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Editorials

パルサーの発見から50年がたち、その科学的重要性が確立された。

Pulsars still dazzle after 50 years p.5

The Universe’s flash machines have proven their scientific value.

doi: 10.1038/547005b

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細胞1個ずつの性質を調べられる新しい手法のおかげで、数学やコンピューターなど、他分野との協同が促進されるようになった。

Biology of single cells shines a light on collaboration p.5

New tools for exploring the individual characteristics of cells are attracting researchers from other disciplines.

doi: 10.1038/547005a

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中東の地政学的危機により、科学研究でのヘリウム確保の必要性が高まっている。

Helium should be recycled p.6

The geopolitical crisis in the Middle East highlights the vulnerability of supplies of an essential research resource.

doi: 10.1038/547006a

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News

Google子会社が、ウエアラブルデバイスを活用した大規模な健康調査を。

Google spin-off deploys wearable electronics for huge health study p.13

Large projects explore how to integrate data from smart devices with other health metrics.

doi: 10.1038/547013a

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コンゴ民主共和国での最近のエボラ出血熱流行は早々に終息したが、流行への対応についてはまだまだ改善の余地も。

Ebola outbreak in Africa ends — but gaps in public health leave region vulnerable p.14

Experts say effective response to the outbreak in the Democratic Republic of the Congo helped prevent the virus from spreading.

doi: 10.1038/nature.2017.22227

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ハリー・ポッター人気が、インドネシアでのフクロウの不正取引増加の一因に。

Has Harry Potter mania cursed Indonesia's owls? p.15

Conservationists fear trend of selling wild-caught birds will hurt populations.

doi: 10.1038/nature.2017.22198

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中東諸国がカタールと国交断絶したことで、ヘリウムの供給が不安定に。

Qatar blockade hits helium supply p.16

Researchers braced for shortages as Gulf state forced to close its refineries.

doi: 10.1038/547016a

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ホライズン2020の後継となるEUの巨額な科学助成プログラムに、期待が。

Europe’s next big science-funding programme urged to double its budget p.17

Influential report suggests simpler, more citizen-friendly system for post-2020 EU research funding.

doi: 10.1038/547017a

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News Features

単一細胞の生物学

Single-cell biology p.19

生命の最も基本的単位の解析が、より良い治療法や重要な生命過程の手掛かりにつながると、期待が膨らんでいる。

doi: 10.1038/547019a

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追跡が困難を極める細胞系譜

The trickiest family tree in biology p.20

科学者たちは、胚から成体までの発生を、細胞ごとに捉えてより深く理解しようと懸命に努力している。

doi: 10.1038/547020a

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細胞の探究者

How to build a human cell atlas p.24

米国ブロード研究所のAviv Regevは、単一細胞をゲノミクス手法を用いて調べ、人体の全細胞をマッピングしようと取り組んでいる。

doi: 10.1038/547024a

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News & Views

細胞周期:クロマチンの連続的な変化

Cell cycle: Continuous chromatin changes p.34

DNAは、クロマチンとして細胞内に格納され、折りたたまれて組織化されたドメインを作っている。今回、単一細胞のクロマチン接触状況のマッピングによって、こうしたドメインの細胞分裂時の動的な変化に光が当てられた。

doi: 10.1038/547034a

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古気候学:化石から明らかになった氷床の歴史

Palaeoclimatology: Ice-sheet history revealed by fossils p.35

今回、微小化石によって、1万400〜7500年前に、周極深層水と呼ばれる水塊の湧昇が南極の棚氷を不安定化していたことが示された。この知見は、氷床の後退に関する我々の理解を深める。

doi: 10.1038/547035a

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免疫学:T細胞の標的認識パターン

Immunology: The patterns of T-cell target recognition p.36

T細胞受容体と、通常は生体内に存在しないペプチド分子との結合が、免疫応答の引き金となることがある。どのペプチドがT細胞と結合するか予測するのは困難だが、それが今回実現された。

doi: 10.1038/nature23091

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エレクトロニクス:3D集積による演算能力の向上

Electronics: 3D integration advances computing p.38

集積回路には、電子デバイスが1層しかないことが多く、これが集積回路の性能や機能を制限している。複数のデバイス層を合体させた3D集積回路によって、多様な応用が可能になる。

doi: 10.1038/547038a

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がんゲノミクス:ドライバー変異の探索では、的を絞ると多くが得られる

Cancer genomics: Less is more in the hunt for driver mutations p.40

乳がんゲノム360例の解析によって、遺伝子発現を調節するプロモーターと呼ばれる非コードDNA配列の9つで、がんのドライバー変異が見つかった。この結果は、非コードドライバーが多く存在することを示唆している。

doi: 10.1038/nature23085

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天体物理学:兄弟の星は年々近くなる

Astrophysics: Stellar siblings grow closer with age p.41

大質量星は、対になって連星系をなしていることが多い。今回、観測によって、そうした連星系の星は、これまで考えられていたより互いに離れた場所で生まれたことが明らかになった。これは、星形成に関する息の長い議論に新たな光を当てる。

doi: 10.1038/nature23092

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Articles

古気候学:完新世における暖水の流入によって生じた西南極氷床の後退

West Antarctic Ice Sheet retreat driven by Holocene warm water incursions p.43

During the early Holocene epoch—and since the 1940s—variations in Southern Hemisphere westerly winds controlled the upwelling of Circumpolar Deep Water and seemingly ice-sheet retreat in West Antarctica.

doi: 10.1038/nature22995

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気候科学:気候変動が南極の露岩生息地の拡大を進行させる

Climate change drives expansion of Antarctic ice-free habitat p.49

Permanently ice-free areas, home to almost all of Antarctica’s biodiversity, are projected, in the worst case, to expand by over 17,000 km2 as a result of climate change by the end of this century, with potentially deleterious consequences for the continent’s biodiversity.

doi: 10.1038/nature22996

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がんゲノミクス:乳がんにおいて頻発する機能調節変異

Recurrent and functional regulatory mutations in breast cancer p.55

High-depth sequencing of targeted regions in primary breast cancer identifies mutated promoter elements with recurrent mutations at specific and/or nearby bases, suggesting selection of certain non-coding events.

doi: 10.1038/nature22992

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細胞周期:単一細胞レベルの分解能で見る、染色体構造の細胞周期に応じた動的変化

Cell-cycle dynamics of chromosomal organization at single-cell resolution p.61

Single-cell Hi-C analysis in thousands of mouse embryonic stem cells shows that chromosomal compartments, topological-associated domains and long-range loops all have distinct cell-cycle dynamics.

doi: 10.1038/nature23001

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生物物理学:β2AR–Gタンパク質活性化におけるリガンドの有効性の一分子解析

Single-molecule analysis of ligand efficacy in β2AR–G-protein activation p.68

Single-molecule FRET imaging provides insights into the allosteric link between the ligand-binding and G-protein nucleotide-binding pockets of the β2 adrenergic receptor (β2AR) and improved understanding of the G-protein activation mechanism.

doi: 10.1038/nature22354

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Letters

エレクトロニクス:単一チップでの演算とデータ記憶のためのナノテクノロジーの三次元集積化

Three-dimensional integration of nanotechnologies for computing and data storage on a single chip p.74

Multiple nanotechnologies are integrated on a single chip to realize a three-dimensional integrated circuit architecture that combines computing and data storage—a potentially transformative advance in computing.

doi: 10.1038/nature22994

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化学:極性マッチングに基づくクロスカップリングによる選択的sp3 C–Hアルキル化

Selective sp3 C–H alkylation via polarity-match-based cross-coupling p.79

The functionalization of carbon–hydrogen (C–H) bonds is one of the most attractive strategies for molecular construction in organic chemistry. The hydrogen atom is considered to be an ideal coupling handle, owing to its relative abundance in organic molecules and its availability for functionalization at almost any stage in a synthetic sequence. Although many C–H functionalization reactions involve C(sp3)–C(sp2) coupling, there is a growing demand for C–H alkylation reactions, wherein sp3 C–H bonds are replaced with sp3 C–alkyl groups. Here we describe a polarity-match-based selective sp3 C–H alkylation via the combination of photoredox, nickel and hydrogen-atom transfer catalysis. This methodology simultaneously uses three catalytic cycles to achieve hydridic C–H bond abstraction (enabled by polarity matching), alkyl halide oxidative addition, and reductive elimination to enable alkyl–alkyl fragment coupling. The sp3 C–H alkylation is highly selective for the α-C–H of amines, ethers and sulphides, which are commonly found in pharmaceutically relevant architectures. This cross-coupling protocol should enable broad synthetic applications in de novo synthesis and late-stage functionalization chemistry.

doi: 10.1038/nature22813

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地球科学:マントルのメルト分率の変化によって調節される大陸リフトの間欠的運動

Episodic kinematics in continental rifts modulated by changes in mantle melt fraction p.84

GPS measurements are used to investigate the continental rift system of North Island, New Zealand, and to develop a model for short-term deformation involving flexing of an elastic upper crust caused by episodic changes in mantle viscosity and melt fraction.

doi: 10.1038/nature22962

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免疫学:定量化可能な特性予測によりエピトープ特異的なT細胞受容体レパートリーを決定する

Quantifiable predictive features define epitope-specific T cell receptor repertoires p.89

The authors characterize epitope-specific T cell repertoires, identify shared and recognizable features of TCRs, and develop tools to classify antigen specificity on the basis of sequence analysis.

doi: 10.1038/nature22383

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免疫学:T細胞受容体レパートリーの特異性グループを明らかにする

Identifying specificity groups in the T cell receptor repertoire p.94

The authors devise an algorithm that can cluster T cell receptor (TCR) sequences sharing the same specificity, predict the HLA restriction of these TCR clusters on the basis of subjects’ genotypes and help to identify specific peptide major histocompatibility complex ligands.

doi: 10.1038/nature22976

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細胞死:化学療法薬はガスダーミンのカスパーゼ-3による切断を介してピロトーシスを誘導する

Chemotherapy drugs induce pyroptosis through caspase-3 cleavage of a gasdermin p.99

Chemotherapy drugs can cause pyroptotic cell death by activating caspase-3 to cleave gasdermin E, potentially contributing to their toxicity and adverse effects.

doi: 10.1038/nature22393

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がんゲノミクス:急性骨髄性白血病の再発の起源を幹細胞までさかのぼる

Tracing the origins of relapse in acute myeloid leukaemia to stem cells p.104

Identification of the cell types from which relapse arises in acute myeloid leukaemia, by following leukaemia propagation from patient-derived leukaemia samples.

doi: 10.1038/nature22993

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がん:mTORC1依存的なAMD1調節は前立腺がんでポリアミン代謝を支える

mTORC1-dependent AMD1 regulation sustains polyamine metabolism in prostate cancer p.109

mTOR complex 1 signalling regulates polyamine metabolism and thereby promotes tumorigenesis, through regulation of the stability of a key enzyme, AMD1.

doi: 10.1038/nature22964

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微生物学:生物の多様な界に由来するRNアーゼIIIは抗ウイルス性のエフェクターとして作用する

RNase III nucleases from diverse kingdoms serve as antiviral effectors p.114

RNase III from all three domains of life elicits RNA-targeting antiviral activity that is independent of, and possibly predates, other known eukaryotic antiviral systems.

doi: 10.1038/nature22990

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構造生物学:メカノトランスダクションチャネルNOMPCの低温電子顕微鏡構造

Electron cryo-microscopy structure of the mechanotransduction channel NOMPC p.118

Single-particle electron cryo-microscopy analysis of the mechanotransduction channel NOMPC reveals that it contains a bundle of four helical spring-shaped ankyrin repeat domains that undergo motion, potentially allowing mechanical movement of the cytoskeleton to be coupled to the opening of the channel.

doi: 10.1038/nature22981

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