[MBC2014] 4-3, 4-4:クロマチン構造の調節、染色体の全体構造 について

標準

担当:朴
参加者:9名

節の概要
クロマチン構造の調節と染色体の全体構造の仕組みについて

議論点
DNA検査において、工ピジェネティクスも考慮されるようになるか
→工ピジェネティクス検査の可能性

>DNAに結合し真核生物の染色体を形成するタンバプ質

  • ヒストン
  • 非ヒストン染色体タンパク

マクロチン:この2種類のたんぱく質と核DNAの複合体
>遺伝情報検査

  • DNA、RNA配列 →CpGは読める
  • ヒストン →構造はある程度安定である

>発現の2つのメカニズム

  • 転写因子
  • メチル化 配列のC、Gはほとんどメチル化されている(CはTに変化しやすい)

もし工ピジェネティクス検査が可能であれば
→個体の表現型をもっと正確に予測できるのか

[MBC2014] 4-1, 4-2:DNAの機能と構造、染色体でのDNA凝縮について

標準

担当:佐藤

参加者:9名
節の概要
DNAの基本構造とその機能、及び染色体内でのDNA凝縮の仕組みについて
議論点
生物の複雑さの原因とは?
 → そもそも複雑さとはなんだろう?
 
 ◯複雑さの定義
  ・例えば高等であること
    DNA配列が長いと高等だろうか?
     → 植物はヒトの30倍の長さのDNAを持つが、人の営みのほうが複雑そう…
      → DNA配列の長さでは定義が難しい
                   ↓
           一概に複雑さを定義することは困難
                   ↓
          その他の色々な視点から”複雑さ”を見ていく
   
  ・単純さから見る(複雑さの逆から攻めてみる)
    制御ネットワークの数
    神経の数、細胞の数etc → 要素の数から単純さを定義できそう
    例)消化系(胃)の数    クラゲ(食べて出すだけ)   草食動物(牛)
      細胞の数        単細胞              多細胞
                   単純←———————————–→複雑
  ・個体を作る時間から見る
   種類|植物         動物
   時間|短い←———————→長い
      単純←———————→複雑
  ・構造的な視点から見る
   原核生物       真核生物
    単純←———————→複雑
  視点を細かく設定すれば複雑さを定義できそう

[MBC2014] 3-1:タンパク質の形と構造

標準

担当:安澤
参加者:9名

節の概要

タンパク質の構成、折りたたみやそのパターン、タンパク質ドメイン・ファミリー・モジュールの概要などが述べられている。また配列相同性検索、ゲノム解析から得られた知見や自己集合などについても言及されている。

議論点

ヒトのタンパク質の機能がすべて解明されたら何が起こるか?
→ヒトについて全容解明?まだ先がある?
→それを使って何ができるか?

◯タンパク質の機能

    •  物理的側面
      • 構造
      • リガンドとの関係
        > すべてのタンパク質がわかればリガンドの動きを完全に追える
        例:毒物として働く物質を推定できる。
      • どのような制御を受けるか
        > 解析するにはタンパク質の情報を元に組み合わせ問題を解く
        →組み合わせ問題の解析はできそう
    •  メタレベル
      > アミノ酸配列→三次元構造推定→機能推定→表現型としての機能推定
      • ミクロレベル
        > リガンドとの相互作用
        例:特定の機能を実現するタンパク質の合成
        →遺伝アルゴリズムなどによる探索問題に帰着
        •  現状、タンパク質の”機能”の全容を表すのがある意味では課題とも言える

          ◯病気の治療に使える?
           →全てのタンパク質がわかれば、ある特定のタンパク質にのみ働く
           (ほか全てのタンパク質には作用しないといえる)薬が作れる。

          ◯いつ可能になるか?(という視点)
           ヒトで完全に、でなくとも特定の種のタンパク質の何割がいつまでに解明できるか

          [MBC2014] 2-2 : 細胞の行う触媒反応とエネルギー利用

          標準

          担当:池野
          参加者:9名

          節の概要:細胞内で行われる化学反応と、それを触媒する酵素や運搬体について

          議論点:現在の生物が持つ触媒反応は最適なのか(完成形なのか)
          生物はより有利な形質を獲得する方へ進化するが、触媒反応はこれ以上改善の余地がないのだろうか


          ・RNAが触媒として機能しなくなった理由を、現在の触媒と比較して考察した
          →RNAよりもタンパク質のほうが安定性があるためと考えられる

          ・特殊な触媒を持つ生物も存在する。

          人間のアルコール耐性に関して
          ・一万年ほど前にアルコールに弱い遺伝子が登場し、将来的に固定されるのではないか
          ・ALDH2が何か生存に有利な働きをしているのではないか(病気を防ぐなど)
          →貧血を起こしやすいがマラリア耐性のある遺伝子がアフリカでよく見られるのと同じ理由?

          触媒能力が変化することで何が変わるか?
          ・触媒とは少し違うが、ヘモグロビンの能力が向上すれば低酸素状態でも生きられるかもしれない
          ・寿命が伸びる?

          老化に関して
          ・老化は幹細胞の変異によるもの
          →1つ1つの細胞の寿命を伸ばしたり、癌化を防ぐことで寿命をのばすことができるのではないか

          [MBC2014] 2-3 : 食物からのエネルギー獲得

          標準

          担当 : 小澤

          参加者 : 9名
          説の概要 :
          食物分子の段階的な分解における主要な3つの解糖,クエン酸回路と酸化的リン酸化の反応群について
          議論点 :
          エネルギー効率からみた人工食物の可能性
          現在,サプリメントのようなものが存在
          よりよいヒトの機構に合わせた人工食物はできるのであろうか?
          > 藻について
          繁殖しやすい → 宇宙のような閉鎖的な空間で有利
          油がとれる アブラナのような他の植物との違いは?
          > 現在の人工肉
          牛の筋組織から生成
          脂質などが不足していて,ヒトの味覚には美味しくない
          > 人工食物の開発の方向性
          ・食料源確保のための開発
          ・よりおいしい食品の開発
          →個人へのコネクトーム(五感)からの最適な食品の開発
          > 味覚に関して
          幼少期は苦みに過敏 → 成長により感覚が鈍化
          空腹時は,味覚にバイアスがかかる
          > ソイレント
          粉末の完全栄養食品 水に溶かして飲む
          月2万くらい 2週間をこれで生活する実験も
          消化器官が退化する?

          [MBC2014] 2-1: 細胞の化学組成

          標準
          担当: 水谷
          参加者: 10名

          節の概要:

           細胞の生成など,生物における基本的な化学反応系について述べられている.
          議論点:
           核酸以外の分子が遺伝情報を担う生物はありえるか?
          > 核酸が遺伝情報を担う必要性
           ・偶然核酸になった
           ・何かしらの理由が存在
            - 配列が読みやすいから
            - 書き易さ
          > 他の物質
           糖:結合種類が豊富なのでいけそう
           脂質:長さが足りない
            
          > 初期の生物などではどうだったのか
           ・初期生物の構造を入手することがほぼ不可能
            - ヌクレオチド生成は楽→生物初期の脂質などの生成も可能
           ・そもそも地球上にそのような生物は存在しない
            - 他の惑星で生きる(生きていた)生物を見てみることが近道かもしれない

          [MBC2014] 1-3: 真核生物の遺伝情報

          標準

          担当:小舘
          参加者:10名

          節の概要:
          真核細胞のつくり、原核生物のゲノムとの違いについて述べている。

          議論点:
          捕食・被食関係はどのように生まれるか
           -真核細胞の起源は捕食者であろうという話に関連して

          ●エネルギー変換機構
           -できる前
            ・化学合成
            ・自分で生む
            ・糖や生物の破片など周りの物質を取り込む
          (↓比較的小さな分子から、個体の大きさまで処理可能になった?)
           -できた後
            ・近づいた同士で(たまたま)勝った方が取り込んで大きくなっていった
             (大きい方が有利だった?)
            ・細胞そのものの栄養効率の良さ、美味しさを知った

          ●どう定着したか
           -一旦捕食・被食関係ができてしまったら、それを変えるよりも
            その関係の中で対策をした方が生存しやすかった?
           -原核生物は膜がないのでそもそも捕食者になれなかったのでは?

          ●共食い防止機構
           -「自分は味方である」という物質を出している?
            ・それを(逆に)利用した生存戦略は?
           -飢餓からか、生存のための意図的行為か

          [MBC2014] 1-2: ゲノムの多様性と生物の系統樹

          標準

          担当:寺嶋
          参加者:10名

          節の概要:
          エネルギーの変換機構やゲノム情報による分類とその解析方法。

          議論点:
          地球化学エネルギー(熱)を使う生物と,太陽エネルギー(光)を使う生物の体制が同じである利点・欠点
          ◯もっと最適なシステムがあるのではないか
           -エネルギー源の違う生物

            ・光合成をする生物
            ・化学合成をする微生物
           →それぞれの変換効率はどのくらいなのだろうか
           -生物では使えないエネルギー源もある
            -使えない理由
             -恒常的にない
             -貯蔵できない
            -電気
            →神経の伝達を邪魔しないシステムやサイズを小さくして寄生すれば可能かもしれない
            -核融合
             -宇宙のどこかにはいるかも
             -エネルギーが小さいものなら獲得可能
           -深海生物は新たなシステムを持っている可能性がある
            -深海の条件
             -水圧が高い
             -光が届かない
            -生産条件が全く異なる
            -厳しい条件によって多様性が上がっているのかもしれない
           -一次エネルギーの生産と消費をどちらも行うハイブリッドな生物
            -今の状態が最適なので作る必要が無いのだろうか

          [MBC2014] 1-1: 地球上の細胞が共有する特徴

          標準

          担当:大林
          参加者:10名

          節の概要:
          セントラルドグマに沿った情報と物質代謝の関係性という,生物普遍のシステムについて述べている.

          議論点:
          動物の行動は、どのようにゲノムに記されているか.
           ▷ 後天的に学習する方法
            - 自分の体験から学ぶ
            - 親から学ぶ
            - 昆虫には痛覚がないらしい
             > 学習できないので行動はゲノムに書かれている

           ▷ 先天的に書かれている情報は何か?

            - 具体的な行動ルールではなく,基本的なこと(生命の危機に関する情報の取り扱い)がゲノムに書かれている.
            - 一部の細胞の破壊されると「痛み」情報として全身に(特に脳に)伝達される.
            - 未知の対象を恐れるという基本ルールはあるか?
             > 無い可能性が高い
            - 火を恐れるという基本ルールはあるか? 
             > 熱による細胞ダメージから後天的に学ぶ
           ▷ 学習のレベル
            - 虫:学習しない
            - 魚:学習する
            - 鳥:先輩から学ぶ(飛び方,鳴き方:習得時間の短縮)
            - 猿:先輩から学ぶ(道具の使い方:ゲノムと独立性が高い.文化)

          2014スキー旅行(2/22, 23)

          標準
          写真提供: 大林さん
          文責: B4 水谷

          冬と言えば雪!雪と言えばスキー!
          ということで木下研のメンバー6人でスキー旅行(2/22(Sat), 23(Sun))に行ってきました.
          場所は岩手の安比高原,宿は民宿ラベンダーさんです.
          今回は天気にも恵まれたおかげできれいな景色をみることができたり
          初日の夜はスキー場で打ち上げられた花火も観ることもできたり
          おいしいご飯をいただけたり
          お酒を飲んだり,カタンの開拓者というボードゲームで遊んだりしました.
          もちろん全員クタクタになるほどに,スキーも堪能しましたよ!
          ということで非常に楽しい旅行でした.
          また来年も行けたらいいですね〜.
          ではこのあたりで失礼します.