目次

Editorials

極端気象と地球温暖化の関係を確実に説明するためには、よりよいモデルが必要である。

Extreme weather

doi: 10.1038/489335b

論文ねつ造などの不正行為をなくすには、それを許している学界の体質、体制を改革しなくてはならない。

Through the gaps

doi: 10.1038/489335a

実験動物の空輸を止めようとする運動の広がりは、生物医学研究への大きな脅威であり、科学界は早急に対処すべきだ。

Return to sender

doi: 10.1038/489336a

News

EUが、ルーマニアの超高強度レーザー施設の建設にゴーサインを。

Laser centre lights up eastern Europe

doi: 10.1038/489351a

大手輸送会社2社が実験動物の取り扱いを中止へ。

Lab-animal flights squeezed

doi: 10.1038/489344a

英政府が先端技術促進を打ち出したが、資金の伴わない計画に、失望も。

UK technology-boost plan disappoints

doi: 10.1038/489347a

中国の科学界から、ナノ材料分野の発展のためには、安全性研究と規制強化が必要との声が。

Nano-safety studies urged in China

doi: 10.1038/489350a

ヒトDNAの変異速度が見直され、考古学的年代推定と遺伝学的年代推定との矛盾が解消へ。

Studies slow the human DNA clock

doi: 10.1038/489343a

日本の麻酔科医による大量の論文ねつ造が発覚し、学界に衝撃が。

Retraction record rocks community

doi: 10.1038/489346a

西ナイルウイルスが、腎臓病にも関係している可能性が。

The hidden threat of West Nile virus

doi: 10.1038/489349a

News Features

神経科学:脳のアイドリング

Neuroscience: Idle minds

脳は、全く何もしていないように見えるときでも、驚くほど活発に働いている。

doi: 10.1038/489356a

森林火災:バーンアウト

Forest fires: Burn out

アメリカ西部の森林では、大規模な山火事、気候変動、昆虫の大発生によって、生態系に回復不能な変化が起こり始めている。

doi: 10.1038/489352a

News & Views

天文学:宇宙の夜明けを探して

Astronomy: Searching for the cosmic dawn p.370

ハッブル宇宙望遠鏡と「宇宙のレンズ」、つまり重力レンズ効果を組み合わせて、ビッグバン後5億年にさかのぼると考えられる銀河の大きく拡大された像が明らかにされた。この知見によって、銀河形成の初期段階を垣間見ることができる。

doi: 10.1038/489370a

神経科学:注意は見た目ほど単純ではない

Neuroscience: Attention is more than meets the eye p.371

我々の脳は、重要な事象だけに集中し、気を散らすような事象は取り除いてしまう。サルを使った実験で、注意の神経表現と行動表現が意外なくらい解離していることが明らかになった。

doi: 10.1038/489371a

50 & 100 years ago p.372

doi: 10.1038/489372a

材料化学:壺状の分子から作られるリポソーム

Materials chemistry: Liposomes derived from molecular vases p.372

リポソームは、皮膚に潤いを与えるモイスチャライザーなどのパーソナルケア製品に広く含まれる成分である。受容体に似た分子から作られた改良型リポソームによって、治療用途や工業用途への新しい機会が開かれそうだ。

doi: 10.1038/489372b

ヒトの行動:協力的に働く直観

Human behaviour: A cooperative instinct p.374

直観に従った行動は、時として誤った決断につながる。しかし、ヒトの直観は利己的な行動でなく、協力的な行動のほうを好むことを明らかにした研究によれば、直観的な決断は通常、公益につながるものとなるらしい。

doi: 10.1038/489374a

材料科学:マトリョーシカ効果

Materials science: The matryoshka effect p.375

バルク材料の構造を複数の長さスケールで調節することで、熱を電圧に変換する半導体の性能が、画期的と言えるレベルにまで最適化された。

doi: 10.1038/489375a

進化生物学:昆虫の毒物耐性機構に見られる収斂進化

Evolutionary biology: Insects converge on resistance p.376

3億年にわたって分岐し続けた昆虫種が、植物のカルデノリド毒素に対する耐性をもたらす同一の単一アミノ酸置換を進化させてきていることは、収斂進化のめざましい例の1つである。

doi: 10.1038/489376a

Articles

物性:ドープ量子磁性体における準粒子のボースグラスとモットグラス

Bose glass and Mott glass of quasiparticles in a doped quantum magnet p.379

The low-temperature states of bosonic fluids exhibit fundamental quantum effects at the macroscopic scale: the best-known examples are Bose–Einstein condensation and superfluidity, which have been tested experimentally in a variety of different systems. When bosons interact, disorder can destroy condensation, leading to a ‘Bose glass’. This phase has been very elusive in experiments owing to the absence of any broken symmetry and to the simultaneous absence of a finite energy gap in the spectrum. Here we report the observation of a Bose glass of field-induced magnetic quasiparticles in a doped quantum magnet (bromine-doped dichloro-tetrakis-thiourea-nickel, DTN). The physics of DTN in a magnetic field is equivalent to that of a lattice gas of bosons in the grand canonical ensemble; bromine doping introduces disorder into the hopping and interaction strength of the bosons, leading to their localization into a Bose glass down to zero field, where it becomes an incompressible Mott glass. The transition from the Bose glass (corresponding to a gapless spin liquid) to the Bose–Einstein condensate (corresponding to a magnetically ordered phase) is marked by a universal exponent that governs the scaling of the critical temperature with the applied field, in excellent agreement with theoretical predictions. Our study represents a quantitative experimental account of the universal features of disordered bosons in the grand canonical ensemble.

doi: 10.1038/nature11406

神経科学:Scn1a+/−マウスの自閉症様行動とGABAを介した神経伝達の亢進による救済

Autistic-like behaviour in Scn1a+/− mice and rescue by enhanced GABA-mediated neurotransmission p.385

Haploinsufficiency of the SCN1A gene encoding voltage-gated sodium channel NaV1.1 causes Dravet’s syndrome, a childhood neuropsychiatric disorder including recurrent intractable seizures, cognitive deficit and autism-spectrum behaviours. The neural mechanisms responsible for cognitive deficit and autism-spectrum behaviours in Dravet’s syndrome are poorly understood. Here we report that mice with Scn1a haploinsufficiency exhibit hyperactivity, stereotyped behaviours, social interaction deficits and impaired context-dependent spatial memory. Olfactory sensitivity is retained, but novel food odours and social odours are aversive to Scn1a+/− mice. GABAergic neurotransmission is specifically impaired by this mutation, and selective deletion of NaV1.1 channels in forebrain interneurons is sufficient to cause these behavioural and cognitive impairments. Remarkably, treatment with low-dose clonazepam, a positive allosteric modulator of GABAA receptors, completely rescued the abnormal social behaviours and deficits in fear memory in the mouse model of Dravet’s syndrome, demonstrating that they are caused by impaired GABAergic neurotransmission and not by neuronal damage from recurrent seizures. These results demonstrate a critical role for NaV1.1 channels in neuropsychiatric functions and provide a potential therapeutic strategy for cognitive deficit and autism-spectrum behaviours in Dravet’s syndrome.

doi: 10.1038/nature11356

遺伝:成人脳のトランスクリプトームを解剖学的に解析した包括的アトラス

An anatomically comprehensive atlas of the adult human brain transcriptome p.391

Neuroanatomically precise, genome-wide maps of transcript distributions are critical resources to complement genomic sequence data and to correlate functional and genetic brain architecture. Here we describe the generation and analysis of a transcriptional atlas of the adult human brain, comprising extensive histological analysis and comprehensive microarray profiling of ∼900 neuroanatomically precise subdivisions in two individuals. Transcriptional regulation varies enormously by anatomical location, with different regions and their constituent cell types displaying robust molecular signatures that are highly conserved between individuals. Analysis of differential gene expression and gene co-expression relationships demonstrates that brain-wide variation strongly reflects the distributions of major cell classes such as neurons, oligodendrocytes, astrocytes and microglia. Local neighbourhood relationships between fine anatomical subdivisions are associated with discrete neuronal subtypes and genes involved with synaptic transmission. The neocortex displays a relatively homogeneous transcriptional pattern, but with distinct features associated selectively with primary sensorimotor cortices and with enriched frontal lobe expression. Notably, the spatial topography of the neocortex is strongly reflected in its molecular topography—the closer two cortical regions, the more similar their transcriptomes. This freely accessible online data resource forms a high-resolution transcriptional baseline for neurogenetic studies of normal and abnormal human brain function.

doi: 10.1038/nature11405

生理:酸感受性イオンチャネル–クモ毒複合体の構造的可塑性と動的なイオン選択性

Structural plasticity and dynamic selectivity of acid-sensing ion channel–spider toxin complexes p.400

Acid-sensing ion channels (ASICs) are voltage-independent, amiloride-sensitive channels involved in diverse physiological processes ranging from nociception to taste. Despite the importance of ASICs in physiology, we know little about the mechanism of channel activation. Here we show that psalmotoxin activates non-selective and Na+-selective currents in chicken ASIC1a at pH 7.25 and 5.5, respectively. Crystal structures of ASIC1a–psalmotoxin complexes map the toxin binding site to the extracellular domain and show how toxin binding triggers an expansion of the extracellular vestibule and stabilization of the open channel pore. At pH 7.25 the pore is approximately 10 Å in diameter, whereas at pH 5.5 the pore is largely hydrophobic and elliptical in cross-section with dimensions of approximately 5 by 7 Å, consistent with a barrier mechanism for ion selectivity. These studies define mechanisms for activation of ASICs, illuminate the basis for dynamic ion selectivity and provide the blueprints for new therapeutic agents.

doi: 10.1038/nature11375

Letters

宇宙:ビッグバンの約5億年後の拡大された若い銀河

A magnified young galaxy from about 500 million years after the Big Bang p.406

doi: 10.1038/nature11446

計測:自由電子レーザーによるパルス電子常磁性共鳴分光

Pulsed electron paramagnetic resonance spectroscopy powered by a free-electron laser p.409

doi: 10.1038/nature11437

材料:全スケールで階層構造を持つ高性能バルク熱電体

High-performance bulk thermoelectrics with all-scale hierarchical architectures p.414

doi: 10.1038/nature11439

生態:プランクトンの多様性と海洋循環が調節する海洋の窒素蓄積量

Oceanic nitrogen reservoir regulated by plankton diversity and ocean circulation p.419

doi: 10.1038/nature11357

気候:午後の雨はより乾燥した土壌において起こる

Afternoon rain more likely over drier soils p.423

doi: 10.1038/nature11377

社会心理学:自発的な寛大さと計算された強欲

Spontaneous giving and calculated greed p.427

doi: 10.1038/nature11467

生態:性特異的な揮発性物質が、小型節足動物を介した蘚類の受精に影響する

Sex-specific volatile compounds influence microarthropod-mediated fertilization of moss p.431

doi: 10.1038/nature11330

脳:皮質ニューロンに障害のない注意障害

Attention deficits without cortical neuronal deficits p.434

doi: 10.1038/nature11497

発生:Lrp4は神経筋シナプスにおける前シナプス分化のための逆行性シグナルである

Lrp4 is a retrograde signal for presynaptic differentiation at neuromuscular synapses p.438

doi: 10.1038/nature11348

医学:全ゲノム関連解析によって明らかになった新規な2つの重症マラリア抵抗性遺伝子座

Genome-wide association study indicates two novel resistance loci for severe malaria p.443

doi: 10.1038/nature11334

遺伝:核内Argonauteは多世代にわたるエピジェネティックな遺伝と生殖細胞の不死性を促進する

A nuclear Argonaute promotes multigenerational epigenetic inheritance and germline immortality p.447

doi: 10.1038/nature11352

細胞:ヒストンH3リシン36のSet2によるメチル化は、転写中の遺伝子でのヒストン交換を抑制する

Set2 methylation of histone H3 lysine 36 suppresses histone exchange on transcribed genes p.452

doi: 10.1038/nature11326

生化学:ハプトグロビン–ヘモグロビン複合体の構造

Structure of the haptoglobin–haemoglobin complex p.456

doi: 10.1038/nature11369

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