微生物インクで「生きた物体」を3Dプリント ブドウ糖液で成長も確認

研究チームは大腸菌から開発した微生物インクで成長できる3Dプリントを実現した
Credit:Duraj-Thatte et al., Nature Communications(2021)

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3Dプリンタは今やなんでも印刷できる印象があり、生物学的な構造を印刷しようとする研究も増えてきています。

今回、米国ノースイースタン大学(Northeastern University)の研究チームが開発したのは、大腸菌の細胞から作った新しいタイプのバイオインクです。

このインクの新しい点は、実際に印刷される物質が生きた細胞であり、ブドウ糖液などに浸けて栄養補給すると、成長するところだといいます。

研究の詳細は、11月23日付でオープンアクセスジャーナル『Nature Communications』に掲載されています。

目次 生きている建材 生きている建材 宇宙へ人類が進出したとき、そこでの暮らしのためには生活するための建物が必要になります。 これを作り出すために、…

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参考文献

WITH THIS NEW TECHNOLOGY, 3D PRINTING COMES TO LIFE … LITERALLY.
https://news.northeastern.edu/2021/11/23/3d-printing-comes-to-life/
This 3D-Printer Uses Ink Made From Microbes to Print Blobs That Are Alive
https://www.sciencealert.com/this-3d-printer-prints-things-that-are-alive

元論文

Programmable microbial ink for 3D printing of living materials produced from genetically engineered protein nanofibers
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26791-x

自己複製可能な世界初の生きている機械「ゼノボットMk3」を開発

生きている機械「ゼノボット」に自己複製能力があると判明!
Credit:Sam Kriegman et al . Kinematic self-replication in reconfigurable organisms . PNAS (2021)

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生きている機械「ゼノボット」に自己複製能力が加わったようです。

米国タフツ大学(TU)とバーモント大学(UVM)で行われた研究によれば、カエルの細胞から作られた、生きている機械「ゼノボット」に自己複製能力が確認された、とのこと。

初期型の歩行能力があるゼノボットMk1、自律的に形態変化して遊泳するMk2に続き、Mk3ではついに効率的な自己複製能力が獲得されたようです。

生体機械技術の最先端では、いったい何が起きているのでしょうか?

研究内容の詳細は『PNAS』にて公開されています。

目次 ゼノボットはカエルの細胞から作られるゼノボットは細胞を集めてコネて子孫を作るゼノボットは多細胞生物の先祖返りした姿かもしれない ゼノボットはカ…

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参考文献

Team Builds First Living Robots That Can Reproduce
https://www.uvm.edu/news/story/team-builds-first-living-robots-can-reproduce

元論文

Kinematic self-replication in reconfigurable organisms
https://www.pnas.org/content/118/49/e2112672118

朝に3分「目を赤い光でワイヤレス充電」すると視力が回復する

赤い光で朝に3分、目をワイヤレス充電すると視力が回復すると判明!
Credit:Canva . ナゾロジー編集部

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老眼だけでなく目の奥にある網膜も40才を超えたあたりから急激に老化していきます。

老眼が近くのものにピントが合わなくなる筋肉の衰えだとすれば、網膜の老化は微妙な色彩の違いがわからなくなる、感度の低下として現れてきます。

そして残念なことに、老眼用の目薬とをさしても網膜の感度は治りません。

ですが今回、ユニヴァーシティー・カレッジ・ロンドン(UCL)の研究者による実験の結果、週に1回、朝3分、LEDの赤い光を見るだけで、年齢による網膜感度の低下を大きく改善できることが判明しました。

基本原理はミトコンドリアの可視光によるワイヤレス充電です。

研究内容の詳細は11月24日に『Scientific Reports』で公開されました。

目次 赤い光を朝に3分目に当てるだけで1週間視力がアップすると判明!ミトコンドリアは光合成できないが内部分子が高エネルギーになる 赤い光を朝に3分目…

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参考文献

Significantly Improve Declining Eyesight in Just 3 Minutes a Week
https://scitechdaily.com/significantly-improve-declining-eyesight-in-just-3-minutes-a-week/

元論文

Weeklong improved colour contrasts sensitivity after single 670 nm exposures associated with enhanced mitochondrial function
https://www.nature.com/articles/s41598-021-02311-1

シナプスは筋肉に匹敵する「力で情報伝達」していたと判明!

シナプスでは筋肉に匹敵する「力で情報伝達」がされていたと判明!
Credit:Canva . ナゾロジー編集部

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脳は力(物理)で記憶するようです。

日本の東京大学で行われた研究によれば、脳細胞の接合部「シナプス」は細胞同士の物理的な圧力を使って情報伝達を行い長期記憶を形成していく、とのこと。

脳細胞の情報伝達といえば、電気を使う「電気伝達」や神経伝達物質による「化学伝達」だけであると考えられていましたが、細胞同士の押し合いによる純粋な「力学的伝達」も存在するようです。

さらに脳細胞同士の押し合いの力を測定したところ、1cm平方あたり500gと筋肉に匹敵することが判明。

どうやら私たちの脳細胞は思ったよりもずっとマッスル(ある意味で脳筋)な方法で情報伝達を行っていたようです。

研究内容の詳細は11月24日に『Nature』に掲載されました。

目次 シナプスでは筋肉に匹敵する「力で情報伝達」がされていたと判明!個人差の根源は脳細胞の力学的特性にあるかもしれない シナプスでは筋肉に匹敵する「…

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参考文献

「 脳は記憶を力で刻む—シナプスの力と圧感覚による新しい伝達様式の発見— 」
https://www.jst.go.jp/pr/announce/20211125/pdf/20211125.pdf

元論文

Mechanical actions of dendritic-spine enlargement on presynaptic exocytosis
https://www.nature.com/articles/s41586-021-04125-7

腸は第2の脳ではなく、むしろ「脳の方が腸から生まれた」と判明!

腸は第2の脳ではなくむしろ腸の一部から脳がうまれたと判明!
Credit:Canva . ナゾロジー運営部

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ニューロンの起源は腸のようです。

ドイツにあるヨーロッパ分子生物学研究所(EMBL)で行われた研究によれば、脳を構成するニューロンの起源は、消化システムの制御を行う細胞であった可能性が高い、とのこと。

近年では腸にもニューロンがあり、脳との関係の深さから「腸は第2の脳」と言われるようになりましたが、逆でした。

研究によれば、ニューロンの原形となる細胞は最初に消化システムで誕生し、後に脳に転用されるようになったようです。

つまり順番にこだわるならば、腸は第2の脳ではなくむしろ、脳が第2の腸ということになります。

しかし、研究者たちはこの常識を引っくり返すような結論を、いかにして導き出したのでしょうか?

研究内容の詳細は11月4日に『Science』に掲載されました。

目次 腸は第2の脳ではなくむしろ腸の一部から脳がうまれたと判明!脳は腸の一部が変化して誕生した腸内細菌叢は脳より古い起源をもっている 腸は第2の脳で…

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参考文献

More than a gut reaction
https://www.embl.org/news/science/more-than-a-gut-reaction/

元論文

Profiling cellular diversity in sponges informs animal cell type and nervous system evolution
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abj2949

「自らの未来予測が正しいか」を判断する脳回路がお魚にもあった

予測が上手くいっているかを判断する脳回路を発見! 仮想世界でGO
Credit:理化学研究所

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自分の予測を評価する脳回路があるようです。

日本の理化学研究所で行われた研究によれば、ゼブラフィッシュの脳において、予測の正しさと間違いを感知する回路を発見したとのこと。

さらに予測に間違いが起こることを学んだゼブラフィッシュは、そうでない個体に比べて、リスクを最小化する動きをするようになりました。

ゼブラフィッシュの脳は脊椎動物の中でももっとも単純な構造であるものの、予測の成功と失敗を繰り返すことで、最適な行動を選択できるようです。

研究内容の詳細は『Nature Communications』に掲載されています。

目次 予測が上手くいっているかを判断する脳回路を発見!歪んだ物理法則を体験した魚は世界を疑うようになる 予測が上手くいっているかを判断する脳回路を発…

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参考文献

最適な未来予想の実現化をモニターする神経細胞の発見 -魚の脳内モデル解読のための仮想現実空間実験システムを開発-
https://www.riken.jp/press/2021/20210929_2/index.html

元論文

Zebrafish capable of generating future state prediction error show improved active avoidance behavior in virtual reality
https://www.nature.com/articles/s41467-021-26010-7

極寒の南極で「空気中の水素をエサにして生きるバクテリア」を発見

南極東部マッケイ氷河のの北にある氷のない砂漠地帯。バクテリアはここから発見された。
Credit:Ian Hogg

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エネルギーとして得るものが何もなく、乾燥して細胞を維持することさえ困難な環境にも数多くのバクテリアが存在しています。

彼らはいったいどうやって生きるためのエネルギーを得て、細胞を維持しているのでしょうか?

南アフリカのプレトリア大学(UP)の研究チームは、東南極の凍土に潜む451種類のバクテリアを調査し、そのほとんどが空気中の水素を燃料とし、副産物として水を生成していることを明らかにしました。

また遺伝子解析から、これらの細菌は10億年前にこのような形態に分岐したこともわかったといいます。

人間が水素をエネルギー源として活用し始めたのはつい最近のことですが、南極に住むバクテリアは10億年前からそれをしていたようです。

研究の詳細は、11月9日付で科学雑誌『米国科学アカデミー紀要(PNAS)』に掲載されています。

目次 極限の環境で生きる微生物霞を食べて生きる微生物たち水がない環境でも生命が生存できる可能性 極限の環境で生きる微生物 今回調査が行われたのは、東…

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参考文献

Antarctic bacteria live on air and make their own water using hydrogen as fuel
https://theconversation.com/antarctic-bacteria-live-on-air-and-make-their-own-water-using-hydrogen-as-fuel-171808

元論文

Multiple energy sources and metabolic strategies sustain microbial diversity in Antarctic desert soils
https://www.pnas.org/content/118/45/e2025322118

振動する超分子薬で脊椎を損傷したマウスを再び歩かせることに成功!

振動する超分子薬で脊椎を損傷したマウスを再び歩かせることに成功!
Credit:Z. ÁLVAREZ et al . Bioactive scaffolds with enhanced supramolecular motion promote recovery from spinal cord injury . Science (2021)

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事故後の車椅子生活が過去のものになるかもしれません。

米国ノースウェスタン大学で行われた研究によれば、脊椎を損傷して後ろ足が動かなくなったマウスに新開発の「振動する超分子薬」を注射したところ、再び歩けるようになった、とのこと。

脊椎の再生技術が実現すれば、多くの人々が再び自分の脚であるけるようになるでしょう。

しかし新開発の「超分子薬」とは、いったいどんなものなのでしょうか?

研究内容の詳細は11月11日に『Science』に掲載されています。

目次 脊椎を損傷したマウスを再び歩かせることに成功!振動する超分子薬で神経細胞にショックを与えて再生させる人間も注射1本で脊椎損傷を回復できるかもし…

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参考文献

‘Dancing molecules’ successfully repair severe spinal cord injuries
https://news.northwestern.edu/stories/2021/11/dancing-molecules-successfully-repair-severe-spinal-cord-injuries/
In Astonishing Feat, a New Drug Reversed Paralysis in Mice With Spinal Cord Injury
https://www.sciencealert.com/new-drug-reversed-paralysis-in-mice-with-spinal-injuries

元論文

Bioactive scaffolds with enhanced supramolecular motion promote recovery from spinal cord injury
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abh3602

最強生物クマムシは「体内の水分を抜きタンパク質をゲル化」して無敵になっていた

クマムシの無敵モード「乾眠」を可能にするメカニズムとは?
Credit: ja.wikipedia

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クマムシの驚異的な環境適応力は、「乾眠」という特殊な脱水状態によって発動されます。

しかし、生き物は普通、体内の水分を抜くと生きていけません。

クマムシについても、乾眠を可能にするメカニズムはほとんど何も分かっていませんでした。

自然科学研究機構・生命創成探究センター(ExCELLS・日本)は今回、クマムシの乾燥耐性の仕組みを調査。

その結果、脱水ストレスがかかると、細胞内のタンパク質が集まってゲル状のファイバーを作ることが明らかになりました。

このファイバーが、乾燥した細胞を保護している可能性があるようです。

研究は、11月4日付けで学術誌『Scientific Reports』に掲載されています。

目次 脱水に反応して、タンパク質が集合 脱水に反応して、タンパク質が集合 クマムシは過酷な環境にさらされると、体の水分を抜いて「乾眠」に移行します。…

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参考文献

“地上最強生物”クマムシの乾燥耐性の仕組みの解明に挑む ―水分消失に伴って細胞の中のタンパク質が集まってファイバーをつくることを発見
https://research-er.jp/articles/view/104621

元論文

Desiccation-induced fibrous condensation of CAHS protein from an anhydrobiotic tardigrade
https://www.nature.com/articles/s41598-021-00724-6

落雷死は骨に法医学の証拠となる独特のパターンを残す

落雷で死亡した痕跡は骨にの深くに残る
Credit:canva

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落雷で死ぬというのはかなりまれな出来事という印象がありますが、実際世界では年間2万4000人以上の人が落雷で命を落としています。

もし誰も目撃者のいない遠隔地で、落雷による死亡があった場合、その死体は司法解剖されることになるでしょう。

しかし、その死体が山奥で白骨化していた場合、法医学は落雷が犯人だったと特定することができるのでしょうか?

南アフリカ共和国のウィットウォーターズランド大学(University of the Witwatersrand:ウィット大学)、英国ノーサンブリア大学(Northumbria University)の法医学研究グループは、落雷で死亡した際に、骨細胞に放射状の跡が残ることを発見したと報告しています。

この成果は、事故死と殺人事件を区別し、また落雷死の正確な件数を割り出すために役立ちます。

研究の詳細は、11月3日付で科学雑誌『Forensic Sc​​ience International:Synergy』に掲載されています。

目次 死体は語る落雷が刻む骨の損傷 死体は語る 科学捜査を主軸としたミステリードラマは、日本、海外を問わず人気ジャンルの1つです。 こうした作品がき…

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参考文献

Harnessing Thor’s hammer
https://www.wits.ac.za/news/latest-news/research-news/2021/2021-11/harnessing-thors-hammer.html
Lightning Strikes Carve a Deadly Signature Deep Inside The Bones, Scientists Discover
https://www.sciencealert.com/lightning-strikes-carve-a-deadly-signature-deep-inside-the-bones-scientists-discover

元論文

Harnessing Thor’s Hammer: Experimentally induced lightning trauma to human bone by high impulse current
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589871X21000760?via%3Dihub