京大Open Course Ware (OCW)閉鎖のニュースと、MITの学部生むき現代量子科学の講義OCW

とても面白い教育的な動画をあつめているサイトとして、京都大学のOCWを紹介してきました。残念なニュースです。京都大学オープンコースウェア(OCW)の閉鎖についてというニュースが飛び込んできました。https://ocw.kyoto-u.ac.jp/news/6/
京都大学高等教育研究開発推進センターは2022年9月末に廃止されることになりました。京都大学オープンコースウェア(OCW)も、残念ながら9月中旬以降にサイトを閉鎖することになりました。2005年以来、京都大学OCWをご利用いただき誠にありがとうございました。」とあります。
このOCW閉鎖のニュースのページに書いてある参考になりそうな部分を引用します。

「OCWの講義ビデオは10月以降すべて削除されてしまうのですか」
本学のOCWの動画についてはYouTubeチャンネルを利用して運用してきました。10月以降、動画が直ちにアクセスできなくなることはありませんが、OCWの運用組織がなくなることから安定的な運用が困難となりました。

「動画以外のコンテンツのバックアップを保存したい」
ウェブページに掲載されているテキスト情報については、お使いのブラウザで「保存」「別名で保存」することで保存できます。各ページからリンクされているPDFファイル等はリンク先を右クリックなどでデータを保存して下さい。

動画のYouTubeからのバックアップ方法が書かれていたそうですが、YouTubeの規約違反になるとのことで削除されたようです。後日、対処方法がアップされるようですので楽しみに待ちましょう。

こうしたOpen Course Wareは外国にもいっぱい公開されています。
今日、量子力学の教科書を探していたらMITから今年刊行された Mastering Quantum Mechanics Essentials, Theory, and Applications という本の著者 Barton Zwiebach教授は、MITで量子科学の学部生用講義を長年担当されてきた学部教育に意欲的な先生で、かつ有名な弦理論の物理学者だそうです。この先生の講義が講義ビデオ、講義資料ともにダウンロードできる形でMITのオープンコースウエアとして公開されています。新刊の教科書のホームページhttps://mitpress.mit.edu/books/mastering-quantum-mechanicsにリンクがのっています。ページ左下のReader Resourcesには正誤表の下にOpenCourseWare Quantum Physics I, II, IIIのページへのリンクがあります。OpenCourseWare Quantum Physics I https://ocw.mit.edu/courses/physics/8-04-quantum-physics-i-spring-2016/
をクリックすると、Quantum Physics I のサイトが開き、ビデオレクチャーズをクリックすると、https://ocw.mit.edu/courses/8-04-quantum-physics-i-spring-2016/pages/video-lectures/が開き、Part I Basic conceptsから講義が始まります。
https://ocw.mit.edu/courses/8-04-quantum-physics-i-spring-2016/pages/video-lectures/part-1/
最初の講義は、Quantum mechanics as a framework. Defining linearityというものでビデオやスクリプト、講義資料などをダウンロードできます。ビデオのダウンロードは、再生中にダウンロードボタンをクリックして出てくるポップアップから、ダウンロードをマウスで選ぶ(マウスの右クリック)と自分のパソコンにダウンロードできます。字幕も表示できていたれりつくせりです。

このPart 1 のLecture 2で、すでに量子的もつれなども紹介されていて、量子力学ネイティブな時代の講義のようです。教科書もKindle版では1万円程度ですので、講義をきいてよさそうだったら買うとよいでしょう。

科学随筆全集の紹介とUni-Foldというタンパク質立体構造予測プログラムの紹介。

科学者の随筆といえば私達の年代は寺田寅彦を思い浮かべます。今でも広く読まれていますが、今日は個人送信資料から、科学随筆全集を紹介します。科学随筆全集続もあります。
こちらから検索するといろんな日本の科学者(数学者、物理学者、医学者、生命科学研究者、化学者などなど)の随筆が読めます。
木下是雄、秋月康夫、吉田耕作その他いろんな方の随筆があります。夏休みの読書にいいかもしれません。

あと、さっき気づいたのですが、AlphaFold2より優れた立体構造予測力を持ち、複合体のタンパク質立体構造解析につよいUni-FoldというAIプログラムが発表されています。
Uni-Fold: An Open-Source Platform for Developing Protein Folding Models beyond AlphaFoldというタイトルの論文がこちらにプレプリントででているのでご覧ください。
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.04.502811v1
中国からの論文で、オープンソースでトレーニング資料も公開されています。まさにオープンソースサイエンスの精神を具現化した論文のようです。

8月6日 父の語った戦争の話を思い出しています。

今日は8月6日です。防災無線で広島原子爆弾犠牲者追悼の鐘がなりました。福岡は広島や長崎に近いので、原子爆弾の犠牲になった方の身内や被曝二世とかの方も多く暮らしておられます。あの戦争のことは、私の父親や家内の両親からいろいろききました。そんな話もブログに書いておくことにしました。

私の父親は二度、出征しました。一度目は中国に派兵されて、無線機の修理にあちこちまわっていたようです。京都市の都市計画のモデルになった西安(長安)にもいったことがあると話していました。中国人の子供はものすごくかわいいといつも言っていました。軍隊で支給された中国語会話の本も残してあったので、私も小学校に行く前に、その本で数の数え方などの中国語を知りました。

二度目の徴兵では南方戦線に向かうことになりました。各自の出身地で入隊し、武器を受領した部隊から順次南方に向かいます。父親の部隊は「天皇陛下から受領する」武器の受領が遅れたため出発が遅れ、先発隊よりだいぶ遅れて船で南方へ向かったそうです。その航海の途中、「敵第7艦隊 機動部隊接近中」の警報で、台湾の港に緊急避難のため入港、下船したそうです。その夜、港に大空襲があって、乗ってきたすべての船が撃沈され、もはや南方には向かえなくなり、台湾で終戦を迎えました。先に出発した郷里の部隊は南方で全滅し、一人も戻ってこなかったそうです。台湾で歩哨に立っていた時、近くにいた人が父に「兵隊さん、危ない!」と大声をかけてくれて とっさに飛んで地面に伏せたそうです。米軍の艦載機が父をめがけて爆弾を落としたのでした。落ちてくる爆弾をみて女の人が、大声をかけてくれたとのこと。幸い脚にけがをしただけですみました。あの女の人が声をかけてくれていなかったら、死んでいたよとよく話していました。父は台湾で終戦を迎えたのですが、終戦直後、知り合いの兵隊が上官から、車に乗りたいのでお前運転しろと命令されました。その兵隊は自分は運転免許も持っていないので運転できませんといったのですが、簡単だから運転しろと命令されて無理やり運転させられたのだそうです。そのあげく、車は爆撃で道に開いていた穴に落ちてしまい、その同僚は命を落としたそうです。終戦を生きて迎えたのに、名誉の戦死という広報がだされたと悔しそうに語っていました。父は台湾で、モーターボートに爆弾を積んで体当たりする特攻兵器(震洋やマルレと呼ばれたものです)の修理、整備もしていたそうです。いつも言っていたのは兵隊が死ぬとき、「天皇陛下万歳!」などと言って死んだというのは嘘だ。みんな「おかあちゃーん」といって死んでいったのが 本当のことだ、という話でした。

イギリスの作家 クローニンの小説「城砦」の紹介です

国立国会図書館デジタルコレクションでは小説もいろいろ読めるということで、前回はボーヴォワールの「人はすべて死す」を紹介しました。今回は医療小説を紹介します。イギリスで医師をしていたこともある作家 クローニンの「城砦」という作品です。若い医師の青春、仕事、挫折と再生というテレビドラマに最適な内容で、実際日本でも翻案されてドラマになったこともあり、私は観たことがあります。市販本は絶版になっているのでお近くの図書館や個人送信資料でお読みになるとよいと思います。個人送信資料で読まれるときは、画像が読み難いと思いますので、必ず画面上に並んでいるメニューの中から、「印刷するには」の隣にある、「画質調整ダイアログ」を利用して画質を読みやすく調製してお読みください。ガンマの調節が一番有効だと思います。あるいはスクリーンショットをとってjpegなどの画像にしてから一括で画質調整して読みやすくするのもよいでしょう。
クローニン全集第八巻 城砦のリンクはこちらです。
https://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/1695760

iBiologyのサイト紹介―光学顕微鏡のすべてを紹介する動画シリーズもあります

iBiologyの動画は時々紹介しています。iBiologyのトップページを是非ご覧ください。https://www.ibiology.org/
最新の研究の紹介のほか、生命科学の歴史に関する動画シリーズ Featured Playlist: Famous Discoveriesや、登録が必要ですが、よい講演をするためのコースとかもあります。

今日は顕微鏡の動画シリーズを見つけたので紹介します。光学顕微鏡のすべてというような内容の動画シリーズで、時間があるときに見ると大変役立つと思います。https://www.ibiology.org/online-biology-courses/microscopy-series/
に動画がいろいろありますのでご覧ください。こちらはイントロの動画です。
https://youtu.be/4c5ILWQmqRY

なんと井上信也先生の動画もありました。https://youtu.be/_-C2Db-aBuU

井上先生は偏光顕微鏡やビデオ顕微鏡の発明で有名(シンヤスコープって聞いたことがあるかもしれませんね)ですし、wikipediaによると、息子さんと共同で画像解析ソフトMetamorphを開発されたそうです。Metamoprhは私達がいつもお世話になっていた有料ソフトです。

ボーヴォワールの小説「人はすべて死す」が個人送信資料で読めます

今日も個人送信資料の紹介です。
SFではないのですが、ボーヴォワールの「人はすべて死す」という文学作品が読めるのをお知らせします。私が岩波文庫版で読んで感動した作品です。

国立国会図書館デジタルコレクションんの個人送信資料の中に、ボーヴォワール著作集というのがあって、その第4巻です。
https://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/1695176
岩波文庫本ではタイトルが「人はすべて死す」となっていますが、この著作集では、「人はすべて死ぬ」となっています。ストーリーは、ヨーロッパ中世のころ、あるきっかけで、一匹の二十日鼠といっしょに不死になった男が、世代を越えて生き続ける話です。愛するものとの別れ、戦争と平和の繰り返し‥‥。作品を通じて不老不死というのがどんなものか、考えさせられます。岩波文庫の帯にはこうあります。「”不死の薬”を飲んだフォスカは戦いにも倒れず、ペストにも冒されない。だが、人類の歴史を眺める」彼の深い悲しみは癒えないのだ」個人送信資料には岩波文庫版もあります。どちらも同じ訳者による翻訳です。夏休みの読書にもおすすめの作品です。

写真は今、我が家の庭に咲いているジュズサンゴの花と実です。綺麗な実ができますね。

ゆりの花が咲きだしました!

毎日猛暑が続いています。福岡も気温が体温より高くなったりしています。頼みの夕立はまったくきません。自宅付近では風が結構ふいて、湿度は低いので市内ほどではないのですが、やはり暑いです。自宅では百合の花がいっぱい咲きだしました。

今年はブドウ(デラウエア)もカメムシにほとんどやられなかったので、葉っぱもきれいに実が色づいてきています。色づいたものはみんなで食べましたがとてもおいしかったです。さて今日はFoldseekを動かしていましたが、使い方はまだ慣れないところがあるので後日記事を掲載することにします。かわりに国立国会図書館で個人送信で読める本を二冊紹介しておきます。

一冊目はトルストイです。昨日NHKの100分de名著で取り上げられた本「人は何で生きるか」(トルストイ)が無料で読めます。番組の再放送は2022年8月8日(月)午後1時5分~1時30分/Eテレだそうです。
https://www.nhk.jp/p/meicho/ts/XZGWLG117Y/blog/bl/pEwB9LAbAN/bp/p5oJ1oXpM0/
トルストイの番組でとりあげられた作品はトルストイ全集第5巻にのっています。こちらから読めます。https://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/1699150/8
デジタルコレクションの個人送信資料には、世界文学全集や日本文学全集がはいっているので、トルストイの他の本も翻訳で皆よむことができます。ドストエフスキーとかもありますので探してみてください。

もう一冊は現代代数学概論改訂3版(白水社)という本です。バーコフとマクレーンによる教科書で、じっくり現代代数学を学ぶのに最適というようなことが秋月康夫先生の序文にかいてあります。訳者序文にも幅広い分野の人に役立つ本だとありました。値著者は圏論でも有名な方ですよね。こちらにありますのでご覧ください。
https://dl.ndl.go.jp/info:ndljp/pid/2422244

タンパク質の立体構造が似たものを探すプログラムDaliを使ってみました。

今日はタンパク質のpdbファイル(タンパク質の立体構造―原子の座標などを記述してあるファイルで、タンパク質のデータベースのPDBファイルのリンクからダウンロードできる)を用いて、類似の立体構造を持っているタンパク質を探すプログラム Daliの使い方を簡単に紹介します。
まず調べたいタンパク質の立体構造を記述してあるファイルPDBファイルをAlphaFoldのサーバーなどからダウンロードします。
https://www.alphafold.ebi.ac.uk/
今日は線虫C. elegansのN型糖鎖合成経路の遺伝子の一つ algn-13の立体構造を使ってみることにします。AlphaFoldのサーバーで「algn-13  C. elegans」のキーワードで検索して(Uniprotでも可能です)algn-13の項目を表示してPDBファイルをダウンロードします。
https://www.alphafold.ebi.ac.uk/entry/P92012
AF-P92012-F1-model_v3.pdbというファイルがダウンロードできたと思います。
そのファイルを保存した上で、Daliサーバーにアクセスします。
http://ekhidna2.biocenter.helsinki.fi/dali/
Daliサーバーのトップページには様々な便利なプログラムがおいてあります。今回はプログラムの中からAF-DB comparisonを使ってみましょう。これはAlphaFoldが予測したタンパク質の立体構造のPDBファイルを入力して、類似の立体構造を持っているタンパク質を(一つの種)から探しだすプログラムです。サーバーの負荷の観点から、検索は一つの種内でだけ実行できます。以下のリンクをクリックして表示されるページのSTEP 1からSTEP 4で検索が始まります。
http://ekhidna2.biocenter.helsinki.fi/dali/index.html#AFDB
STEP 1でパソコンに保存してあるpdbファイルの場所を入力します。
STEP 2で検索する種を一つ選びます。今回はHumanにしてあります。
STEP 3はオプショナルで、入力しなくてもいいですが、emailアドレスを登録しておくとメールで完了通知がとどきます。上のjob titleは今回の検索ジョッブのタイトルを適当につけます。
STEP 4でsubmitします。
画面が替わって、実行順番待ちの画面にかわります。Status: Queuedと表示されています。
画面がRunningになったら検索中です。
終わるとこんな画面になります。結果は一週間保存されるそうです。

Interactiveを押します。画面が替わって結果が一覧できます。

今回は試しに一番上のヒットであるNo.1を選択して、3D表示してみましょう。Expand gapsの隣にある3D superposition (PV) ボタンを押します。
結果が表示されます。
緑が線虫のタンパク質(Queryにチェックが入っています)、茶色がヒトのタンパク質(e7raA)です。薄く表示されているのはヒトのタンパク質のほうの全体です。線虫とヒトの二つのタンパク質の立体構造が見事に一致しているのがわかると思います。右の図はマウスで拡大縮小、回転など自由に動かして眺めることができます。Tutorialをみながらいろいろ試してみてください。これはBLASTとちがって直接、類似の立体構造をさがしてくれるのでとても有用です。私達がpsi-blastにもとづいて立体構造の類似を議論したがあったのですが、Daliでやってみると確かに類似の立体構造が確認できました。別のプログラムであるFoldseek
https://search.foldseek.com/searchもDaliとはまた違った結果がみられるのでこちらも結構役立ちそうです。

既知の全タンパク質の立体構造予測結果が公開されています!

AlphaFold2というAIによる高精度のタンパク質の立体構造予測プログラムが公開されて一年になります。ヒトやマウス、ショウジョウバエ、線虫その他のモデル生物の予測立体構造が35000余り一斉に公開されて世界に衝撃を与えました。一昨日(7月28日付発表)さらなる衝撃のニュースがとびこんできました。
‘New era in digital biology’: AI reveals structures of nearly all known proteins
https://www.science.org/content/article/new-era-digital-biology-ai-reveals-structures-nearly-all-known-proteins

AlphaFold reveals the structure of the protein universe
https://www.deepmind.com/blog/alphafold-reveals-the-structure-of-the-protein-universe 
こちらにはこんなことが書いてありました。
Today’s update means that most pages on the main protein database UniProt will come with a predicted structure. All 200+ million structures will also be available for bulk download via Google Cloud Public Datasets, making AlphaFold even more accessible to scientists around the world.

既知のほぼすべてのタンパク質(バクテリアからヒト、植物などを含む)2億種類以上の立体構造予測結果がデータベース公開されたのです。たとえばこちらから検索できて、pdbファイルなどもダウンロードできます。
https://www.alphafold.ebi.ac.uk/
構造予測の結果を、すべてダウンロードすることもできるようになっています。
https://alphafold.ebi.ac.uk/download

タンパク質のデータベースである
UniProt https://www.uniprot.org/
のほぼすべての項目にAlphafold2による立体構造予測が載せられています。立体構造がわかれば、その構造予測ファイルを利用して、Dali http://ekhidna2.biocenter.helsinki.fi/dali/や、Foldseek https://search.foldseek.com/searchといったプログラムを用いて、似た立体構造をもっている他のタンパク質を検索することができます。やりかたは明日簡単に紹介します。
AlphaFold2を用いた成果も続々と発表されていて、たとえば1000個ほどのタンパク質からなるヌクレオポア複合体(核膜孔複合体)の立体構造の決定に大きく貢献したそうです。https://unfolded.deepmind.com/
https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm9506

タンパク質の立体構造予測の革命―続き

昨年のAIを用いたタンパク質立体構造予測プログラムAlphafold2は革命的な成果でした。これに続いてこのブログでもOmegaFoldという新しいプログラムができたそうだというニュースを記事にしていました。OmegaFoldはAlphafold2のようにmultiple sequence alignments (MSA)を用いないので、より速く計算できるという画期的プログラムということでした。最近その論文も公開されました。
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.07.21.500999v1
同じタイミングでESMFoldというプログラムも公開されてこちらも優秀らしいです。
https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.07.20.500902v1
中国からさらに最近、
HelixFold-Single: MSA-free Protein Structure Prediction by Using Protein Language Model as an Alternativeという論文も公開されました。
https://arxiv.org/abs/2207.13921
タンパク質立体構造をアミノ酸配列だけを入力すると正確に予測できる時代がきているのを実感します。TwitterでOmegaFoldなどの検索語で検索するといろいろ最新情報がでてきます。nitterをつかうとストレスがたまらないのでおすすめです。

田口善弘先生の市民講演会もみるとよいと思います。

https://youtu.be/3Rm9x7j-ClA