目次

Editorials

合成生物学が成功するかは、小さな分野にこだわらず、分野間での協力ができるかどうかにかかっている。

Tribal gathering p.133

Success in synthetic biology will depend on better collaboration.

doi: 10.1038/509133a

遺伝子操作や薬物添加によって細胞の走化性を高め、その能力を競うアメーバ競争(Dicty World Race)は、科学への好奇心をかき立てる楽しい試みだ。

The game is on p.134

Amoeba races demonstrate a fun way to promote interest in science.

doi: 10.1038/509134b

宇宙の進化の様子が、バリオン物質のコンピューターシミュレーションによって、これまでで最も明らかに描かれた。

A cosmic history p.134

Millions of hours of processing time yield the best picture so far of how the Universe evolved.

doi: 10.1038/509134a

News

途上国でも抗生物質の入手が容易になってきているものの、法整備が追いついておらず、耐性菌が深刻な問題に。

Antibiotic resistance sweeping developing world p.141

Bacteria are increasingly dodging extermination as drug availability outpaces regulation.

doi: 10.1038/509141a

樺太や千島列島での研究で、雪崩の危険が大きい地域に住むには対策が必要なことが明らかに。

Avalanche hotspot revealed p.142

Study of disaster-prone Russian islands underscores perils of colonizing unfamiliar terrains.

doi: 10.1038/509142a

インドの総選挙で、科学政策が争点にならないことに、研究者たちから懸念が。

Indian elections fall flat on science p.145

Researchers concerned about country’s competitiveness as most party manifestos neglect innovation.

doi: 10.1038/509145a

大学が、新薬の開発を市場へと結び付けようと、企業との提携を促進する方向へ。

Universities seek to boost industry partnerships p.146

As drug companies shift focus, academia ramps up its role in bringing discoveries to market.

doi: 10.1038/509146a

News Features

画像化:活動中のがんの姿

Imaging: Cancer caught in the act p.148

生きた動物のがん細胞を観察する手法の進歩によって、がんについての見方が変わりつつある。

doi: 10.1038/509148a

境界を越えて

Synthetic biology: Beyond divisions p.151

誕生から15年近くが経過した合成生物学は、早くも分野が細かく分かれしまい、分野間のつながりが希薄だが、研究者の目指すところは同じで、新しい能力を持つ細胞の作成だ。

doi: 10.1038/509151a

文化の違い

Synthetic biology: Cultural divide p.152

合成生物学の今後をめぐり、特許重視派とオープンソース推進派とが、主導権争いを繰り広げている。

doi: 10.1038/509152a

News & Views

フォーラム:合成生物学:技術の再検討

Synthetic biology: Engineering explored p.166

合成生物学では、生体成分に変更を加えたり再配列したりすることで新規な応用に適した生物系を創造することを目指す研究分野である。このフォーラムでは、生体成分を操作して目的の形質を持つ生物を的確に作り出す最良の方法に関する2つの考え方が述べられている。

doi: 10.1038/509166a

気候科学:北極域の温暖化の発端

Climate science: The origin of regional Arctic warming p.167

北極域のカナダ北東部とグリーンランドで過去30年間にわたって起こっている急速な温暖化は、熱帯太平洋の寒冷化によって強力に駆動されていることが、観測データとモデリングによって示された。

doi: 10.1038/509167a

合成生物学:合成酵母染色体の構築

Synthetic biology: Construction of a yeast chromosome p.168

合成生物学の目標の1つは、複雑な合成生物の作出である。今回、こうした行程の一段階が酵母細胞で達成された。1本の酵母染色体の全体を、合成配列へと段階的に変換することが成功したのである。

doi: 10.1038/509168a

宇宙論:バーチャル宇宙

Cosmology: A virtual Universe p.170

宇宙構造形成の数値シミュレーションによって、その歴史の初期から現在に至るまでの宇宙の代表的な体積の大規模スケールおよび小規模スケールでの特徴が再現された。

doi: 10.1038/509170a

生物多様性:供給と需要

Biodiversity: Supply and demand p.171

ヒマラヤの鳴禽類についてのデータから、生物多様性が生じる場合の律速段階は種分化の速度ではなく、新しいニッチが創成される速度である可能性が示唆された。

doi: 10.1038/nature13332

生態学:死後の始末と生物多様性

Ecology: Diversity in the afterlife p.173

植物の落葉落枝(リター)とそれを分解する生物の両方の構成を変化させた野外実験で、生態系全体にわたって、生物多様性が低くなるとリター分解の速度が遅くなることが示された。

doi: 10.1038/509173a

構造生物学:光受容体で見られる遠隔からの作用

Structural biology: Action at a distance in a light receptor p.174

最新のX線散乱測定法を使って、フィトクロムの光センシング部位の暗状態と光照射状態での構造が得られ、局在するタンパク質の折りたたみ直しが光シグナルを増幅して細胞で情報が形成される仕組みが明らかになった。

doi: 10.1038/nature13331

Articles

宇宙:流体力学的シミュレーションによって再現された銀河の性質

Properties of galaxies reproduced by a hydrodynamic simulation p.177

A simulation that starts 12 million years after the Big Bang and traces 13 billion years of cosmic evolution yields a reasonable population of elliptical and spiral galaxies, reproduces the observed distribution of galaxies in clusters and the characteristics of hydrogen on large scales, and at the same time matches the ‘metal’ and hydrogen content of galaxies on small scales.

doi: 10.1038/nature13316

医学:垂直スリーブ状胃切除術の効果の基盤となる分子標的はFXRである

FXR is a molecular target for the effects of vertical sleeve gastrectomy p.183

Bariatric surgical procedures, such as vertical sleeve gastrectomy (VSG), are the most effective therapy for the treatment of obesity; now bile acids, and the presence of the nuclear bile acid receptor FXR, are shown to underpin the mechanism of VSG action, and the ability of VSG to reduce body weight and improve glucose tolerance is substantially reduced if FXR is absent.

doi: 10.1038/nature13135

神経科学:アストロサイトがコードする位置情報は感覚運動回路の完全性を維持する

Astrocyte-encoded positional cues maintain sensorimotor circuit integrity p.189

Populations of astrocytes in the spinal cord are shown to express region-specific genes, with ventral astrocyte-encoded Sema3a necessary for proper motor neuron circuit organization and typical sensory afferent projection patterns; these findings suggest that astrocytes provide a positional cue for maintaining proper circuit formation and refinement.

doi: 10.1038/nature13161

神経科学:シナプス除去と学習規則はMHCクラスIのH2-Dbによって共調節される

Synapse elimination and learning rules co-regulated by MHC class I H2-Db p.195

This study reveals a role for the MHC class I molecule H2-Db in retinogeniculate synapse elimination; expression of this immune system molecule in neurons lacking it is sufficient to rescue proper synapse pruning, as well as the segregation of eye-specific circuits in mice.

doi: 10.1038/nature13154

Letters

宇宙:GRB 121024Aの可視領域の残光における円偏光

Circular polarization in the optical afterglow of GRB 121024A p.201

Circularly polarized light is unexpectedly detected in the afterglow of γ-ray burst GRB 121024A measured 0.15 days after the burst, and is shown to be intrinsic to the afterglow and unlikely to be produced by dust scattering or plasma propagation effects.

doi: 10.1038/nature13237

材料科学:古典的なせん断亀裂が乾燥摩擦運動の開始を駆動する

Classical shear cracks drive the onset of dry frictional motion p.205

The transition between ‘static’ and ‘dynamic’ friction in a model system is found to be quantitatively captured by the same theoretical framework as is used to describe brittle fracture, but deviations from this correspondence are observed as the rupture velocity approaches the speed at which sound waves propagate along the interface.

doi: 10.1038/nature13202

気候:カナダ北東部とグリーンランドにおける近年の急速な北極域の温暖化に対する熱帯の強制

Tropical forcing of the recent rapid Arctic warming in northeastern Canada and Greenland p.209

Human-induced climate change is usually assumed to be responsible for the dramatic thawing of glaciers since the mid 1990s in Greenland and northeastern Canada; approximately half of the observed warming in this region during this period is now found to be attributable to atmospheric circulation changes that may be of natural origin.

doi: 10.1038/nature13260

生物多様性:農業景観における生物多様性の変化の予測と多様性崩壊の回避

Predicting biodiversity change and averting collapse in agricultural landscapes p.213

A new, holistic view of countryside biogeography is emerging for the world’s human-modified habitats and the biodiversity they support.

doi: 10.1038/nature13139

生態学:生物多様性の減少が全てのバイオームにわたってリター分解に及ぼす影響

Consequences of biodiversity loss for litter decomposition across biomes p.218

Field experiments across aquatic and terrestrial ecosystems show that biodiversity positively affects carbon and nitrogen cycling in leaf litter decomposition, indicating that reduced decomposition caused by biodiversity loss would modify the global carbon cycle and limit the nitrogen supply to the organisms at the base of the food chain.

doi: 10.1038/nature13247

生物多様性:ニッチの占有はヒマラヤ山脈の鳴禽類の多様化を減速させる

Niche filling slows the diversification of Himalayan songbirds p.222

In Himalayan songbirds, the speciation rate is ultimately set by ecological competition, rather than by the rate of acquisition of reproductive isolation.

doi: 10.1038/nature13272

神経科学:知覚刺激は視覚皮質を同期状態から非同期状態に移行させる

Sensory stimulation shifts visual cortex from synchronous to asynchronous states p.226

Intracellular recordings distinguish between mechanisms that can account for variability in primary visual cortex of alert primates, consistent with a scheme in which spiking is driven by infrequent synchronous events during fixation, with sensory stimulation shifting the cortex to an asynchronous state.

doi: 10.1038/nature13159

医学:リステリア菌は貪食除去を利用して細胞から細胞への伝播を促進する

Listeria monocytogenes exploits efferocytosis to promote cell-to-cell spread p.230

The intracellular bacterial pathogen Listeria monocytogenes is shown to exploit efferocytosis—the process by which dead or dying cells are removed by phagocytosis—to promote cell-to-cell spread during infection.

doi: 10.1038/nature13168

免疫:NRROSは宿主防御と自己免疫の際に活性酸素種の負の調節を行う

NRROS negatively regulates reactive oxygen species during host defence and autoimmunity p.235

The leucine-rich repeat protein NRROS which resides in the endoplasmic reticulum regulates phagocytic NADPH oxidase, minimizing collateral tissue damage caused by reactive oxygen species during inflammatory processes.

doi: 10.1038/nature13152

免疫:エンドソームは細菌検知とNOD2シグナル伝達のための特化したプラットフォームである

Endosomes are specialized platforms for bacterial sensing and NOD2 signalling p.240

The endo-lysosomal transporters SLC15A3 and SLC15A4 provide a portal of entry for extracellular bacterial products that activate the cytoplasmic sensor NOD2; these results establish the importance of endosomes as signalling platforms specialized for triggering innate immune responses.

doi: 10.1038/nature13133

構造生物学:フィトクロムの光センサーにおけるシグナル増幅と伝達

Signal amplification and transduction in phytochrome photosensors p.245

The solution and crystal structures of a bacterial phytochrome photosensory core in both its resting and activated states are determined; switching between closed (resting) and open (activated) forms is found to be mediated by a conserved ‘tongue’, and the structures indicate that smaller changes in the vicinity of the chromophore are amplified in scale as they are transmitted through the tongue and beyond.

doi: 10.1038/nature13310

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