巻貝の「粘液」には、巻貝の移動を助けたり、張り付くのを助けたり、防御機構として働いたりと、さまざまな役割がある。巻貝はこの粘液をどのようにして作っているのか。新たな研究の報告によると、コラーゲンとカルシウムが共に働くことで、各目的に応じて巻貝の粘液の力学的特性が微調整されるという。これは、人間に役立ちうる接着剤などの新材料を開発するうえでヒントとなるものである。「巻貝の粘液は、創傷治癒や薬物送達など、さまざまな持続可能な用途において着想源となる高い可能性を秘めており、現在、商業的に大きな関心を集めている」と著者らは述べている。粘液は多くの動物に存在し、通常は組織を潤滑にして保護すると同時に、病原体から身を守るのに役立っている。しかし、いくつかの種では、粘液は体外で特殊な物質として機能し、餌捕獲、防御、付着に用いられる粘着剤や接着剤となっている。モリノオウシュウマイマイ（Cepaea nemoralis）のような陸生巻貝（カタツムリ）は、様々な目的に応じて数種類の粘液を作り出すため、こうした物質の研究に特に有用である。巻貝の粘液は、主に水と、糖タンパク質（ムチン）および複合糖質で構成されている。しかし、限られた種類の生物由来物質を用いて、単一の生物がこれほど対照的な特性を有する物質をどのように作り出しているのか、その分子機構や構造機構はほとんど分かっていない。今回、Mariella Gablerらは、C. nemoralisが分泌する5種類の粘液を調べた。それぞれが以下に挙げるような異なる機能に適応している。移動を可能にする潤滑粘液、殻を物の表面に固定する接着粘液、カルサイト（方解石）を含む保護粘液、非常に粘着性の高い黄色の粘液（非常に伸長性があり、裂傷に強い）、捕食者を阻止する効果があると考えられている泡状粘液である。Gablerらがプロテオーム解析、物質解析、画像化を行った結果、異なる種類の粘液であっても類似したタンパク質組成をもち、コラーゲンVIが主要な構造成分として機能する一方で、コラーゲン含有量の差と非晶質炭酸カルシウム（ACC）の添加が各粘液独自の特性を決定することが明らかになった。カルシウムが、湿った粘液では架橋結合のためのイオン源として作用し、乾いた粘液ではミネラル前駆体として作用することで、粘液は力学的機能を切り替えることが可能になる。

近年注目されている「インバー効果」(ほぼゼロの熱膨張)が、コバルトを含む複雑な組成のステンレスインバー合金(鉄・コバルト・クロム・ニッケル)において、元素ごとにどのように現れるかは明らかでなく、特に鉄とコバルトの比率のわずかな変化に対してどう応答するかは不明であった。研究チームは、鉄とコバルトの比率がわずかに異なる複数の面心立方(fcc)合金試料に対し、シンクロトロン放射光を用いた元素選択的X線吸収分光法とディラトメトリー(熱膨張測定)、さらに原子スケールのモンテカルロシミュレーションを組み合わせて解析した。その結果、鉄とコバルトはいずれも局所的に熱膨張を抑制するが、鉄の寄与の方が大きいこと、またこのバランスは組成のわずかな違いによっても測定可能な程度に変化することが分かった。同じ合金の未焼なまし(体心立方、bcc)版では、通常どおりの正の熱膨張を示し、インバー的挙動が焼なまし後のfcc構造に特有であることが確認された。これらの知見は、ステンレスインバー合金における元素選択的な磁気体積効果の理解を精緻化し、古典的な鉄-ニッケルインバーや、鉄の寄与がより支配的な関連合金コバールとの違いを明らかにするものである。ただし著者らは、鉄とコバルトの比率だけでは調べたすべての試料にわたる傾向を完全には説明できないと注意を促しており、結論は30~400 Kの範囲でのみ検討された少数の組成に基づくものである。

チリのミイラのDNAを分析したところ、南北米大陸に由来する古代天然痘の既知で最古の株が明らかになった。今回の研究結果は、欧州人による植民地化がこの病気を「新世界」にもたらしたことを示す、これまでで最も明確な遺伝学的証拠である。天然痘は、欧州人による植民地の過程で南北米大陸にもたらされた、最も致命的な病気の一つであった。北米、中米、南米でこの病気が急速に拡大した結果、300万～400万人が死亡し、免疫のなかった先住民の死亡が特に多かったと推定されている。しかし、南北米大陸に由来する古代天然痘のゲノムデータが不足しているため、原因となるウイルス株については依然として不明な点が多い。Bruno Gonzálezらは、チリ北部で見つかった2体のミイラで、古代の天然痘ウイルスのDNAを確認した。これらのミイラは、インカ帝国時代から初期植民地時代にあたる1492年から1631年の間に生きていた先住民である。これら2つの古代ウイルスゲノムがほぼ同じであったことから、2人が同一の集団発生中に感染したか、あるいは同一の流行株に感染した可能性が高いことが示された。こうして、植民地時代に南米で流行していた天然痘株について、分子レベルでの貴重な直接証拠が得られた。Gonzálezらによると、「CAM9」と呼ばれるこの天然痘株は、南北米大陸に由来する既知で最古の天然痘ゲノムだという。 著者らは、このチリの天然痘ゲノムを古代および現代の天然痘ウイルスと比較することにより、これまで知られていなかったこの絶滅株が、中世前期の欧州株と、後に現代の天然痘へとつながる株との間の進化的位置を占めることを見出した。この進化的位置にあるということは、天然痘が欧州人による植民地化を通して南北米大陸に到達したという分子的な証拠である。また、これらのゲノムによって、遺伝子の不活性化と変異のパターンを追跡できるようになり、ウイルスの進化速度の変化が、植民地時代の人口統計学的および疫学的な大きな変化と関連しているらしいことが明らかになった。 研究公正の問題にご興味のある記者の方へ：本研究の共著者であるConstanza de la Fuente Castroは次のように述べています。「古代DNAを扱う分野は、特有の懸念が2つあるために注目されてきました。第1に、唯一無二でかけがえのない人間の遺体から世界中でサンプルが採取されていますが、こうした分析は破壊を伴うことから、遺体の同意、管理、将来の保存に関して問題が生じています。第2に、非対称的な研究関係が続いています。サンプルはグローバル・サウスから運ばれてくる一方で、資金提供、分析、意思決定（および筆頭著者とそれに続く責任著者）は依然としてグローバル・ノースの機関に集中しています。地域社会との連携ガイドラインや、「ヘリコプター研究」への批判が、この分野における説明責任の遂行を促してきましたが、遵守するかどうかは依然として任意です。学術誌や資金提供者には、地域との共同管理体制の文書化、透明性のある出所情報、および同意の記録を義務付けるとともに、遺体が見つかった地域の研究施設に対して持続的な投資も行うことを望んでいます」

古代参照ゲノム配列を必要とせずに現生人類が持つ古代ホミニンの祖先を検出できる新しい計算論的アプローチにより、現生人類の進化の図は想像していた以上に複雑であったことが明らかになった。研究者らはこのアプローチを利用して、全ての現生人類の祖先が、アフリカから拡散する前に未知の「ゴースト」集団のDNAを受け継いだと報告している。現在までに、ネアンデルタール人とデニソワ人のゲノム配列決定から、現生人類と古代ホミニンの交雑によって現在のゲノムが形成されたことが示されている。現生人類はまた、いまだ確認されていない他の古代人類グループ、いわゆる「ゴースト」集団とも交雑したと考えられている。更に、現存する人々とデニソワ人のゲノムから得たエビデンスでは、約100万年以上前に人類系統樹から分岐したもっと古い「超古代」系統の存在も指摘されている。しかし、古代DNAサンプル、特にさらに古い集団や様々な地理的地域の集団から得た古代サンプルが不足していることと、既存の方法が参照ゲノムに依存していることから、古代の遺伝子移入の歴史を完全に再構築するには限界がある。 Yulin Zhangらは今回、祖先組換えグラフ（ARG） - 組換えと共通祖先を通してゲノムがどう進化してきたかを示す詳細図 - を再構築することで、古代の交雑の遺伝的特徴を検出するTRACEと呼ばれる新しい計算論的アプローチを開発した。これまでの方法とは異なり、TRACEは古代参照ゲノムも未混血の外群集団のデータも不要で、現存する人々のゲノムのみを用いて今まで知られていなかった古代の寄与を特定することができる。Zhangらは、シミュレーションでこのアプローチを検証し、1000ゲノムデータセットなどの世界の人類集団の高カバレッジゲノムにそれを適用した。TRACEによって、既知のネアンデルタール人とデニソワ人の祖先を復元することに成功し、同時に、古代人類集団とのこれまで知られていなかった交雑も明らかになった。今回の発見は、これまで考えられていたようなアフリカの特定の人類集団に限らず、全ての現生人類の祖先が出アフリカ前に未知の「ゴースト」集団からDNAを受け継いだことを示唆している。驚くことに、このゴースト集団祖先はネアンデルタール人とデニソワ人のDNAを排除したと考えられているゲノム領域でも発見され、このことは、そういった領域は全ての古代祖先ではなく、ネアンデルタール人とデニソワ人を特異的に淘汰したと考えられることを示唆している。TRACEによってはまた、オセアニア人がデニソワ人を間接的に介して、さらに古い祖先の「超古代」人類系列の痕跡を受け継いだことを示すエビデンスも発見され、現生人類の遺伝的遺産が現在は絶滅した人類集団との相次ぐ多数の交雑によって形成されたことが明らかになった。 研究インテグリティの問題にご興味のある記者の方へ：本研究の共著者であるPriya Moorjaniは次のように述べています。「ゲノムデータセットの規模と複雑性が増すに連れ、透明性、再現性、及びオープンな方法がこれまで以上に重要になってきます。データ、ソフトウェア、ベンチマーキングの枠組みを共有するための継続的な取組みと、独立した複数のデータセットにわたる慎重な検証は、新たな発見の頑健性と再現性の保証に役立ちます。」

・ 細胞は、酸素（O₂）、一酸化炭素（CO）、一酸化窒素（NO）の濃度変化を検知する必要がありますが、ガスの検知を生物学的な応答へ結びつける分子過程は複雑です。 ・本総説は、ヘムを利用するガスセンサーと、細胞内に少量存在し、タンパク質を直接調節できる可動性ヘム（ラビルヘム）に関する知見を整理しました。 ・ 多様なタンパク質に共通する原理として、ヘムの鉄原子の周囲で生じる微小な変化が、より大きなタンパク質の動きへ増幅され、細胞の働きを制御することが示されます。 ・ また、なお未解明の過程を示し、時間分解構造解析と細胞イメージングが、人工バイオセンサーやヘムを介する経路を標的とした治療戦略の研究につながる可能性を論じています。