植物のミカタ

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ファビピラビルは、RNA依存性RNAポリメラーゼを選択的に阻害する抗ウイルス薬である。インフルエンザウイルスに対して開発されたが、エボラ出血熱やCOVID-19等の様々なRNAウイルス感染症への有効性が示唆されている。ウイルスRNAポリメラーゼに取り込まれることでRNA鎖の伸長を阻害し、ウイルスの複製を抑制する。広域スペクトルの抗ウイルス活性を持つ一方、催奇形性の懸念から妊婦への投与は禁忌とされている。日本ではアビガンとして承認されており、新型または再興感染症に対する備蓄薬としての役割も担っている。

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この記事ではウイルス発がんのメカニズムの一端を解説しています。一部のDNAウイルスは自身の増殖に宿主細胞のDNA複製期（S期）に必要な酵素を利用します。そこで、ウイルスは宿主細胞をS期にとどまらせ続けることで、必要な酵素を継続的に得ようとします。しかし、これは宿主細胞にとって細胞分裂が完了せず、意図しない物質が合成され続ける異常事態を引き起こします。結果として、細胞の無秩序な増殖、つまりがん化につながると考えられています。これは、BT毒素のように特定の細胞を選択的に破壊するメカニズムとは異なるアプローチです。

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この記事では、植物の生理現象を理解する上でアサガオが優れたモデル生物であることを解説しています。アサガオは、成長が早く、様々な変異体があり、遺伝子情報も豊富であるため、遺伝学、発生学、生理学などの研究に適しています。具体的には、短日植物であるアサガオを使って、花成ホルモン「フロリゲン」の研究が行われ、フロリゲンの存在が証明されました。また、アサガオの様々な色の花は、色素の生合成経路の研究に役立ち、遺伝子の変異による表現型の変化を学ぶことができます。さらに、アサガオはつる植物であり、植物の成長や運動のメカニズムを研究するのにも適しています。このように、アサガオは、植物科学の様々な分野の研究に貢献している重要な植物です。

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mRNAワクチンの開発で急速に進化した脂質ナノ粒子(LNP)技術は、RNA干渉(RNAi)を利用した治療薬の発展にも大きく貢献すると筆者は述べる。RNAiとは、特定の短いRNA(siRNA)が標的となるmRNAに結合し、タンパク質合成前にこれを切断・無効化する現象である。記事では、不要なUSBメモリを特定のシールで無効化する分かりやすい例えでRNAiのメカニズムを解説。癌細胞の増殖抑制やウイルス感染症の治療など、多岐にわたる疾患への応用可能性を示唆する。コロナ禍におけるmRNAワクチン開発の飛躍が、この画期的なRNAi治療薬の実用化を加速させると展望している。

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コロナウイルスは一本鎖+鎖RNAウイルスで、宿主細胞に侵入すると自身のRNAをmRNAとして利用し、リボソームでウイルスのタンパク質を合成させる。同時に複製用のRNAも作成し、ウイルス自身を大量に複製する。この過程で宿主細胞のDNAの複製やタンパク質合成は停止させられる。免疫は、このウイルス侵入への防御機構である。自然免疫は侵入したウイルスを直接攻撃し排除する初期防御で、獲得免疫は特定のウイルスを記憶し、再感染時に迅速に排除する高度な防御システムとなる。ウイルスは細胞表面の受容体に結合することで細胞内に侵入する。

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コロナウイルスはコロナウイルス科に属する一本鎖プラス鎖RNAウイルス(ssRNA(+))です。RNAウイルスはDNAウイルスに比べ変異しやすく、さらに一本鎖であるため複製ミスが修復されず、変異が助長されます。コロナウイルスは既知のRNAウイルスの中で最大級のため、変異しやすい性質を持ちます。ssRNA(+)は、RNAを直接mRNAとして利用できるため、宿主細胞内で速やかにタンパク質合成を開始できます。コロナという名前の由来は、ウイルスの表面にある突起が王冠(コロナ)のように見えることにちなんでいます。

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内在性レトロウイルスは、古代のレトロウイルス感染によって宿主ゲノムに組み込まれたウイルス配列である。ヒトゲノムの約8%を占め、通常は不活性化されているが、一部は遺伝子発現に関与し、胎盤形成に必要なシンシチンなどのタンパク質をコードする。シンシチンは細胞融合を促進し、胎児と母体の栄養交換を可能にする合胞体栄養膜の形成に寄与する。 これらのウイルス由来遺伝子は進化的に保存されており、哺乳類の胎盤進化に重要な役割を果たしたと考えられている。一方で、内在性レトロウイルスの活性化は、自己免疫疾患やがんなどの病態に関与する可能性も示唆されている。

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陰樹の耐陰性は、暗い林床でも生存できる能力を指す。陰樹の葉は陽樹に比べ薄く、構成する層も少ないため、維持コストが低い。これは光合成量が限られる環境では有利となる。また、呼吸量が少ないことも、ネズミによる食害リスクを減らす点で生存に寄与する。陰樹の中でも、ツブラジイはスダジイより耐陰性が高い。葉の厚さや呼吸量の差に加え、クチクラ層による遮光なども耐陰性に関係する。これらの要素が、成長は遅いが長期間生存できる陰樹の特性を支えている。

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黒糖肥料の流行の背景には、土壌微生物の餌としての役割がある。黒糖肥料はアミノ酸生成菌による発酵を利用しており、酵母を用いたアミノ酸合成研究との関連性が想起される。しかし、実際の製造過程で酵母が使用されているかは不明。一方、味の素のグルタミン酸製造はコリネバクテリウム属の細菌を用いており、黒糖肥料もこの技術を応用し、グルタミン酸抽出後の残渣を活用している可能性が高い。これは黒糖肥料のグルタミン酸含有量が多いことの説明となる。さらに、グルコースから脂肪酸合成を制限することでグルタミン酸合成を促進するメカニズムが紹介されている。

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本記事は、グルコースが2つ結合した二糖「トレハロース」と「酵母」の関係を深掘りします。筆者は「酵母の生命科学と生物工学」を通じ、酵母の産業的広がりを知ります。酵母はエタノールや高温ストレスに晒されると細胞内のトレハロース濃度が上昇。これは、熱によるタンパク質変性（ゆで卵の例）から細胞を守るためです。トレハロースは、タンパク質が正しく折りたたまれるのを助けるシャペロン様の作用を持ち、高温下でのタンパク質安定に貢献。植物が菌根菌からトレハロースを受け取る現象にもその機能が関連する可能性を示唆しています。

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筆者は、日本情報化農業研究所で農業事業に従事していたが、CEO古荘氏の言動に不信感を募らせ退職した。古荘氏は、筆者らの農業調査を誇張したプレゼンを行い、西前氏が立ち上げたセレクトファームの成果を自分のもののように語り、資金調達に利用した。筆者らは畑で地道に努力していたにも関わらず、古荘氏は現場に来ず、農業を軽視する態度を取り続けた。その結果、関係者や取引先からの信頼を失墜させ、筆者も西前氏も会社を去ることになった。筆者は農業をエンジニアリングと同一視する古荘氏の考えに反論し、生き物を育てる仕事は知識を駆使したサポートだと主張する。 開発元退職後のSOY CMS開発継続理由は、オープンソース化により生まれたコミュニティへの責任感、ユーザーからの信頼、そしてSOY CMS自体への愛着による。退職後も開発を続け、改良を重ねることで、ユーザーにとってより良いCMSを提供し続けたいと考えている。