2017年5月31日水曜日

大学生物学の教科書 9章 DNAからタンパク質 遺伝子型から表現型まで

担当:石塚
参加者:6名

概要
DNAをRNAポリゾームがmRNAに転写する。mRNAの各々のコードはtRNAを介してアミノ酸に成る。そののちに、アミノ酸は分解や加糖、リン酸のいずれかの処理を受けて体のいちぶになる。この一連の流れをセントラルドグマという。

議題
遺伝子の数が多いほうが、有利なのか

有利とは
種全体が、
食物連鎖の上に居たり
数が多かったり
生存域が広かったり
知能が高かったり
寿命が長かったり
することとした。

いくらかの動物の遺伝子数を列挙して検討した結果、

遺伝子数が多いほうが複雑な構造をもち依って一般に知能が高いといえる
食物連鎖の上に居る

しかし、
数が多いとは限らない
寿命が長いとも限らない

又、
突然変異数は、細菌などの遺伝子数が小さいもののほうが多く、よって種全体として多様性があるので生存域が広い。しかし、一方で、人間のように知能をもって生存域が広いものもあるので、一概にどちらのほうが生存域が広いとは言えない
 


まとめ 
前述のような意味で、遺伝子の多いものが必ず有利とは言えぬものの、多くの条件は満たしているし、偽だとは言えなさそうなので、遺伝子の数の多いほうが、有利といってもよい。

2017年5月29日月曜日

大学生物学の教科書 8章 DNAと遺伝におけるその役割


担当:栗本
参加者:6名

概要
8.1 正しい位置にあった、種間で異なっていた、適正量存在していたという状況証拠を放射線同位体を用いた実験などで証明した。
8.2 DNA構造の特徴は、二重らせん、右回り、逆並行、窒素含有塩基の外縁が主溝と副溝で露出4つ。
8.3 DNAは二重らせんがほどける第1段階と鋳型のDNA鎖の塩基に対してヌクレオチドが伸長鎖に連結される第2段階がある 。
8.4 DNA修復は、校正機構、ミスマッチ修復機構、除去修復機構の3つで行われている。

議題
寿命の存在意義

寿命が存在しなかったら?(老いは20~15歳くらいでとまり、人口増加もしないとする)
・事故で死ぬパターンもある
・自殺者は増える?
・他の外的要因で死ぬ可能性がある
・進化できない(少しはするけど緩やかになる)
→ 圧倒的に長くなるが、平均寿命は存在する可能性
・社会的地位が固定される

子孫を残すメリットは環境適応することでは?
寿命が短ければ、進化が速い

老いがゆっくりになるとしたら?(寿命はある)
→ 寿命が長い方が幸せなのか?
・平均寿命まで生きたら幸せ
・期待値より上の結果が得られれば幸せ

まとめ
 寿命がなかったらというのがどういう状態なのか、想像することは容易ではなかったが、進化にはどんどん世代交代をしていくことが重要で、ずっと生きているのは環境に適応できなくなりそうなので難しそうだなぁという印象だった。加えて、長く生きるのが幸せなのかどうかは議論の余地がありそうだ。

2017年5月16日火曜日

大学生物学の教科書 7章 遺伝学:メンデルとその後


担当:呉
参加者:6名

概要
7.1 対照的な形質の二系統を交雑させたとき、不可逆的に融合された形質はなく、劣勢の形質は子孫で再び現れる
7.2対立遺伝子は単純な優勢と劣勢の関係を示さない
7.3遺伝子感相互作用は複雑な表現型多数の遺伝子と環境によって決定される
7.4同じ染色体上の遺伝子は繋がっており、また遺伝子は染色分体間で交換できる
7.5真核細胞内に帰省した原核生物も少量の遺伝子を含んでおり、その突然変異は生物に甚大な影響を及ぼす


議論点
隔世遺伝の利用価値

今まで伝えられていない他の遺伝が現れる
→その生物の歴史が見えてくる(過去)
 特定の病気に強いなど今に関係するメリットも見つかるかもしれない(現在)

ゲノムが読める
→ある程度の未来予測も可能
 リスクを避ける人も少なく無いのでは(未来)
 出てくる倫理的問題

まとめ
過去に無い遺伝の特徴が現れることで過去や現在に関する利用価値が見えてくるが、未来に関しては倫理的な問題も発生するので、リスクが分かったとしても それを強く強制したりすることは難しいのではないだろうか。

2017年5月12日金曜日

大学生物学の教科書 6章 染色体、細胞周期および細胞分裂

担当:劉
参加者:6名


概要6.1 細胞が分裂するために、シグナルを受ける、遺伝物質複製、分離、細胞質分裂四つの事象が起こられる。原核生物は二分裂によって分裂し、真核細胞は有糸分裂または減数分裂で分裂する。
6.2 真核細胞の細胞周期はG1期、S期、G2期、M期に分けられる。細胞周期はCdk、RBなどの蛋白質によって調節される。
6.3 細胞周期のM期に有糸分裂が起こる。M期の前期に紡錘体が形成され、前中期に核膜と核小体が消失、中期にセントロメアが赤道板に到達、後期に染色体は両極に移動、終期に核が再形成する。
6.4 有性生活環は三つの種類がある:単相単世代型、世代交代、複相単世代型。有糸分裂は遺伝的不変性をもたらし、減数分裂は遺伝的多様性をもたらす。
6.5 減数分裂は二つの段階がある。第一減数分裂は相同染色体が分離し、四分子交差によって遺伝物質を交換する。第二減数分裂は染色分体を分離し、独立組合せが発生する。
6.6 細胞が死ね方法はネクローシスとアポトーシス二つの方法がある。


議論点HeLa細胞に関する倫理問題


自分の細胞の所有権体の一部を研究・商業に


本人・家族が知らないうちに細胞を利用することアメリカ:今わからない、昔○日本:今×


家族・子孫として:自分のゲノムと似てる細胞を使うのは

今:問題なさそう
将来:問題になるかも

まとめ
 HeLa細胞は今まで利用されているが、長い間に本人と家族が知らないうちに利用さてた。人の考え方は時間によって変わってるので、昔気にしなかったことは将来問題になるかもしれない。

2017年5月9日火曜日

大学生物学の教科書 5章 光合成:日光からのエネルギー

担当:新田
参加者:6名

概要
5.1 光合成は日光のエネルギーを利用して二酸化炭素と水を糖質と酸素ガスに変換する代謝経路であり、通常明反応と暗反応の2つの経路から構成される。
5.2 明反応では光を吸収したクロロフィル分子が還元剤として働き、NADPH + H+とATPの形で化学エネルギーに変換される。
5.3 暗反応では、明反応で作られたNADPH、ATPと二酸化炭素から糖質を合成する。一連の反応をカルヴィンサイクルと呼ぶ。
5.4 光呼吸は二酸化炭素固定の速度を低下させるが、ある種の植物はこれをバイパスできる。
5.5 植物は光合成により産出された糖質を用いて能動輸送や同化作用などの過程にエネルギーを供給する。

議論点
光合成できる動物は普通の動物と比較して顕著な優勢を持つか

メリット
・エネルギーの自給自足が可能
・生息域が広がる

デメリット
・体が緑色になる
・光が当たるための表面積が必要
・生息域が限られる

エネルギーの自給自足というが、光合成だけで生きていけるのか?
・Elysia chlorotica → 光合成だけでは×
・クラミドモナス → 光合成だけでも○、糖質でも○
・ウミウシ → 光合成だけでも○
→普通の動物は(激しく)動き回ることから、光合成以外のエネルギーが必要
 光合成の効率の低さも問題

まとめ
 光合成によりエネルギーを得ることはできるが、それのみで生きていくことは普通の動物には不可能そうである。ウミウシくらいの大きさを上限として、それより大きな動物では光合成が可能なことで顕著な優勢を持っているとは言えなそうだ。

2017年4月18日火曜日

大学生物学の教科書 4章 化学エネルギーを獲得する経路

担当:甲斐
参加者:7名

概要
4.1 細胞は化学燃料であるグルコースを代謝する間にエネルギーを獲得する。
4.2 酸素が電子受容体として利用可能であるとき、解糖系、ピルピン酸酸化、クエン酸回路という3つの経路が代謝過程を開始する。
4.3 酸素がない場合においてピルピン酸を処理する代謝回路として(特にアルコール発酵や乳酸発酵といった)発酵があげられる。
4.4 酸素が電子の受容体として存在する場合、電子伝達鎖・化学浸透の2段階からなる酸化的リン酸化によって大量のATPを合成することができる。
4.5 解糖系や発酵はグルコースの部分的酸化に過ぎないのに対し、細胞呼吸では電子伝達体がピルピン酸酸化とクエン酸回路で還元され、電子伝達鎖で参加され、化学浸透が起こる事によりはるかに多くのエネルギーを生み出す。
4.6 解糖系及び細胞呼吸の経路と他の経路の間には生化学的な物質の流れがあり、解糖系及び細胞呼吸の経路は生命の構成要素の合成・分解の経路と密接に結びついている。

議論点
エネルギー消費のスピードを抑える

・エネルギー消費を抑える → ATP消費を抑える
 生命維持に適した環境を整えて何もしなければ良いのでは?
 エネルギー消費が少なくなるよう体質を改善
 取得エネルギーに対して消費の割合をどれだけ減らせるか

・例として、息を止める事を考える
 息を吐きながら止める事で長く止められる
 →二酸化炭素を排出する事による効果?
  エネルギー消費とは関係がないのではないか
  
まとめ
 今回の議論において、エネルギー消費を抑えるといっても、ただ生命を維持できていればいいのか、日常生活を問題なく送れるレベルかといった前提が定まっていなかった事で意見がうまく出なかった。
 議論点に対する回答としては体質を改善するというのがエネルギー消費を抑える上で妥当であると考える。

大学生物の教科書 第三章エネルギーと酵素

 章のまとめ
 生き物は、ATP(アデノシン三リン酸)の分解合成に依ってエネルギーを生成貯蓄している。そして、エネルギーを用いているので、熱力学のふたつの法則にしばられる。エネルギー保存の法則とエントロピー増大の法則である。
又、体には酵素が在って、ATPの分解合成の早さを調整している。詳細には、化学変化に関わる物質を取り込み、之を不安定な状態にすることで、反応に用いるエネルギーを減らすのである。

議題「なぜATPはエネルギーの共通通貨となりえたのか」

・加水分解すると大きなエネルギーを放ち、又リン酸化するからではないか

・タンパク質でもできるはず→生成分解が易く其の量が人体に影響を与えにくいものは、筋肉くらいしかない。そして、筋肉を維持するのには多量のエネルギーが必要である。拠って、タンパク質はATPの代わりとはなれない(効率にて劣る)

・エネルギーをつくるのならば糖や脂質でもできるはず
→糖や脂質は大きいので生体膜を行き来できないのでは→ATPも生体膜を行き来できない(親水性なので)
→筋肉の運動など瞬発的にエネルギーを必要とする場合に、安定従って分解に時間のかかる糖や脂質は不適だ

・ATPの代わりに、TTPやCTP、GTPではどうか→A、Gはプリン管を持ち、その大きさが酵素に適切なのでは

議論のまとめ
筋肉は有るとよいが、保つのにエネルギーが掛かる。脂肪は有用ではないが、 保つのにエネルギーが掛からない。人間はこのふたつをうまく織り交ぜて適切な形でエネルギーを蓄えている。例えば、痩せるときは筋肉が落ちる。それが面白かった。

大学生物学の教科書 1章 細胞:生命の機能単位


担当:大林
参加者:7名

概要
1.1 細胞の大きさは表面積(輸送速度)と体積(代謝速度)の制限を受ける。
1.2 原核生物は単一の袋である。
1.3 真核生物は入れ子になった袋である。
1.4 細胞外構造は、植物では細胞壁、動物では細胞外マトリックスである。
1.5 真核生物は細胞内共生によって誕生した。

議論点
野菜の色の意味

果物の色は鳥が食べるのに役に立っている。野菜の色は何に役に立っているのか。

例:ニンジン
○ 野生型のニンジンは現在のものよりも苦く、色は白っぽかったらしい。
○ 品種改良のポイント
・収量:多くする
・味:苦味(アルデヒドなど)を抑える。ニンジン臭を抑える。甘み(糖分)を増す。
・色(カロチン)?

○ カロチンの多い植物
・ニンジン (根)
・カボチャ (実) → 外側は緑 → 連作できる一年草なので、動物に食べられなくても、また生えることができる?
・小松菜 (葉)
・ブロッコリー (蕾)

まとめ
 ニンジンの色は品種改良としては不必要に見えるが、収量や味とリンクしてるとも考えにくい。Iorizzo+ (Nat Genet 2016)によると、pibmentationの遺伝子 (Y locus) は選択の対象であったことが示唆されている。

2017年4月12日水曜日

大学生物学の教科書 2章 ダイナミックな細胞膜


担当:栗本
参加者:7名

概要
2.1 生体膜には脂質、タンパク質、糖質が使われており、膜はこれらに依存して独自の機能に適した構造を持っている。
2.2 細胞は同一の機能を果たす組織を形成するが、これは細胞認識と細胞接着という細胞膜の作用によって実現される。
2.3 生体膜には選択的透過性という機能があり、小分子は単純拡散で、アミノ酸や糖質などは膜タンパク質による促進拡散で膜を通過する。これらは受動輸送である。
2.4 能動輸送には単輸送体、共輸送体、対向輸送体という3つの膜タンパク質によって行われる。
2.5 大きい分子を細胞に取り込む過程をエンドサイトーシス、細胞外に移動させる過程をエキソサイトーシスと呼ぶ。
2.6 膜にはこの他にエネルギー変換に重要な役割を果たしたり、情報を処理する機能などがある。


議論点
リン脂質が膜の基盤になった理由

他に膜になり得そうなもの
○ 糖脂質
  → あり得るけどリンが豊富にある環境ならばリンの方が簡単
   (糖を作らなくていいため)
○ アルコール
  → 古細菌のエーテル脂質に近いため、あり得る
    初期の環境にアルコールが少なかった?
○ 疎水性・親水性の両方を持ったタンパク質
  → 合成が大変そう
    大きすぎる(形がダメそう)
○ 糖鎖
  → OHが多そう
    親水部と疎水部が細胞膜の表面方向に広がる形になりそうなので
    大きい分子を通しそう and 膜が薄くなってしまう

まとめ
 リン脂質でないもので、膜に使えそうなものは糖脂質やアルコールなどがあったが、どちらも生成するのが大変だったりするなど、リンがあるのならばわざわざ使うまでもないようなものであった。あとは、生体膜ができた時のその生物のまわりの環境によるのではないだろうか。


2017年3月8日水曜日

細胞の分子生物学23章 専門化した組織,幹細胞と組織の再生 第7,8節

細胞の分子生物学23章 専門化した組織,幹細胞と組織の再生 第7,8節
担当:田河
参加者:7名

概要:
 結合組織細胞についての節では線維芽細胞、軟骨細胞、骨細胞、脂肪細胞について取り上げた。これらの内大部分はコラーゲンの細胞外マトリックスを分泌するように専門化しており、協力して体の構造的枠組みを保っている。
 次の節の幹細胞工学ではES細胞といった胚性幹細胞について説明されており、将来の再生医療の展望についても述べられている。

議題:どんな組織でも修復できる世の中はどんな感じか

前提
  • 万能細胞をいくらでも使える時
  • 脳以外はすべて修復(交換)可能な時

考えられること
  • 病気を気にしなくなるのでは?(金銭的には気にするか)
  • 寿命は伸びそう
  • 事故や危険に対する意識が低下しそう→それでも大きな事故では死んでしまうことは変わらなさそう
  • 治療費が高い場合は貧富の差の増大?
  • 身体障害者がいなくなる→逆に生命の多様性は減ってしまう可能性あり
  • もはや電脳化のほうが簡単そう
  • 殺人や毒殺など他殺という概念はそういった社会でも変わらなく存在しそう


まとめ
 結局修復不可能な致命傷を負ってしまった場合では死んでしまうので、案外今と変わらないのではないかという意見が新鮮だった。また、身体障害者がいなくなるという意見で多様性が逆に減ってしまうのではという懸念があったが、障害を持っている人が今後おもわぬ方面で何らかの生存的メリットを見出す可能性があるのだろうかということに対しても興味が湧いた。
 今回で自分は火曜討論会が最後であったが、このような自分では思いつかないような考えが聞けることはとても有益だった。さらに就活においてのグループディスカッションや面接において、この討論会で討論慣れしていたせいかスムーズに相手とコミュニケーションがとれることが多く、そういった面でもメリットが感じられた。今後も是非楽しく続けていってほしい。


2017年2月28日火曜日

細胞の分子生物学23章 専門化した組織,幹細胞と組織の再生 第4~6節

担当 :平田
参加者:7名


概要
第4節 血管,リンパ管と内皮細胞
  体の細胞は血液供給が必要で,血管リンパ管が全身を巡っている.これらの管の内壁を覆う内皮細胞は発生に関わり重要である.血管の伸長は内皮細胞から突出した内皮先端細胞に先導されて行われるが,この時に別の種類の細胞やリンパ管との交差が起こらないように制御するさまざまな遺伝子が働く.

第5節 多能性幹細胞による更新ー血液細胞の形成
  血液細胞には赤血球白血球血小板の3種類が存在し,白血球はさらに顆粒球(好中球・白血球・好酸球・好塩基球)・単球・リンパ球(B細胞・T細胞)・ナチュラルキラー細胞の4種類に分類される.それぞれの血液細胞にはそれぞれの役割があるが,その全ては骨髄にある多能性造血幹細胞から作られる.また作られた血液細胞は寿命を迎えると処分されるため,血液細胞は絶えず作っては捨てられを繰り返している.

第6節 骨格筋の発生,機能調節 ,再生
  哺乳類の筋細胞には骨格筋細胞(筋肉),心筋細胞(心臓),平滑筋細胞(消化管等),筋上皮細胞(唾液分泌等)の4種類がある.骨格筋細胞は核が複数ある細胞で,筋芽細胞が融合してできる.また収束装置の成分となるたんぱく質はスプライシングによって変種群も作られ,それが遅筋と速筋の違いを生み出す.また必要となった時に筋繊維の成長を再開する筋芽細胞の能力を持った衛生細胞が骨格筋細胞にくっついている.




議論
サラブレッドは遺伝子ドーピングではないのか?


◯サラブレッドとは?遺伝子ドーピングとは?
・サラブレッド
優秀な個体もしくは品種同士を掛け合わせる.サラブレッドかどうかは血統で決まる.
現在では良いとされている.

・遺伝子ドーピング
優秀な個体を作成するために遺伝子を操作する
一般的に許可されない・理解されないことが多い.
体細胞を変化させる操作を行う.その変化が当世代のみか世代を越えるかの違いあり.
CRISPR-Cas9での操作や遺伝子導入が考えらえる.


◯サラブレッドと遺伝子ドーピングの違いは?
・サラブレッド
自然的な発生
(交配させる個体を選択する点では人為的だが)優秀な個体は確率的に誕生
非効率的である
成長してからの個体選別がなされる
時間をかけて優秀な個体を生み出すことが良いとされる

・遺伝子ドーピング
人為的な発生である
(理想的には)確実である
効率がよい
受精卵を選別する
食べ物に行うには不安がある
現状ではコストが高い(安ければ皆やる?)
技術が確立されていない

まとめ
競馬の場合はゲーム性を担保するためにゲノム編集およびゲノム解析を禁止されている可能性があり,サラブレッドを作り出す努力によって成立している
対して人や食べ物における遺伝子操作や遺伝子ドーピングは,よりセンシティブな問題である






2017年2月27日月曜日

細胞の分子生物学 23章 専門化した組織、幹細胞と組織の再生 第1〜3節

担当:天満
参加者:7名


概要:
[1節. 表皮と幹細胞によるその更新]
細胞はもともと個々に自由生活をする生物として進化してきたが、多細胞生物になるにあたり、単独で生きていくために必要な特性を失い、専門化して、一個の生命体を作る上で必要な特性を獲得した。細胞たちは協力して多種類の組織を作り、これがさらに器官を作って様々な機能を果たしている。
皮膚は数種類の異なる細胞からできており、バリアとしての機能を果たすために、皮膚の下では他の多くの組織でも必要とされる繊維芽細胞や内皮細胞、免疫系細胞、神経繊維など、様々な支持細胞や構造が働いている。
[2節. 感覚上皮]
人体には表皮とは別に表面を覆う上皮が専門化し、匂いを感じたり、音を聞いたり、景色を見たりできる。各感覚上皮の内部にはシグナル変換器として働く感覚細胞があり、外界からのシグナルを、神経系が読み取れる電気信号に変換する。鼻、耳、目の感覚シグナル変換器はそれぞれ嗅覚ニューロン、聴覚有毛細胞、光受容器である。
[3節. 気道と腸管]
表皮や上皮は胚の外層にあたる外胚葉に由来する組織や細胞の一部だが、胚の最内層にあたる内胚葉は原腸を形成し、消化管やその付属器官の内壁を覆う各種細胞の元となる。


議題:
ヒトが他に嗅ぎ分けられるとよい匂いはあるか

■「気づきたい」匂い
身体に危険を及ぼしうるものの兆候(ガス、腐ったものなど)

■ヒトがイヌ並みの嗅覚を持っていたら?
イヌ:嗅覚受容体遺伝子がヒト(350個)の三倍
カレーのスパイスを嗅ぎ分けられる
食文化が豊かになるかも
分泌物の匂いで相手の体調や機嫌がわかるかも

■なぜヒトは嗅覚があまり強くないのか?
イヌの先祖はオオカミで生きていくために狩猟をしなくてはならなかった
夜に行動するには視覚はあまり役立たない
ヒトは衣食住のために昼間に行動し視覚を発達させてきた
その結果嗅覚があまり発達しなかった可能性


考察:
目や鼻、耳といった感覚器官はそれぞれの生物において、その進化の過程で生活に合わせた進化がなされてきた。そう考えると、ヒトが現在持っている能力は進化の中で調整されてきた能力であり、ヒトとして生きていく上で十分なものなのかもしれない。
ただ、もっと視力に優れていたり、様々な匂いを知覚できたり、幅広い音を聞いたりできたらという好奇心は湧くもので、知覚機能の増強技術などは興味深い課題と言えるのではないであろうか。



2017年2月21日火曜日

[火曜討論会2016] Nature Podcast (2016/02/04) Spring cleaning cells

Nature Podcast (2016/02/04) Spring cleaning cells
元情報:http://www.nature.com/nature/podcast/index-2016-02-04.html
担当 :加賀谷
参加者:7名

概要

細胞は分裂を繰り返すと、それ以上分裂することができない『老化』した状態になることが知られており、p16INK4aの発現などの特徴が見られることが知られている。今回の論文では、このp16INK4aを発現する細胞でアポトーシスを誘発する薬剤を週2回注射することで、このような細胞を除去することとし、結果として副作用なくマウスの寿命を延ばすことに成功した。

議題 老化が抑制された場合の社会構造の変化

・日本の平均寿命
  ・男性: およそ80歳
  ・女性: およそ87歳
  もし仮に論文のマウスのように25%延びると
  ・男性: およそ100歳
  ・女性: およそ109歳

現状の社会構造

・年金 : 65歳から支給
・労働 : 15 ~ 65歳

 ・25%延びると81歳まで労働することになる
  ・働く人が多くなりすぎる?
  ・長すぎ



その他の疑問

・脳の構造は何か変化するのか?
・病気のリスクとかはどうなるのか?
・総人口は増える?減る?
 ・総人口が変化しないと、年代ごとの人口は減ることに
・経済レベルが反映されやすくなる
 ・薬を注射しなきゃならないから
・若い方が有利な産業とか
 ・ITとか先進的なの
・長すぎる人生で鬱が増える?
・死因は変化する?

まとめ

論文ではこの手法をマウスでのみ実験しているが、ヒトでも安全に使えるようになったら、確実に平均寿命は伸び、社会的変化が必要になることは確実であると考えられる。老化を抑えることで生産可能人口を増やすことができるが、一方で組織の新陳代謝は悪くなり、新しい技術や価値観の導入に遅れがちになることが予想されるとも考えられると感じた。また、寿命を延ばすことは一般的によいことだと思われがちであるが、本当に長生きしたら幸せなのか?といった意見も出たことは興味深かった。

2017年2月14日火曜日

細胞の分子生物学 22章 多細胞生物における発生 第7~9節

担当:栗本
参加者:7名

<概要>
第7節
マウスは哺乳類であり、小さくて繁殖が速いことから遺伝研究によく用いられている。哺乳類は栄養が母体から補給されるため卵が非常に小さく、発生初期に胚体外組織を作る。また、その頃の発生系は自己調節的で、内部細胞塊はの細胞は分化全能である。
第8節
ニューロンはグリア細胞と一緒に生成し、軸索と樹状突起は成長円錐で成長し、伸張する。神経細胞はニューロンのプログラム細胞死とシナプス除去によって形成されていく。
第9節
植物は環境からの影響を大きく受けるため、葉などが受精卵から出てくる経路が数通りあり、頂端分裂組織が増殖して体の末端に新たな機構を追加するという過程で成長していくため、植物の特徴として反復構造がある。

<議題>
人間の記憶力の高さの理由

記憶力が良いことのメリット
・危険回避ができた経験
・食べ物の獲得の経験
(イヌ、ネコでも回避できる?)

→思考力が上がる意味は?(記憶力と思考力は関連)
思考力とは...条件が同じでなくても経験を生かせる
・推論ができる(未来予測力)
 →概念抽出に記憶力が必要なのではないか

スムーズな思考には記憶力が必要
 →結果的に生存に有利


進化的に...
ヒトの祖先は集団生活をしなければならなかった
→ 社会生活を行う上で記憶力が必要だったのでは?

<まとめ>
 思考力とともに記憶力も上がっていき、結果的に生存に有利になったのではないかと考えられる。また、進化的に社会生活を行う上で記憶力は必要だったのではないかと推測できるが、現代において記憶力がいいからといって社会生活がうまくいくとは限らず、ある程度の記憶力が必要最低限のものとなっているのではないかと考えた。

[火曜討論会2016] Nature Podcast(2016/01/21) Disappearing Sensor

NaturePodcast(2016/01/21) Disappearing Sensor
元論文:http://www.nature.com/nature/journal/v530/n7588/full/nature16492.html
担当 :平田
参加者:7名


概要
交通事故や銃による損傷で脳の手術が必要となった場合、頭蓋骨内にセンサーを埋め込み圧力と温度を計測する。しかし、現在のハードウェアではデータ通信のためにワイヤーを通す必要があり、そこから感染症や炎症を起こす危険性が高いとともに、不要になったセンサーは再手術により取り出さなければいけないというリスクがある。
  その問題を解決するために体内で分解されるセンサーを開発。センサーは主にマグネシウムとシリコンでできており、そのほとんどが生分解性である。またデータはワイヤレスで取り出すことができる。マウスでの実験により、現在使われているセンサーと比較しおよそ同程度の精度・確度での圧力および温度の計測が可能であった。




議論
埋め込み型センサーが一般化したときのメリット・デメリット


◯何のセンサリングをするか?

埋め込み型にする必要性のありそうなものは「血液系」


血液系
         頻度 
・血糖値      毎分
・ガンのマーカー 月一回
・中性脂肪    日一回
・酸素飽和度   毎分
・血中ホルモン  毎分


電気系
・心電      数百Hz
・神経細胞    毎秒
・脳波      毎秒


その他
・体温      毎秒
・心拍      毎秒
・mRNA     たくさん
・血圧      毎秒
・呼吸数     毎秒
・神経伝達物質  毎秒
・腸内メタゲノム 年一




◯血液系を計測する埋め込み型センサーについて

メリット
・同時に複数のデータが取れる可能性がある
 心拍、脈拍、血圧等

デメリット
・埋め込む難易度が様々 大抵大変
・センサーの大きさによってその負担もいろいろ
・どこに取り付けるかが問題になってくる
  血管に刺す場合、動いた時の負担が不安
・メンテナンスが必要
  人間ドックで定期的にメンテナンスをするサービスを行えば解決?







まとめ
やはり手術をするのは嫌なので
非侵襲的に計測できるセンサーの開発を進めて欲しい






2017年2月3日金曜日

細胞の分子生物学 22章 多細胞生物における発生 第4〜6節

担当:天満
参加者:7名


概要:
[4節. ホメオティック遺伝子と前後軸のパターン形成]
ホメオティック遺伝子:組織の前後軸や体節制を決定づける遺伝子。脚や目、触覚などの適切な数と配置について決定的役割を持つ。
・複雑な動物の成体も幾つかの基本構造単位の反復でできている。
・どの体節も遺伝子発現様式の繰り返しだが、ホメオティック遺伝子の発現が異なっているため、異なる性質が現れる。
・Hoxコードは前後の違いを特定し、Hox複合体は位置情報の永続的な記録を持つ。
・ショウジョウバエのゲノムでは1つの始原Hox複合体から別れた2つの遺伝子群があり、哺乳類では4つのHox複合体がある。
[5節. 器官形成と付属器官のパターン形成]
昆虫の幼虫などの体節は、反復構造単位によってでき、ホメオティック遺伝子によって各体節の特徴が与えられる。下位構造は少数の基本設計の変形で与えられる。
・条件変異と誘導体細胞変異により、発生後期の遺伝子の機能が解析できる。
・成虫のハエの体の部分は、成虫原基(幼虫の各体節に存在する明らかに分化していない細胞群)から発生する。
・成虫原基細胞の位置情報の記憶にホメオティック遺伝子が必須である
・特定の調節遺伝子が付属器官を作る細胞を決める
・脊椎動物の肢も似た機構で形成される
[6節. 細胞移動と脊椎動物の体形成]
動物の細胞には運動性があり、発生時に胚の中で動きまわる。
いろいろな状態で規則的に配置された細胞は、移動し、正しい場所へ再配置される。
・両生類の胚の極性は卵の極性によって決まる。
・卵割により多数の細胞になる
・細胞接着分子のパターンの変化で細胞の位置が変わる
・脊索の伸長と神経板の丸まりによる神経管の形成
・脊椎動物の体の左右非対称性は初期胚の分子の非対称性に由来する


議題:
現在ある発生のメカニズムの誕生は必然的か偶然的か?

■そもそも発生メカニズムとは?
卵に精子が結合し胚ができ、胚内に濃度勾配ができ分化していく
次いで分化した細胞が移動し再構成をし体ができていく

■可能な"動き"
・人間なら目で見て進路方向を決められる
・目を使わない場合、手で触れながら進むなど
→DNAなどを辿りながら移動?
・"拡散"という手段を使えば"動く"ことができるが、バラバラになってしまう
→"側方抑制"によって方向を制御


考察:
発生メカニズムのどの段階を取り出すなど、切り口はいろいろあるかもしれないが、卵と精子(あるいはそれに準じるもの)によって胚ができるということを前提とし、そこからの発生を考えるのであれば濃度勾配や、側方抑制などを用いて動きを与えるという手段はおそらく外すことができない。したがって、現在の多くの生命の発生メカニズムは必然的な産物と言えるのではないだろうか。


2017年1月31日火曜日

[火曜討論会2016] Nature Podcast(2016/01/14) Fibre and the microbiome

Nature Podcast(2016/1/14)Fibre and the microbiome
元論文(http://www.nature.com/nature/journal/v529/n7585/full/nature16504.html)
担当:田河
参加者:7名

概要:
腸内細菌マイクロバイオームと食物繊維の話
研究のきっかけは、現在でも伝統的な生活をしている集団は都市部の生活をしている人よりも細菌叢の多様性が高かった(これもこの研究者の研究)→都市的な食生活のせいで多様性が失われたのでは?
食物繊維は腸内細菌にとっての主要なエネルギー源のためこれを減らすとどうなるのかラットを使って調べてみた
結果、食物繊維に含まれる細菌叢が分解できる炭水化物(MAC:Microbiota-accessible carbohydrates、水溶性食物繊維?)を少なくした食事をしたマウスは細菌の多様性が減った。さらに1世代内においては食事を高食物繊維職に戻したところ多様性がかなり戻った(完全ではない)。低食物繊維職を世代に渡って続けると多様性はどんどん減っていた。そして4世代にもなると食物を戻しても多様性は失われたままだった。
よって人間でもすでにいくつかの細菌が食生活の変化によって絶滅してしまっているのかもしれない。
また従来の食生活をしている集団はたとえ場所が違っていても共通の細菌を保有していた
この最近の多様性の減少が何をもたらしているのかはわからないが、もしかすると現代病の原因にもなっているのかもしれない。

議題:同業者同士の結婚は幸せか



まとめ
 同業者の定義
  •  同じ職業(教師や医者、研究者)
  • 同じ会社
  • 同じ部署
幸せとは?
  • 本人が幸せならばよいか
  • その子供や雇い主側の幸せは個人の幸せとは変わってきそうである
メリットとデメリット
  • メリット
    • 家でも成果があげられる(些細な議論等も気兼ねなくすることができる)
    • 2人でいつでも行動できる
    • 同業者だからこその悩みを理解できる
    • 学会なんかで一緒に旅行に近いことができる
    • お互いの意欲が一致していれば幸せである確率が高そう
    • そもそも上手く行っているから離婚せずに続いている
  • デメリット
    • どこにいても仕事のことを考えなくてはならない
    • 同じような生活パターンになりがち
    • 研究者の場合同じ機関に所属することが難しい場合もある
    • 相手のキャリアが妬ましくなることがある
まとめ
結局は上手く行った人は離婚をしないため、うまくいっている人が多いように見える。ただし相手との社会上の関係性は通常の夫婦よりもよりシビアになりそうだという印象を受けた。

2017年1月26日木曜日

[火曜討論会2016] Nature Podcast(2016/01/07) Extreme crop damage

担当:佐藤(広)
参加者:7名

音源:
http://www.nature.com/nature/podcast/index-2016-01-07.html

元論文:
Influence of extreme weather disasters on global crop production
http://www.nature.com/nature/journal/v529/n7584/full/nature16467.html

概要:
干ばつ, 洪水, 極端な気温といった気象災害がglobal scaleで作物に与える影響の定量化.
干ばつ, 高温がproductionを低下させ, 洪水と低温は有意差無し.
これは, 洪水と低温が発生する地域や時期が原因だと推測.
まだ, 干ばつがyieldとharvested areaを低下させるのに対し, 高温はyieldのみ低下.
これは災害の継続時間が原因だと推測.

議題:
役に立つデータベースとは

■ データベースが使いづらいケース
・ ソート機能が無い
 → rawデータさえあればいい?
  → 他のデータベースのデータを使っていると面倒
・ 開発者が自分で使わない
・ Web上で中身を確認できない
・ UIが気に入らない
・ データベースの独自IDがある
・ データベースのコンセプトが分からない

■ データベースを使う側が欲しい機能
・ formatだけでも知りたい
・ Summaryが見たい
 → データ数, 各カラムの分布, 最終アップデート日など
・ データの精度と計算方法が知りたい
・ データベースの構築手順を公開して欲しい
 → 再解析ができる

データベースの作成ガイドラインがあればいい?
 → データベースを使う対象を実験屋さんと情報科学屋さんで区別した方がいい

まとめ:
 様々な意見があったが, 情報科学屋さんとしてはrawデータが手に入り, DBの再解析できれば最悪なんとかなる.

2017年1月17日火曜日

細胞の分子生物学 22章 多細胞生物における発生 第1~3節


担当:栗本
参加者:7名

<概要>
第1節:動物の発生の基本機構は全て同じであり、進化上関連が深い。多細胞生物に特有のタンパク質には膜貫通分子と遺伝子調節タンパクがあり、また、分化するよりはるか前に位置による決定を受ける。細胞間の違いを作り出す代表的な戦略は2つあるが、いずれも非対称性が存在していることが前提である。
第2節:線虫では1つの前駆細胞が分裂するパターンはどの個体でも同じであり、子孫細胞の運命は系譜図の位置から予測することができる。線虫は細胞間相互作用のパターンの再現性が非常に高いためである。
第3節:ショウジョウバエは構造は線虫より複雑でヒトの体の構造と明らかな共通性を示すが、発生が多核細胞となるところから始まる。主要な4つの遺伝子が規則正しく、段階的に相互作用しながら限られた領域で発現することで制御される。

<議題>
対称性を持つことのメリットとデメリット

*対称じゃない生物
  カニ(シオマネキ)
  ヒラメ、カレイ
  巻貝


植物は回転対称
動物は左右対称 が多い?(ミミズとかは例外?)

デフォルトは対称で進化するにつれて非対称のものが出てきたのでは?
→系統樹で対称と非対称の境界がみられればいい


*対称性のメリット
  対称は簡単(設計図が1つで良い)
  → 内臓が対称じゃないのは限られたスペースに効率よく臓器を詰めたいから。
  安定性がある


<まとめ>
 議題からは少しずれた話になっていったような気がするが、様々な生物が対称であるかは面白い議論だった。基本的に対称性であることにメリットがあるが、進化の過程で何らかの要因によって非対称な生物が出てきたと考えられる。

2017年1月4日水曜日

細胞の分子生物学 21章 有性生殖:減数分裂,生殖細胞,受精 第1〜6節

担当:天満
参加者:8名

概要:
自然界で性は絶対必要というわけではなく、無性生殖を行う生物として単細胞生物や、地下茎・菌類などの植物、ヒドラ・イソギンチャクなどの動物がいる。
無性生殖:簡単に子孫を残せるが、子孫の遺伝子は親と同じ
有性生殖:2個体のゲノムが混ざり合う ← 利点があるはず!
[1. 有性生殖とは]
・両親それぞれから染色体を1組ずつ受け継ぎ、細胞が染色体を2組もつ
・二倍体生物で行われる
・一倍体(配偶子):有性生殖の担い手として特化した細胞
・一倍体は「減数分裂」によって生み出される
・高等な真核生物では一倍体の期間は非常に短い
・減数分裂が遺伝的多様性を生む
・有性生殖の利点は大きく2つ
 ①予測不能な環境の変化に適応できる可能性
 ②選別により、より「良い」遺伝子が残る
[2. 減数分裂]
一倍体の生殖細胞ができる際に染色体が正確に半分に分かれる特殊な分裂
・配偶子は2回の特別な細胞分裂で生じる
・減数分裂でよく間違いが起こる
・交差が遺伝子の再編成を促進する
・哺乳類のオスとメスでは減数分裂の制御の仕方が異なる
[3. 哺乳類の始原生殖細胞と決定性]
・哺乳類の始原生殖細胞が生じ性が決まる
・性決定後に始原生殖細胞が精子か卵になるか指令を受ける
・初期の胚で少数の細胞が近くの細胞からシグナルにより生殖細胞になる
[4. 卵]
いったん活性化すると何日あるいは何週間という時間で新しい完全な個体が生じるという点で、かなり特殊な細胞
・卵はそれだけで発生できるよう高度に専門化している
・卵の形成は段階を追って進行する
[5. 精子]
父方の遺伝子を伝えることに徹して、運動効率を高めている
・哺乳類の精巣は絶えず精子を生産している
・精子は多核細胞として発生する
[6. 受精]
放出された卵と精子は出会って融合し受精しない限りすぐ死ぬ
・射精された精子は雌の生殖管で受精能力を得る
・精子と卵の融合の仕組みはまだよくわかっていない


議題:
適応力とは?

■そもそも適応とは?
環境の変化に合わせて生き延びる。
または、環境の変化によって自身の生命は脅かされるとしても種としては生き延びるようにする。

■適応力と個体差
・生き残る・子孫を残すという観点で「個体差」が存在
 →子孫の個体数が多いほど適応力が高い
・健康で強健な身体や子孫を残し易い身体を持つ個体ほど種の中で必要とされる
 →人間:イケメン、マッチョ、美女...etc
 →動物:クジャク、ライオン...etc

■適応力の変化
・時代の変化とともに求められる個体の特徴・能力が変化
・イケメンがモテるのではなく、モテる人々の特徴を持つ人がイケメン(?)
・時代の中での美人の定義の変化
・昔:戦闘能力 → 今:コミュ力 (?)

考察:
そもそも生物の生存目的とは何かと考えると、おそらく子孫繁栄であろう。
適応力とは地球の環境の変化にも対応し、種を絶やさないようにするための能力と考えると、強健な身体を持っていたり、繁殖に適する身体を持つ個体などが適応力が高いとみなされるであろう。
原始的な時代や動物は狩猟能力や戦闘力などの身体的特徴が重要となってくるが、人間においては時代の変化とともに、容姿や人間関係に重要性が偏ってきた。
このことから適応力とは時代や環境の変化とともに変わるものだと結論付けられた。