物理化学的特性と機能の複...

磁気走性細菌（Magnetotactic Bacteria, MTB）は、磁気小体（magnetosomes）を生体鉱化する微生物です。磁気小体は膜で包まれた磁性ナノ結晶で、主に磁鉄鉱（Fe₃O₄）または硫鉄鉱（Fe₃S₄）で構成されています。これらの磁気小体は細菌の細胞内で鎖状または特定の方向に配列され、細菌に磁気双極子モーメントを与え、地球の磁力線に沿って方向運動を行う能力を提供します。この現象は磁気走性（magnetotaxis）と呼ばれます。磁気走性は、細菌が垂直な化学濃度勾配（通常は酸素勾配）の中で最適な位置を特定し維持するのに役立ちます。 磁気小体の磁性特性は、そのサイズ、形状、結晶配向、および空間配置によって決定され、これらの特性はナノ粒子の磁性を研究するための理想的なモデルと...