コットンにおける全体的なDNAメチル化多型の研究が複雑な形質に対するエピゲノムの貢献を明らかに 背景と研究の動機 過去数十年にわたり、全ゲノム関連解析（GWAS）を通じて、ゲノムおよび遺伝的多様性に関する研究が進められ、作物形質の変異理解に理論的基盤を提供してきました。しかしながら、DNAメチル化をはじめとするエピジェネティック修飾が作物形質の制御にどのように寄与するかについては、未だに十分に解明されていません。DNAメチル化は、シトシン（Cytosine）にメチル基を付加することで発生し、遺伝子発現の調節、ゲノムの安定性の維持、さらに多くの作物における重要な農学形質において重要な役割を果たします。これまでの研究では、ゲノムメチル化レベルの多型が生態学的適応形質に関連していることが示されてい...

深層学習を活用したタンパク質設計：条件付き拡散モデルによる機能的タンパク質配列の生成 タンパク質は生命科学研究および応用の中心的要素であり、その多様性と機能の複雑性は科学者に無限の可能性を提供します。深層学習技術の発展により、タンパク質設計は新たな高みに到達しつつあります。上海交通大学やケンブリッジ大学など複数の機関の科学者が共同で発表した研究「A conditional protein diffusion model generates artificial programmable endonuclease sequences with enhanced activity」は、「条件付きタンパク質拡散モデル」（Conditional Protein Diffusion Model、CPD...

グリオーマのトポロジー景観の解読：ネットワーク理論フレームワークに基づく研究 グリオーマ幹細胞（Glioma Stem Cells, GSCs）は、グリオーマの再発と治療抵抗性の主要な要因とされ、新しい治療法の重要な研究対象となっています。しかし、グリオーマ幹細胞がグリオーマ階層内で果たす役割についての理解が限定的であり、この理解の不足が研究成果の臨床応用を妨げています。この問題を解決するために、Yaoらの研究チームは実験データと内生性ネットワーク理論（Endogenous Network Theory, ENT）を統合し、グリオーマのエネルギー景観を記述するためのコア内生性ネットワークモデルを構築しました。本研究は、グリオーマの生物学的複雑性を明らかにし、治療戦略に新たな理論的視点を提供し...

幹細胞移植による自然老化カニクイザルの生殖寿命延長 研究背景 卵巣は女性の生殖および健康にとって重要な器官であり、卵母細胞の産生と性ホルモンの分泌を担っています。加齢と共に卵巣の機能は次第に低下し、最終的に閉経に至り、骨粗鬆症や心血管疾患、神経変性疾患といったさまざまな健康問題を引き起こします。ホルモン補充療法（HRT）は閉経の症状を緩和するために広く使用されていますが、その長期的な使用は冠状動脈疾患や浸潤性乳がん、脳卒中などのリスクを増加させる可能性があるため、安全で効果的な代替方法の探索が求められています。 近年、間葉系幹細胞（Mesenchymal Stem Cells、以下MSC）を用いた治療法が、動物モデルおよび早期卵巣機能不全女性の卵巣機能回復に成功してきました。しかし、これらの...

微流体システムに基づく体節発生モデルの研究 背景と研究動機 体節の形成は脊椎動物の胚発生で極めて重要な役割を果たし、特に胚の筋骨格系のレイアウトと機能に決定的な影響を及ぼします。体節の発生は主に、両側の原節中胚葉（presomitic mesoderm, PSM）が頭尾方向に段階的に分節し、対称の上皮体節を形成する過程によります。このプロセスにおいて、生化学的シグナル（例えば、線維芽細胞増殖因子FGFやレチノイン酸RAなど）の勾配変化や生物力学的な影響が非常に重要です。しかし、既存の多くの体節発生モデルは懸濁培養を採用しており、生化学勾配や力学信号の精確な制御が困難であり、複雑な生化学-生物力学の相互作用の研究を制限しています。 この背景から、ミシガン大学とハーバード大学の研究チームが共同で...

エピトーププライムエディティングがCD123免疫療法から造血細胞を守る：急性骨髄性白血病に対する新しい治療戦略 研究背景と問題提起 急性骨髄性白血病（Acute Myeloid Leukemia, AML）は、骨髄性造血幹細胞（Hematopoietic Stem and Progenitor Cells, HSPCs）の異常な分化を特徴とする悪性血液疾患で、世界的に発症率が増加しており、治療が非常に困難です。現在の標準治療には化学療法や異種造血幹細胞移植が含まれますが、再発率が高く、再発後の生存期間は一般的に18カ月未満であるため、新たな治療戦略が急務となっています。近年、ターゲット治療（例えば、キメラ抗原受容体T細胞治療、CAR-T）はAML細胞表面の特定抗原を狙ってがん細胞を正確に殺傷...

ヒト膵臓発育過程における胚胎マクロファージの役割 背景と研究動機 膵臓の発育には、さまざまな細胞タイプ間の複雑な相互作用が関与しています。近年、膵臓微小環境における多様な細胞の相互影響が注目されつつありますが、免疫細胞が膵臓の器官形成において果たす役割は十分に理解されていません。胎児期には、免疫細胞が各器官に徐々に移行し、末梢耐性の確立を支援しますが、この過程の欠陥は多くの自己免疫疾患（1型糖尿病など）と関連しています。胚胎期のマクロファージ、特に卵黄嚢（yolk sac）由来の初期造血細胞は、発達中の多様な組織に移行し、組織に定着したマクロファージ群を形成することが知られています。しかし、膵臓において、マクロファージが内分泌細胞の分化にどのように関与しているのか、その具体的なメカニズムはま...

微小腸システムの多層組織構築が間質流れを再現 研究背景 近年、人体小腸のin vitroモデルの構築は著しい進展を遂げていますが、その複雑な構造と機能を完全に再現することは依然として課題です。微小腸組織モデルの目的は、薬物代謝や感染症研究に応用可能な組織システムを作成することですが、従来の方法では小腸の構造の層化と成熟化を実現できていません。研究チームは、胚発生時に血漿循環によって駆動される間質流れが、これらの複雑な構造を形成する鍵となる要素かもしれないと仮定しました。このプロセスをより適切に模倣するため、出口佐也香教授らは人間多能性幹細胞（pluripotent stem cells, PSCs）を利用し、微流体装置で間質流れを再現することで、人間胎児の小腸に類似した多層組織を構築しました...

背景紹介 肝細胞癌（Hepatocellular carcinoma, HCC）は最も一般的な原発性肝癌の一種であり、5年生存率は20%未満で、治療手段は非常に限られています。伝統的な標的薬物療法、例えばソラフェニブやその他のキナーゼ阻害剤はHCCの治療に使用されていますが、効果は限られており、根治に至るのは困難です。近年、免疫療法がHCC治療で注目されていますが、固形腫瘍に対する免疫療法（例えば、キメラ抗原受容体T細胞やナチュラルキラー細胞）は腫瘍微小環境の抑制要因に直面しています。HCCの微小環境では、高濃度のトランスフォーミング増殖因子-β（Transforming Growth Factor Beta, TGF-β）が免疫細胞の活性を抑制し、抗腫瘍免疫の効果を妨げることが確認されてい...

背景介绍 細胞エネルギー代謝研究の分野では、ミトコンドリア内のカルシウムイオン（[Ca²⁺]mt）はミトコンドリアの酸化機能を調節する重要なノードであると考えられている。その作用は主に三カルボン酸回路（TCA）のカルシウム感受性デヒドロゲナーゼ、例えばイソクエン酸デヒドロゲナーゼ（IDH）、α-ケトグルタル酸デヒドロゲナーゼ（OGDH）などを活性化することで表れる。これらの酵素はカルシウムイオンの変化に迅速に応答し、細胞内のATP需要と供給のバランスを調整する。しかし、近年の研究では、細胞質カルシウムイオン（[Ca²⁺]cyt）がこのプロセスでより重要な役割を果たす可能性があると示唆されている。本研究は、肝臓ミトコンドリアの酸化と代謝の調節における[Ca²⁺]mtと[Ca²⁺]cytの役割を...