近年、ヒト腸内細菌叢（Human Gut Microbiota, HGM）が薬物や栄養素の代謝において重要な役割を果たすことが認識されるようになってきました。腸内細菌叢は、経口薬の生物学的利用能に影響を与えるだけでなく、その代謝酵素を介して薬物や生物活性分子の生体変換（biotransformation）に関与し、薬物の薬物動態や薬力学特性に影響を及ぼします。しかし、腸内細菌叢の複雑さや個人間の差異により、特定の微生物が薬物や栄養素の代謝に果たす具体的な役割を特定することは依然として大きな課題です。この問題を解決するため、研究者たちはGutBugDBを開発しました。これは、ヒト腸内細菌叢が媒介する生物および異生物質（xenobiotic）分子の生体変換を予測するためのオープンアクセスのデジタ...

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...

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...

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...

学術的背景 シーケンシング技術の急速な進展により、科学者たちは大量のタンパク質配列データを取得できるようになり、その中には多くの酵素配列も含まれています。しかし、京都遺伝子とゲノム百科事典（KEGG）やBRENDAのような大規模な酵素データベースが構築されているにもかかわらず、多くの酵素の配列情報は依然として欠落しています。これらの配列情報が欠如している酵素は「オーファン酵素」（orphan enzymes）と呼ばれています。オーファン酵素の存在は、配列類似性に基づく機能アノテーションを著しく妨げ、配列と酵素反応の間の関係を理解する上で大きな空白を生んでいます。 オーファン酵素の問題は、配列情報の欠如に限らず、生物学的プロセスの理解にも影響を及ぼしています。例えば、ヒト腸内細菌叢における多く...

タンパク質の三次元構造はそのアミノ酸配列によって決定され、タンパク質の機能はその三次元構造に大きく依存しています。タンパク質の側鎖構造（side-chain conformations）は、タンパク質の折り畳み、タンパク質-タンパク質相互作用、およびタンパク質設計（de novo protein design）において重要な役割を果たします。正確にタンパク質側鎖の構造を予測することは、タンパク質の折り畳みメカニズムを理解し、新しいタンパク質を設計し、タンパク質相互作用を研究するための鍵となります。しかし、従来の物理ベースのモデル（physics-based modeling）は、経験的なスコアリング関数（empirical scoring functions）、離散的なロタマーライブラリ（d...

学術的背景 低温電子顕微鏡（Cryo-EM）は、タンパク質などの巨大分子の構造を解析するための重要な実験技術です。しかし、Cryo-EMの有効性は、低コントラストや構造の異質性などの実験条件によって引き起こされるノイズや密度値の欠損によってしばしば制限されます。既存のグローバルおよびローカルな画像シャープニング技術はCryo-EM密度マップの改善に広く使用されていますが、より正確なタンパク質構造を構築するためにその品質を効率的に向上させることには依然として課題があります。この問題を解決するために、研究者はCryoTenという3D UNETR++スタイルのTransformerモデルを開発し、Cryo-EM密度マップの品質を効果的に向上させることを目指しています。 論文の出典 この論文は、Jo...

プロテオミクス研究において、質量分析（Mass Spectrometry, MS）はタンパク質の豊度や構造変化を分析するために広く使用されています。しかし、タンパク質の定量分析には重要な課題があります。多くのタンパク質が同じペプチド（shared peptides）を共有しているため、これらのペプチドが複数のタンパク質配列に現れることがあります。従来の方法は通常、ユニークペプチド（unique peptides）のみに依存してタンパク質を定量しており、共有ペプチドの情報を無視しているため、定量結果に偏りや不正確さが生じる可能性があります。特に、タンパク質アイソフォーム（protein isoforms）や翻訳後修飾（post-translational modifications, PTMs...

背景紹介 タンパク質の翻訳後修飾（Post-Translational Modifications, PTMs）は、遺伝子転写、DNA修復、タンパク質相互作用などの細胞活動を調節する重要なメカニズムです。その中でも、システイン（Cysteine）は希少なアミノ酸であり、そのチオール基（Thiol Group）を介して多様なPTMsに関与し、特に酸化還元平衡やシグナル伝達プロセスにおいて重要な役割を果たしています。S-スルフヒドル化（S-Sulfhydration）は重要なPTMの一つであり、心血管疾患や神経疾患の発症と進行に密接に関連しています。しかし、S-スルフヒドル化の具体的なメカニズムは未解明であり、特にその部位の識別において大きな課題が残されています。 従来のS-スルフヒドル化部位の...