学術的背景紹介 スプライソソーム（spliceosome）は、高度に動的な巨大分子複合体であり、pre-mRNAからイントロン（intron）を正確に切除する役割を担っています。近年、クライオ電子顕微鏡（cryo-electron microscopy, cryo-EM）技術を通じて、科学者たちはスプライソソームの段階的な組み立て、触媒的スプライシング、そして最終的な解離過程についてかなり詳細な構造的理解を得てきました。しかし、スプライソソームがどのようにして最適でないスプライシング基質を認識し、拒絶するのかという分子メカニズムはまだ不明です。この問題は、スプライシングの忠実性（splicing fidelity）を理解する上で極めて重要です。なぜなら、スプライシングのエラーは遺伝子発現の異...

学術的背景 平衡感覚（equilibrioception）は、哺乳類が三次元世界を感知し、ナビゲートするための重要な能力です。この能力は、前庭有毛細胞（vestibular hair cells, VHCs）の迅速な機械電気変換（mechanoelectrical transduction, MET）反応に依存しており、頭部の位置や動きを検出します。これまでの研究で、トランスメンブレンチャネル様タンパク質（transmembrane channel-like proteins, TMCs）がMETチャネルの重要な構成要素であることが示されていますが、平衡感覚の分子メカニズムにはまだ多くの謎が残されています。近年、Gタンパク質共役受容体（G protein-coupled receptors,...

T細胞受容体（TCR）は免疫システムにおいて重要な役割を果たし、主要組織適合複合体（MHC）によって提示される抗原ペプチドを認識することで、病原体や腫瘍細胞に対する免疫応答を開始します。しかし、TCRの特異性（つまり、自己抗原と非自己抗原を区別する能力）は、免疫システムが効果的に機能するための核心です。エンジニアリングされた高親和性TCRは、抗原認識を強化する可能性を示していますが、しばしば特異性を失い、自己抗原との交差反応を引き起こし、深刻な副作用を引き起こします。この現象のメカニズムはまだ明確ではなく、TCRのがん免疫療法や感染症治療への応用を妨げています。 自然に進化したTCRは、動的な生体力学的調節の下で非常に高い特異性を示しますが、エンジニアリングされた高親和性TCRはしばしばこの...

現代社会において、睡眠不足は代謝疾患の主要な原因の一つとなっています。研究によると、睡眠不足はエネルギー摂取を増加させますが、エネルギー消費に対する影響は明確ではありません。一部の臨床研究では、睡眠不足の人はエネルギー摂取が増加する一方で、エネルギー消費には顕著な変化が見られませんでした。したがって、睡眠不足が肥満を引き起こすメカニズムについては、さらなる研究が必要です。睡眠は昼夜リズム行動であり、体内のホルモン恒常性と密接に関連しています。睡眠不足は昼夜リズムを乱し、食欲ホルモン（グレリン、レプチン、オレキシンなど）のレベルに影響を及ぼします。視床下部はホルモン分泌の重要な脳領域であり、その機能も睡眠-覚醒周期の乱れによって影響を受けます。したがって、昼夜リズム（睡眠を含む）に影響を受ける...

学術的背景 ヒトゲノムプロジェクト（Human Genome Project）の完了は、複雑な生物学的プロセスに対する全ゲノムレベルの理解を大きく進展させました。しかし、ゲノムのうち約1%しかタンパク質をコードしておらず、残りの大部分は非コード領域であり、長鎖非コードRNA（lncRNA）などの非コードRNA（ncRNA）を大量に生成しています。近年、これらの非コードRNAが新規ペプチドをコードし、細胞活動において重要な役割を果たす可能性があることが多くの研究で示されています。例えば、特定のlncRNAがコードするペプチドは、筋肉の生理機能、代謝調節、免疫応答などのプロセスで重要な役割を担っています。しかし、技術的な制限により、これらの非古典的翻訳産物（新規ペプチドなど）の体系的識別と機能の...

学術的背景 植物は病原体の侵入に直面すると、一連の複雑な防御メカニズムを開始します。その中で、活性酸素種（Reactive Oxygen Species, ROS）は植物の免疫反応において重要な役割を果たします。過酸化水素（H₂O₂）はROSの主要成分として、植物免疫反応の鍵となるシグナル分子と考えられています。しかし、H₂O₂がどのように植物細胞内で感知され、防御シグナルに変換されるのか、特に転写因子がどのように直接H₂O₂を感知し、遺伝子発現を調節するのかは、まだ解明されていない謎です。 これまでの研究では、H₂O₂はタンパク質中のシステイン（Cysteine）およびメチオニン（Methionine）残基を酸化することでタンパク質機能を調節することが示されています。しかし、転写因子がどの...

学術的背景 熱適応（Heat Acclimation, HA）は、哺乳類が高温環境に繰り返し曝露された後に生じる重要な適応反応であり、心血管機能、熱快適性、運動能力の向上に不可欠です。しかし、遺伝的に扱いやすいモデルの不足により、熱適応の分子および神経メカニズムは完全には解明されていません。これまでの研究では、前脳領域（Preoptic Area, POA）における脳由来神経栄養因子（Brain-Derived Neurotrophic Factor, BDNF）が熱防御反応に関与していることが示されていますが、熱適応における具体的な役割はまだ不明です。そこで、本研究ではマウスモデルを用いて、BDNFニューロンが熱適応において果たす役割とその下流の神経回路メカニズムを探求しました。 論文の出...

乳がんは、世界中の女性において最も一般的な悪性腫瘍の一つであり、その発症メカニズムは複雑で、さまざまな遺伝子変異とシグナル伝達経路の異常が関与しています。相同組換え欠損（Homologous Recombination Deficiency, HRD）は、乳がんにおける重要な分子特徴の一つであり、PARP阻害剤（PARPi）治療に対する患者の感受性と密接に関連しています。HRDは通常、BRCA1/2遺伝子の変異によって引き起こされますが、近年の研究では、他の遺伝子の変異もHRDを引き起こす可能性が示されています。TP53遺伝子は、乳がんにおいて最も頻繁に変異する遺伝子の一つであり、細胞周期制御、DNA修復、ゲノム安定性において重要な役割を果たしています。しかし、TP53変異とHRDとの関係は...

鼻咽癌（Nasopharyngeal Carcinoma, NPC）は、鼻咽頭粘膜上皮に由来する悪性腫瘍で、特に東南アジアや南中国地域で高い発生率を示す地理的分布特性を持っています。近年、鼻咽癌の治療において大きな進展が見られましたが、特に再発や転移を伴う患者の予後は依然として不良です。腫瘍の異質性（tumor heterogeneity）は、がんにおいて普遍的な現象であり、腫瘍内の異なる細胞サブタイプが遺伝子発現、機能、行動において差異を示します。この異質性は、腫瘍の発生、進行、治療抵抗性において重要な役割を果たします。しかし、鼻咽癌细胞サブタイプ間の相互作用および腫瘍転移への影響メカニズムは未だ明確ではありません。 エクソソーム（exosomes）は、細胞が分泌するナノサイズの小胞で、タ...

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...