テキストデータをどんどん蓄積していくソフトの紹介―その2 TextClipperの紹介です。

HeartyLadder (ハーティー・ラダー)というソフトをご存知ですか?このソフトのサイトにある文章をそのまま引用させてもらいます。
だれでもみんな人に伝えたい「こころ」があります。
笑みで、言葉で、手紙で、そしてE-mailで・・・・

本ソフトウエアは手などが不自由なため、キーボードやマウスでの入力が出来ない方のために 開発した文章入力用のソフトウエアです。
 ハーティーラダーは、文章の作成やメール、そしてWindows操作を支援するソフトウェアです。キーボードやマウスが使えなくても、漢字交じりの文章を書けて  E-mailのやりとりができます。またホームページを見たり、ワードやエクセルなど一般のアプリケーションの操作もできます。  このソフトを使ってラブレターも書いてもらえたら素敵だなぁと思いながら、  私たちも心を込めて作っています。また、2011年に公開したマイボイスというソフトを使うことで、自分の声での読み上げができるようになっています。 このHeartyLadderがあなたの『心の架け橋(HeartyLadder)』になればうれしいです。

Xoops(註1参照)でつくられているHeartyLadder のサイト ハーティー・ラダー・サポーターのぺ―ジhttp://heartyladder.net/xoops/をみるとこれが、物凄いソフトだということがわかります。です。このソフトの開発改良が多くの方々の参画を得て、日々 着実に進んでいるのを拝見して頭がさがりました。たとえば以下をご覧ください。
http://heartyladder.net/xoops/modules/whatsnew/
ハーティー・ラダーの開発者は吉村隆樹さん。以下に紹介するTextClipperの開発者でもあります。吉村さんについてはご自身の本、パソコンがかなえてくれた夢 (高文研)や、吉村さんのホームページ まなつのみかんにある、ブログをご覧ください。なおこのまなつのみかんのHeartyLadderの記述は古いようなので、上にあるリンクをご覧ください。

HeartyLadderはキーボードやマウスが使えない方でもラブレターが書けるようにというコンセプトのソフトですが、どんどん改良を重ねておられて、今では視線入力装置と連携してALSの患者さんも使えるようになっているそうです。視線入力装置対応のHeartyLadderも無料で公開されています。昔は150万円くらいした視線入力装置が2014年に12000円くらいで入手できるようになったそうで、この視線入力装置を使うためのソフトHeartyAiと、このHeartyLadderと組み合わせるとよいとのことです。以下に説明のpdfがありますのでご覧ください。http://heartyladder.net//upload/takaki/hearty/HeartyAi.pdf
関連した新聞記事もリンクが切れるかもしれませんが、ご覧ください。
https://mainichi.jp/articles/20180331/k00/00m/020/106000c

さて、TextClipperです。これは以下のページにある吉村さんの説明を引用しますと、こんなソフトです。http://takaki.la.coocan.jp/freesoft/textclipper/

TextClipperについて
本プログラムはテキストのデータベースです。
某ユーザーさん曰く
  テキストのデータベースなんてかたぐるしく言わずに、「アイデアクリップ」とか
「アイデアメモ」なんて紹介するともっとユーザーが増えると思います。

と・・・・・
多くのテキストをツリー構造で管理します。
データーベースというと、データの入力が結構大変です。特にテキストのデータベースになると、テキストファイルを読み込んだり、ソフトを切り替えてコピー&ペーストを繰り返してと言うことになるでしょう。でもこのソフトではそういう作業は必要としません。
世はインターネットブーム。ネットサーフィンに興じている人も多いでしょう。
そこで得た情報はどうやって管理しておられるでしょうか。
この部分の文章はとっておきたいと思っても、すぐに簡単には保存できないと思います。
でもこのソフトを常駐させておくと、ネットスケープやインターネットエクスプローラで保存したい部分を反転して後はボタンを1つ押すだけです。
タイトルを付けたりする必要もいっさいありません。
プログラミングやネットサーフィンをしながら手間をかけることなく自然とデータベースにデータが蓄積されていく感じです。これより簡単な保存方法はないでしょう。
また、その逆のデータベース化したテキストを利用するときも、簡単に使用中のワープロやエディタ、通信ソフトにペーストできます。
本プログラムはいろんな場面で応用できると思います。」

私はこのソフトのクリップツールという機能拡張を主に使っています。ネットサーフインしていてこれはと思ったテキストをキーワードをつけて(つけなくてもいいです)、どんどん一つのテキストファイル(Tc_txt.txtという名前のテキストファイルです)に保存していくことができます。新しくクリップしたテキストはこのテキストファイルの最後尾にクリップした日時、簡単な出典表記、自分でつけたキーワード(なしでもOKです)とともに追記されていきます。こうしてテキストデータベースを構築しておけば、あれはなんだったっけと思いだせないときにも、保存したテキストファイルをgrepソフトなどで検索したら一発で該当テキストをみつけられます。キーワードを保存時に追加しておけばなおさら検索は容易になります。保存には自分で保存用キーを設定することもできます。私はたとえばshift+Cにして保存していますが、キーコンビネーションは環境設定メニューの、キー割当から設定できます。

クリップボードに入ったテキストファイルが保存されますので、TextClipperを常駐させておけば、Microsoft Wordやpdfリーダー(Acrobatなど)、ブラウザで表示したテキストなど任意のソース中のテキストファイルを保存することができます。一つの決まったファイルにクリップするごとに付け足されていきますので、このクリップをどんどんつづけていけば、結構充実したテキストデータベースができます。このクリップツールは以前、吉村さんにお願いして作ってもらったものですが、大変便利です。
これはTextClipperのページにあるクリップツールのなかの、作者のところに木谷さん 野村さんとあるものをダウンロードして解凍してできたファイルclipfile.ctaを、TextClipperフォルダに入れると使えるようになります。私はこんなツールがあったら良いなぁとうお願いをしただけです。プログラムは木谷さんと吉村さんです。

私の去年のランチョンセミナーで、論文の例文集をつくっておいて、それをコンコーダンスソフトで検索して、英文執筆に役立てると言う話をしました。その例文集の作成にもピッタリのソフトですので、お試しください。その際、改行の処理とかが必要になるかもしれませんが、いろいろ工夫してみてください。とても便利なソフトですよ。

(註1:Xoopsはこのブログで使っているWordPressのような、コンテントマネジメントシステムCMSというもので、研究室の内部ホームページで必要な資料を共有する、連絡をするなどに活用していたこともあります。いろんなレンタルサーバーで使えるので活用するのもいいかもしれません。私達は、MicrosoftのOneNoteに変えてしまったので今は使っていません。OneNoteで各人の実験結果を毎日報告してもらい、進捗状況を把握しコメントする、通勤電車の中で各メンバーの進捗状況を確認してコメントする、情報を共有する、などの使い方をしていましたが、これは役立ちました。OneNoteは絶対おすすめのソフトです)

秋のおすすめ本その1―量子生物学(1)

ノーベル賞の発表がはじまり、本庶佑先生が授賞されてみなが大喜びですね。秋も深まってきて福岡では農家の稲刈りも9割がた終わったようです。

量子生物学 Quantum Biologyというのを聞いたことがありますか?数年前にでた本でLife on the Edgeという面白い本があります。細胞生物学の授業で物理や化学専攻の2年生にお奨めと紹介した本です。日本語訳もされていて「量子力学で生命の謎を解く」(水谷淳訳、SBクリエイティブ発行)といいうタイトルで本屋に並んでいます。

動画は英国のRoyal Institutionでのこの本の著者の講演です。この本が出たときにはイギリスで大評判になり、ベストセラーとなりました。雑誌NatureやNew Scientistでも紹介されたほどです。Royal Institutionは、かのマイケル・ファラデーが「ロウソクの科学」などの講演をした場所ですが、様々な演者を呼んでの講演が常に行われており、講演は公開されています。YouTubeのチャンネルもありますので、ご覧ください。電車の待ち時間や通勤時間に視聴すると楽しいです。英語が聞き取りにくいときは字幕を表示させるとよくわかると思います。Royal Institutionでは評判の科学書の著者を読んで講演してもらうことも多く、この本もそうですが、ほかに例えばHow to clone a mammothという評判の本の著者のBeth Shapiroさんの講演など、本の内容がよくわかる講演がいろいろありますので、本を買う前に聞いてみてください。本を買わなくても良いかもしれないほど面白い講演が多いです。

さて量子生物学ですが、この本では酵素反応にプロトンのトンネル効果が働いて効率化に寄与していたり、コマドリの季節の渡り(地磁気を感知するコンパス)にコマドリの体内にあるクリプトクロームというタンパク質分子内の電子の量子もつれが利用されていたり、あるいは光合成中心への効率的なエネルギーの移動にexcitonとよばれる励起子が働いていたりという話が分かりやすく書いてあります。他に匂いの検知メカニズムにも量子効果が働いているという仮説(反論の論文もでています)もあって、読んで大変面白い本です。物理や化学を学んでいる学生さんに特に薦めます。

著者の主張は「生命は量子効果を利用して維持されており、生きているということは量子効果が利用されている状態、死ぬとそれがなくなるということで、まさに量子効果の働く境界で生命が存在している」というものです。光合成の反応中心では量子コンピューターが働いているという論文の紹介もあります。その論文をみて一時間もかからずその間違いがわかったというMassachusetts Institute of Technologyの先生の講演が一番下の動画です。この有名な量子コンピューターの権威Seth Lloyd教授は、自分のラボで量子生物学を研究しているそうです。九州大学の生物学科の教授だった西村光雄先生は留学中、光合成細菌の光合成でのチトクロームの酸化における電子移動が液体窒素の温度でも起こることを発見した論文を有名なBritton Chance先生との共著で書かれました。続く研究でChance先生は液体窒素の温度やそれ以下の温度まで冷却すると100K(ケルビン)以下では電子移動が温度に依存しなくなることを発見、光合成における電子移動には量子トンネル効果が介在していることを示唆する論文を書かれています。西村先生の実験の話はこの本の第3章(翻訳書の98ページ)にのっています。九州大学にも量子生物学の研究室はありますし、最近は大阪大学でもこんな研究がたちあがっています。分子生物学会のワークショップでも量子生物学がとりあげられるなど、面白い研究分野になりそうです。

 

福岡にアインシュタインの脳があった!アインシュタインが訪れた九州大学と福岡(その4)

この前、アインシュタインの脳についての番組をNHKスペシャルでやっていました(アインシュタイン 消えた“天才脳”を追え )。とても興味深い番組で番組について書こうとおもっていたのですが、本日9月2日午後10時からBS1で、NHKスペシャルの番組の未収録場面を含めた特別編の放送(BS1スペシャル「アインシュタイン 消えた“天才脳”を追え 特別編」)があるようです。是非ご覧ください。
この番組の冒頭で、福岡市の近くの直方(のうがた)におられる先生がアインシュタインの脳をもっているといって見せておられるシーンがありました。先日私が生化学会の九州支部会で講演したときの懇親会で、NHKが取材に来てアインシュタインの脳をみせたという話をされていた杉元先生です。お兄さんがアインシュタインの脳を探る旅にでた方で、BBCでアインシュタインの脳を探るという番組がつくられたと記憶しています。九州には結構、アインシュタイン関係者がおられるのでびっくりしました。杉元先生のお兄さんの本は、「大追跡!!アインシュタインの天才脳 (講談社SOPHIA BOOKS)  2001/1 杉元 賢治 (著)」というもので、どこかで表紙をみた覚えがあります。いつも紹介しているInternetArchiveのWayBack Machine(昔のホームページを収集しているサイト)アインシュタインの脳についての杉元先生の日本語論文が集まっていますのでご覧ください。WayBack Machineは知財関係の調査などで企業などでも大活用されているサイトだそうです。
福岡もだんだん秋めいてきました。

夏休みおすすめ本 その2 細胞生物学とLinux入門のブルーバックス、そしてゲノム編集

試験が終わって夏休みを満喫している学生さんも多いかと思います。新学期が始まる前によんでみるとよい本をいくつか紹介しておきます。まず

1) ブルーバックスの「細胞の中の分子生物学 最新・生命科学入門」(森 和俊 著)は、私の大学二年生向けの細胞生物学の講義の参考書に紹介していましたが、とてもわかりやすい本で、生物学専攻でない物理や化学専攻の大学1,2年生におすすめの入門書です。もちろん生命科学関係の学生にもおすすめで、私のラボの院生も読んでとても参考になったといっていました。

2) ブルーバックスでもう一冊のお勧めは、「入門者のLinux 素朴な疑問を解消しながら学ぶ」(奈佐原 顕郎 著)です。こちらも生物学演習の学生さんに薦めていましたが、linux入門には最高の本だと思います。なぜlinuxが必要かというところからはじまって、最後は気象衛星ひまわりの画像をダウンロードして画像をつなげてムービーをつくるところまで勉強できます。私も読みながらコマンドを実行しながら読み進んでいくと、ちゃんとムービーをつくることが出来ました。ubuntuのlinuxを使えばコマンドもすべて本のとおり打ち込めば実行できますので是非お読みください。以下の講演会(平成27年度NGSハンズオン講習会)のビデオ、テキストをみれば、biolinuxをvirtualboxでwindowsにインストールして動かし、この本の実習を行えるだけではなく、簡単なバイオ系ソフトをlinuxで動かしてみることもできます(リンクの事前予習資料一覧のpdfから始めてください。インストールの仕方のスライドもリンクにあります。丁寧なスライドですのでだれでもbiolinuxがインストールできます)。biolinuxをインストールするやり方は詳細にこのページのリンクにありますので、そのとおりやれば簡単にできます。ただしハードディスクの空容量は十分確保してからはじめてください。平成27年度の講演会では、シェルスクリプト入門、pythonやperl入門、Rの入門などいろいろな講義が動画とテキスト付で公開されています。私も通勤電車のなかで全部視聴して大変勉強になりました。その後の講習会は段々と上級者向けへ内容がシフトしていますのではじめるなら27年度の講習会からかなと思います。

このブルーバックスをbiolinuxを動かしながら読んでいくときの注意点です。
biolinuxではこの本の285ページのコマンドは作動しません。この本はシエルがbashなのですが、biolinuxはシェルがzshなのが原因です。これはzshがdirectoryの中身を探しにいっていないのでno matchというエラーを返してくるのです。コマンド実行前に、、biolinuxで
setopt nonomatchとうって実行しておくと、285ページのコマンドもbiolinuxで動きます。zshとbashの違いについてはたとえばここに詳しく書かれています。

3) これも分子発生学の講義などで紹介した本ですが、CRISPR-Cas9によるゲノム編集の開発者の一人、さんが書いた本 「CRISPR(クリスパー) 究極の遺伝子編集技術の発見」(ジェニファー・ダウドナおよび サミュエル・スターンバーグ著)もおすすめです。ゲノム編集の開発だけでなく、その正しい応用を目指すスタンスが強調されているとてもわかりやすい本です。組織特異的にゲノム編集をするのはどうしたらよいのかなども紹介されていて、ゲノム編集について考えるための必読文献です。Doudnaさんの講演はいっぱいネットにありますがたとえば去年のこの動画などはいかがでしょうか。バクテリアの獲得免疫システムとして働いているCRISPRの概観と、ウイルスがanti CRISPRタンパク質を使ってそれから逃れるといった最新の話題もとりあげられています(2017年の講演)。英語字幕をYouTubeでオンにしたら聞き取りやすいと思います。

もっと新しい講演は以下のものです。

ことし6月のThe Croonian Medal Prize Lectureでの講演です。英国王立協会の由緒ある賞the Croonian Medal and Lecture 2018の受賞講演です。これもYouTubeで字幕オンでみるとよいでしょう。

 

夏休みおすすめ本 その1―宇宙線を観察してみよう

夏休みの自由研究に霧箱をつくってみませんか。

町の図書館にいってみると新しく入った本の中に、「きみは宇宙線を見たか: 霧箱で宇宙線を見よう」 山本 海行 (著), 小林 眞理子 (著)―仮説社という本があったので早速借りて読んでみました。昔からつくってみたかった霧箱の簡単な作り方が載っていました。ドライアイスを含めて必要な材料の入手法と作り方が丁寧に書かれていてさらに、宇宙線や放射線、原子の話までわかりやすく書いてあるので夏休みの自由研究におすすめの本でした。著者のホームページ(うみほしの部屋)にいってみると、霧箱実験室のコーナーには霧箱の作り方がいろいろでていますし、今日いってみると新しく空き缶でつくる霧箱の作成法などものっているので是非、訪問してみてください。ホームページには福島の放射線の測定結果などものっていて動画も満載のとても読み応えのあるおすすめのホームページです。
冒頭の動画は山本さん、小林さんの本にも紹介してありますが、名古屋大学理学研究科・素粒子宇宙物理系F研 基本粒子研究室のホームページにある高感度霧箱動画のYouTube版です。霧箱の作り方や関連情報もいろいろでていますので、是非こちらのホームページ(上の動画ページへのリンクや素粒子の飛跡の写真も満載です)にもいってみてください。

写真は近くの山で撮った夕日に照らされて鳴くヒグラシです。ちょっぴり秋の気配も感じられますが、まだまだ暑い福岡です。

物理や数学、工学や生物科学の新刊本をDOABでダウンロードしてみよう:オープンアクセス本のすすめ

このところ、古典のダウンロードサイトばかり紹介していましたが、今日は最新の本がダウンロードできるサイトを紹介します、。去年の講演でも紹介したサイトですが、
DOAB (Directory of Open Access Books)というサイトにはSpring-Natureをはじめいくつかの出版社が公開しているオープンアクセス本がまとめられていて便利です。たとえば生物科学のビッグデータの解析に重宝するGO termというのがありますが、その解説本The Gene Ontology Handbook」が丸ごとダウンロードできるのがわかります。このサイトでいろんなキーワードをいれて探すと、2018年の新刊を含めて、オープンアクセスで公開されている本がいろいろあって面白いです。例えば今日、Mathematicaという数式処理ソフトでこのサイトで検索をかけてみました。九大の生物学科でも昔はMathematicaを使う演習がありましたが、数式処理ソフトとしては有名な市販ソフトです。するとこんな本が見つかりました。

Control Theory Tutorial
Basic Concepts Illustrated by Software Examples
(Steven A. Frank)

検索結果のページの下の方にある、Free Accessというボタンを押してみてください。ダウンロードリンクが開きます。この本は別途、Mathematicaのコードがダウンロードできるようにしてあり、生命科学にも応用範囲のひろい、制御理論の基礎をMathematicaを動かしながら勉強できるようです。著者は生物科学系のカリフォルニア大学の先生で、生命科学の分野の人が制御理論を学ぶのに最適の本のようにみうけられます。興味のある方はダウンロードしてみてください。他にも各人の好みのキーワードで検索するときっとぴったりの本が見つかると思います。

写真は毎日の猛暑を逃れるため、夕方 山の川にいった時にみつけたアメンボです。どこにいるかわかりますか?

アインシュタインが訪れた九州大学と福岡(その3)―アインシュタインの旅日記(日本語版)を読みました

このたびの豪雨災害にあわれた皆様にお見舞い申し上げます。近所の方も親戚の家が床下浸水になったとのことで、逆性石鹸(逆性セッケン)をもって後片付けにでかけておられます。猛暑がつづいていますが、どうぞお体を大切になさってください。

アインシュタインの旅日記。町の図書館にいって探してみると日本での旅日記は、なんと、2001年に世界ではじめて全文翻訳されていることを知りました。さっそくその本「アインシュタイン日本で相対論を語る」(講談社)を借りてきて読みました。アインシュタインの日本への旅日記の原本まで探し当てて内容を確認して翻訳した力作で、アインシュタインの日本滞在時の写真満載でとてもよい本ですので是非ご覧ください。エルサレムのアインシュタイン文書館からの序文の他、なんとフリーマン・ダイソンの日本版へのメッセージまで収録されています。ダイソンは有名な物理学者。繰り込み理論の研究でノーベル賞級の業績を上げた物理学者(ノーベル賞は3人しか受賞できない)で、SFフアンには有名なダイソン球の提唱者であり、水爆を使って推進する宇宙船オリオンの開発でも有名です。

もう一冊、図説アインシュタイン(河出書房新社)という本も借りてきました。こちらもアインシュタインの日本滞在の詳細な紹介があるうえに、アインシュタインの理論や生涯の簡潔な紹介が多数の写真や図をまじえて行われていてお勧めです。こちらの57ページには「幻のアインシュタイン招聘計画!」というエピソードが紹介されています。アインシュタインの来日のはるか前、アインシュタインがユダヤ人ゆえにチューリッヒで不遇だったころ、東北大学はアインシュタインを教授として招聘しようとしたのだそうです。当時の東北帝大総長も乗り気で、ヨーロッパにいた石原純教授に給料の額と任期を提示して交渉にあたってもらうように依頼したと書いてありました。私が高校のとき化学の先生が授業で、昔アインシュタインを教授として招聘しようとしたが、お雇い外国人の時代はおわった、日本人でないとだめだとか議会でいわれて没になった、もしアインシュタインがきていたら歴史は変わったのに、とおっしゃっていたのは本当だったようです。

九州大学に前に紹介しましたが桑木彧雄(くわきあやお)教授がおられました。この先生はドイツに留学していたとき、日本人としてはじめてアインシュタインを訪れて面会した方だそうです。たしかアポイントもなしで、おしかけたのではなかったでしょうか。
桑木文庫というのが九大図書館にあります。そこには数学や物理などの古典があつめられていますが、それはこの先生のコレクションです。またアインシュタインの日本訪問、福岡訪問に尽力された先生でもあります。上の「アインシュタイン日本で相対論を語る」の124ページには、アインシュタインが九州大学を訪問した時の記念写真が載っており、桑木教授がエルザ夫人の横に写っています。桑木先生はアインシュタインに高く評価されていたそうで、桑木先生への色紙には、
私が知りあう喜びを抱いた最初の日本の物理学者、認識論学者 桑木教授へ アルバート・アインシュタイン、1922年 自然はつんとすました女神である(同書 124ページ)とあります。

またどちらの本にもアインシュタインが福岡で講義したときの黒板は、ニスをぬって 現在の福岡高校(当時の福岡中学)に長く保存されていたとあり、その写真が載っています。しかし実物は敗戦後、ゆくえ不明になってしまったのだそうです。空襲でやられたのか、そのへんはいろんな説があるみたいです。(写真は梅雨明けの青空です)

2016.07.11(月)実験ノートの重要性1 

今日は実験ノートについてです。

以前、英国ケンブリッジにあるMRC 分子生物学研究所に保存されているBrenner先生(Nobel賞受賞者)の実験ノートの写真を載せたり
Pauling先生(Nobel賞を2度受賞)の実験ノートも紹介したことがありますが、
実験ノートと実験の生データの保存は極めて重要な習慣です。最近では研究者が研究倫理についての講習をうけることが各所で義務化されていますが、有名な本「背信の科学者たち」(ブルーバックス)などにのっている不正の例が、講習教材でもとりあげられていました。この本にはメンデルやニュートンをはじめ、いろんな有名人が登場しますが、不正ではないといいう意見があるのにざっくり不正と断定しているものも含まれるので注意が必要です。

たとえばミリカンというアメリカの物理学者もやり玉に挙がっています。彼は有名な油滴の実験とよばれる実験で、油滴が帯びている電荷が一単位、二単位というようにとびとびの整数値をとることを鮮やかに示し、電子の電荷の値を正確に測定することに成功して、電子の解明に大きく貢献した学者です。この業績でノーベル賞を受賞しています。「背信の科学者たち」(ブルーバックス)によると、彼の実験に不正があり、自分に都合のよい結果だけを選んで論文にしたとあります。しかしこれには異論があり、彼の実験ノートを詳細に調査した結果、すてたデータは電荷の算出に必要なストークスの法則にあてはまらないものだけだったなどの点があきらかになっています。ミリカンの実験データの扱いは正しかったという真逆の結論です彼のノートには、実験日の気圧、装置を減圧して測定してストークスの法則があてはまるとき正しい値がでるとを確かめた際の気圧もちゃんと記載されているそうです。これも実験ノートが残っていればこそできる調査ですね。

研究ではデータやサンプル(試料)の保存も大事で、たとえば生命の起源にせまろうとしたミラーの実験。放電実験でできたサンプルでミラーがなぜか調べなかったサンプルが見つかり、それを現代の最新機器で調べてみると、ミラーができたといっていた以外に、なんとペプチドもできていたのがわかった、というエピソードもあります。
私たちの伊都キャンパスにおられる森田先生が発見された113番元素はニホニウムという名前になるはこびですが、これはニッポニウムと呼ばれ一時は周期表にっものっていた、日本人が発見して命名した新元素へのオマージュでもあるそうです、この幻のニッポニウムも、原子番号の同定に誤りがあったのですが、残された資料の解析から実際に当時未知だった新元素を発見していたことがわかっています。ニッポニウムは、当時未発見だった新元素レニウムだったのです(日本化学遺産に登録されています)。

実験ノートと研究資料の保存は大事ですね。

2016.07.07 (木) 次世代シークエンサーの威力

2016.07.07 (木) 次世代シークエンサーの威力―DNase-Seq(ディーエヌエース シークと読みます)とATAC-seq (seqをセックと読む人もいますが英語ではシークと読むのが多いです): 七夕です。福岡は快晴 (7月分ブログ初日です) 。
最近活用されている次世代シークエンサーの威力を基幹教育の細胞生物学の講義で紹介しました。染色体の中で活発に機能しているDNAの部分はDNase I というDNAを切断する酵素で切れやすくなっていることがわかっています。そこで核をとりだして軽くDNase I 消化を行って活発に機能しているゲノム部分を消化した後、次世代シークエンサーで切れた部分の配列を同定すれば、その細胞で活発に働いているゲノムの部分の塩基配列がわかります。これをDNase-Seq解析と呼びます。たとえば幹細胞から分化する前と後でこの解析を行うと、幹細胞で発現していたタンパク質遺伝子や遺伝子制御にかかわる制御遺伝子のおよそ半分は、分化した細胞でも活発に機能して発現しており、新たに半分くらいの分化した細胞に特徴的な遺伝子が発現しているようです。このDNase-Seq解析は、
有名な20世紀の発生学者Waddingtonのepigenetic landscapeの実体を明らかにしつつあると考えられ、わくわくします。詳しくは オープンアクセスの論文Developmental Fate and Cellular Maturity Encoded in Human Regulatory DNA Landscapesをご覧ください。写真は九大図書館にあるWaddingtonの著書The Strategy of the Genes (1957)からスキャンしたものです。
ヒトではタンパク質をコードする遺伝子は21,000個ほどあり、そのほかに4,0000個ほどのnon-coding RNAをコードする遺伝子( プロモーターをもちexonがあり、スプライシングをうけるといった普通の遺伝子の特徴を備えているもの)があるほか、100万個をこえるfocal smaller/less structured non-coding RNAsが同定されているようです(ビデオ)。
DNase-seqのほかにも、感度を大幅に上げた方法(1細胞でも解析可能らしい)として、Tn5 のtransposaseという酵素を利用するATAC(Assay of transposase Accessible Chromatin)-Seqという方法(ビデオ)も知られています。これはトランスポゾンが、開いている染色体部分に飛び込むメカニズムを利用する方法です。トランスポゾンは自身をゲノムに組み込むときに、宿主側のゲノムDNAに自身のDNA配列を結合させる(ライゲーションさせる)活性をもつ酵素transposaseをもっています。高い活性のtransposaseを遺伝子改変によって作成し、この発現させたtransposaseといっしょにPCR増幅用のプライマーを入れることで、開いているクロマチン部分にtransposaseによってPCR用のプライマー配列を結合させることができます(transposaseのligation活性を利用)。こうして開いているクロマチン部分だけに増幅用プライマーを導入した後、挿入したプライマーを利用してPCRで増幅すれば、開いていたクロマチン部分が増幅されて、あとは次世代シークエンサーで増幅された配列を読み取り、どんな配列の部分が開いていたかが網羅的にきまるという仕組みです)

 

このような新しい手法の開発で、発生のステップごとにどのように遺伝子の発現調節が変化するかや、病気の発症段階をおっての遺伝子発現調節の変化が解明され、遺伝子制御ネットワークの全貌(レギュロームという名前も提唱されています)が解明されています。まさに生物学の革命を私たちは目にしているのです。