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隕石に糖が発見されました―宇宙に存在する糖鎖の発見も間近か！

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ニュースでご存知かもしれませんが、日本の東北大学の研究者がNASAの研究者と共同で、有名なマーチンソン隕石などの炭素質隕石に宇宙起源の糖を発見したと報告しています。 有名な米国科学アカデミー紀要に発表されたこの論文です。オープンアクセスのようで誰でも読めます。　簡単な日本語の紹介pdfは東北大学のサイトにあります。

Murchinson 隕石は丁度50年前に落下した隕石で今年記念行事が開催されていました。この隕石ともう一つNWA801という隕石の中に、地球に落下してからの汚染ではない、宇宙起源と考えられる糖が複数種類検出されました。Murchinson隕石からはすでに宇宙起源のアミノ酸が検出されていましたが、今回RNAや生命のエネルギー通貨といわれるATPその他のリボヌクレオチド、リボヌクレオシドの成分でもあるriboseが検出された他、 コンドロイチンプロテオグリカンやヘパラン硫酸プロテオグリカンのタンパク質とのリンカー部分の構成成分の糖であるxylose(タンパク質中のSer, Thrに結合する）、そしてarabinose、最後にlyxose(これは珍しい糖）が検出できたそうです（なおDかLかという、検出されたそれぞれの糖のキラリティーは決定されていません）。　以前(1962年や1963年の論文―以下の参考論文の項を参照）にも隕石中にglucoseまたはmannose、xylose, arabinoseを検出したという報告がありましたが地球の生物による汚染の可能性が議論されていました。また2001年にNatureに載った論文では、宇宙起源の3単糖であるdihydroxylacetone　(ケトースです）が検出されており、同時に各種の糖アルコールも発見されています。しかし5単糖以上の糖は検出されていませんでした。隕石の中に確実に5単糖の存在が検出されたのは初めてで画期的なことです。また今回の論文では、これらの糖鎖がどのような化学反応で合成されたかについても実験を交えて議論しており、おそらくこの糖鎖がformose反応によってできたであろうという推定の実験も行っています(formose反応については、以前の記事も参照のこと）。糖鎖の起源については平林淳先生の以下の論文もご覧ください。
Hirabayashi J. On the origin of elementary hexoses. Q Rev Biol. 1996;71(3):365–80. [PubMed] []

隕石中の糖についての参考論文：1) Degens, E. T. & Bajor, M. Amino acids and sugars in the Bruderheim and Murray meteorite. Naturwissenschaften 49, 605–606 (1962).
2) Kaplan, I. R., Degens, E. T. & Reuter, J. H. Organic compounds in stony meteorites. Geochim.Cosmochim. Acta 27, 805–834 (1963).

宇宙には前に書いたように炭水化物が検出されていましたが、昔イギリスの有名な天文学者Fred Hoyleが宇宙塵の示す赤外線吸収スペクトルパターンはsporopolleninやポリサッカライド、あるいはバクテリアの外壁の多糖類類似のもの由来であるという説を唱えて論文がNatureに掲載されていました。
HOYLE, F., WICKRAMASINGHE, N. Polysaccharides and infrared spectra of galactic sources. Nature 268, 610–612 (1977) doi:10.1038/268610a0

宇宙由来の糖鎖がついに発見された今、はやぶさ2が小惑星りゅうぐうのサンプルを採取して帰還の途へつこうとしています。ひょっとしたら りゅうぐうのサンプルの中に、世界ではじめて糖鎖が検出されるかもしれませんね。とても楽しみです。(写真は1週間ほど前に撮った金星と木星の写真です）

 

元寇防塁の上で毎日暮らしていました！九大箱崎キャンパスの遺跡が国の史跡指定へ

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今日夕方のNHK福岡の放送で、九大跡地の元寇防塁が国の史跡指定へというニュースを放送していました。調べてみると、九州大学が伊都へ移転する前に私達がいた箱崎キャンパス、それも理学部本館から中央図書館、農学部などにわたって元寇防塁跡の石組や溝のあとが点々とみつかっているようです。防塁あとは工学部へものびています。箱崎キャンパスの卒業生の皆さんはこの地図を見ると興味津々でしょう。この地図は九大が昨年発表したこの報告のpdfにある図からとったものです。理学部では理学部会議室の下あたり、ちょうどバーベキューをやれるスペースの周辺に石積み遺構あと（赤い線で表示）や溝状の遺構(青い線で表示）がみつかっているようですね。赤い石積み遺構は図の右上にある赤い点線（地蔵松原公園の元寇防塁遺跡）から農学部、中央図書館、理学部本館へと連続して続いているように見えます。理学部本館にあった私達の研究室は理学部会議室のすぐそばの二階にありましたから、毎日窓から眺めていたあたりに元寇防塁があったわけです。箱崎キャンパスは、昔は海に近かったようで松林の名残の松も点々としていました。去年、筥崎宮が元寇のとき避難してきた史跡を訪れた記事を書きましたが、やはり博多は元寇にまつわる史跡が多いですね。しかしまさか箱崎キャンパスの理学部や中央図書館、防音講義室、システム生命学府棟、農学部あたりに防塁があったとは驚きでした。

下の図は九大の所蔵する蒙古襲来絵詞(模本）の高精細画像です。主人公である竹崎季長（たけざき・すえなが）の活躍を描く絵巻物で18世紀末に発見された原本をかなり早い時期に複製したものと考えられているそうです。絵巻物の「季長、生の松原の石築地の前を通過する」の場面で防塁を通過しているところが描かれています。

生命科学志向の有機化学の教科書が無料で読めます！量子化学の教科書とかもあります

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台風や洪水で被害にあわれた方々に心からお見舞い申し上げます。

さて今回は、生化学や糖鎖生物学、あるいは生命科学を学ぶ人に適当な有機化学の教科書として以下の本をみつけたので紹介しておきます。また無料で科学や歴史、英語などを学べるサイトも紹介します。
Organic Chemistry with a Biological Emphasis Volume I
Organic Chemistry with a Biological Emphasis Volume II
この二冊は、わかりやすい英語で書かれた教科書で、ミネソタ大学モリス校のサイトにおいてあって、無料で利用できるオープンソースのライセンスの教科書です。下の画像をクリックすると、化学以外を含めた様々な分野のオープンライセンスの教科書がみつかります。（画像をクリック後に開いたページの左側にあるBiological/Physical Sciencesをクリックすると生物、物質科学関係の本のリストがみられます。）

Find Open Textbooks

著者のTim Soderbergさんはもとは英語専攻で、日本で英語教師を5年ほどやっておられたそうです。その後、大学に入りなおして科学を専攻し、大学院入学資格を得た後、ユタ大学の大学院に入ってJournal of Organic ChemistryのEditor-in-Chiefを長年つとめたDale Poulter先生の指導のもとで、アーキア(古細菌）の酵素であるprenyltransferaseの研究(それぞれtRNAと膜脂質の修飾に働く2種の酵素の研究）で生化学で博士号を取得。2000年から2016年までミネソタ大学の准教授として有機化学を教えておられた方です。生化学の研究をしていた、有機化学に詳しい先生の書いた本なので生体分子をとりあげて有機化学を学ぶという方針で書かれています。これは生命科学を学ぶ人のための有機化学の教科書としておすすめできると思います。章内問題の解答や章末問題の一部の解答もダウンロードできますので勉強しやすそうです。

あと、Open Educational Resources　（OER）というのをご存知ですか。無料の教科書やビデオを駆使して教育していこうという趣旨の運動のようで、無料で数学、物理、化学、生物学その他を学べるという運動です。有機化学については、以下のOERのサイトもご覧ください。
https://oerdegrees.org/courses/chemistry/
https://oerdegrees.org/courses/organic-chemistry/

いろんな無料で利用できる教材へのリンクが集まっているポータルサイトです。その中にはKahn Academyというのがあって、ビデオで有機化学を学べます(トップページ左上のCoursesをクリックすると、数学、物理、化学、生物学、歴史、ミクロ経済学、マクロ経済学、英語の文法、プログラミング(JavaScriptとか）なども学べます。たとえば前に紹介したenantiomer(鏡像異性体、エナンチオマー）について紹介しているビデオとかもあります。字幕がでるビデオですので英語の勉強にもなりますよ。

またサイエンスについては以下を参照してください。
http://oerdegrees.org/programs/science/

こんなのもあります。Libretextsというサイトで、無料で生化学、有機化学、量子化学や量子力学、統計力学、物理化学、政治学などほとんどなんでも学べます。化学へのリンクをあげておきます。
https://chem.libretexts.org/
またこちらにはSolderbergさんの教科書が1冊本のカラー版でおいてあります。章の順序立てがかわっていますが、一冊まるごとダウンロードできますのでご覧ください。

「ロウソクの科学」を読んでみよう！秋の読書のすすめです

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  • 昨日は即位礼正殿の儀ということで、お雛様のような美しいいでたちの皇族の方々をテレビで拝見しておりました。さて、この秋、ノーベル化学賞が吉野彰さんに授与されましたが、吉野さんは化学の道へ、マイケル・ファラデーの「ロウソクの科学」を読むことでいざなわれたのだそうです。前にノーベル賞を授賞された大隅先生もそのようにおっしゃっていたと思います。というわけで、今「ロウソクの科学」が飛ぶように売れているそうです。英語でよければここにあります(前に紹介したファラデー著作集のサイトです）ので、pdfやepubなどお好きな形式でダウンロードして、タブレットなどで辞書をひきながら読めば簡単に読めると思います。またこちらの本には、「ロウソクの科学」と「力と物質」が収録されています。また女性が英語で朗読しているので良ければ「ロウソクの科学」のオーディオブックがここにあります。　mp3やM4B形式（M4B形式はAppleのiTuneで再生できる形式です）でダウンロードできます。私が普段使っているメディアプレーヤーのMPC-BEでもM4B形式は再生できます。
    また、この「    ロウソクの科学」のオーディオブックは、YouTubeにもあります。

「ロウソクの科学」は理化学研究所の企画　科学道100冊にも選ばれています。科学道ジュニアというジュニア向けの科学の推薦図書一覧もあって、そちらにも選ばれて入っています。科学道に選ばれている本にはこのブログで紹介したものもあって、どれも面白そうですのでこれからの読書計画の参考に是非ご覧ください。
最後にFaradayの有名な言葉を紹介しておきます。下の写真は英国ロンドンにあるファラデー博物館(The Faraday Museum)で昔私が撮影した彼の実験ノートの一部の拡大写真です。
“All this is a dream. Still, examine it by a few experiments.
Nothing is too wonderful to be true, if it be consistent with the
laws of nature and in such things as these, experiment is the
best test of such consistency.”と書いてあります。Faraday 博物館の写真の説明文は以下のようでした。
This note was made by Faraday on 19th March 1849, when set out
in search of a connection between gravity and electricity and magnetism
–the final link in the unity of natural forces in which he so firmly believed.

ファラデーは、現代の物理学で使われている場の概念を初めて導入した現代物理学の創始者です（以前紹介した「物理学を変えた二人の男―ファラデー,マクスウェル,場の発見（岩波書店）」がとても面白い本ですので是非お読みください）。人類の歴史の中で最高の実験家といえるでしょう。彼の直観した場の概念を、数学の言葉で実体化したマックスウエルとともに、現代の場の理論がこの二人のおかげで誕生したのです。彼は前にも書いたのですが、当時知られていた重力、電気力、磁力の三つの力を統一しようと実験を行っていました。統一場の理論の先駆者ですね。

「アインシュタインの旅行日記」の全文が英語とドイツ語で読めます―アインシュタインが訪れた九州大学と福岡（その6）

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　　　話題になって、このブログでも取り上げた「アインシュタインの旅行日記」（アルバート・アインシュタイン 著 ／ゼエブ・ローゼンクランツ 編 ／畔上司 訳 ）が草思社から翻訳出版されたので読んでみました。英語の原書の翻訳本ですが、アインシュタインの旅日記の部分はドイツ語に堪能な訳者の方がドイツ語原文から訳したのだそうで、より信頼できる翻訳書となっています。序文の部分はアインシュタインとシオニストの関係などいろいろ書いてありますが、日本への航海と日本滞在の旅日記の部分はとても興味深く読めました。アインシュタインが日本を訪れたのは1922年秋で、関東大震災の一年足らず前のことでした。この頃、日本は輝いていたというのが読んだ後の感想です。日本訪問が彼に深い感銘を与えたことが読み取れます。日本人は語学に堪能であるという彼の言葉にも注目しました。
九州大学の第一外科の創設者　三宅　速（はやり）　教授は以前紹介したようにアインシュタインの日本旅行の初めから同じ船に乗船しておられましたが、日記には、アインシュタインが腸カタルとひどい痔で悩まされていた時、かけつけて適切な治療を行ったことが書かれています。アインシュタインの奥さんは夫が癌ではないかとひどく心配されていたということですが、三宅先生の適切な治療で快癒されました。三宅先生は医者ですので患者の病名などは公開されなかったようで、当時の新聞には船中で足の疾患に悩まされていたアインシュタイン博士を三宅先生が治療して一週間ほどで快癒させたとあります(「アインシュタイン日本で相対論を語る」　p136）。この本の136ページには、瀬戸内海に船が入った時、アインシュタインが海を眺めながら自分の仕事の内容を三宅先生一人に1時間20分にわたって特別講義してくれたとあります。

さて本題ですが、英語やドイツ語が読める方は、アインシュタインの旅行日記をオンラインで無料で読むことが出来ます。プリンストン大学のこのサイト（Digital Einstein Papers)には、アインシュタインの論文、手紙、日記などが公開されており、ドイツ語原文と英語に訳したもの(English translation supplementと書いてある巻です）があります。有名な特殊相対性理論の論文(英訳へのリンク）も読めますし、「アインシュタインの旅行日記」travel diaryの原文もドイツ語、英語で読むことができます。アインシュタインの原論文や手紙などを読みたい人には絶好のサイトですのでこの機会に是非ご覧ください。

写真は9月半ばに撮影した庭の秋の花です。彼岸花がとてもきれいでした。

弁理士を紹介する動画がでています

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こんな動画がYouTubeに出ているのを教えてもらいました。日本弁理士会広報戦略チャンネルによる公開動画です。下のはメイキング映像です。

弁理士は知財を扱う職業として特に理系の学生に人気の資格です。弁理士試験の合格率は10パーセント以下、ふつう三回目くらいの受験でやっと合格するという、難関資格だそうです。試験は3つあって短答式、論文式、口述試験となっています。論文式試験の選択科目は大学院で修士号や博士号を取得しておれば免除される制度があります。また上の動画でも紹介していますが、弁護士バッジよりかっこいいといわれている、弁理士バッジというのも弁理士登録するともらえます。
弁理士試験(合格すると官報に名前がでます）ですが、会社勤めの人が弁理士試験に合格したら転職に有利だそうです。弁理士試験合格発表の直後に転職というパターンも多いとかで、合格発表後はすぐに転職相談会が開催されるという話も聞きます。結構、最強の資格の一つらしいです。弁理士試験合格後、研修を終了したらはれて弁理士となれるのですが、さらに弁理士となった後、特定の研修をうけて「特定侵害訴訟代理業務試験」に合格すれば、裁判に代理人として弁護士と一緒に出席して参加することができるようになります。学生さんが就活するときも、弁理士試験の短答試験や論文試験に合格していたりすると、知財関係に関心の高い会社だと有利になることがあるようです。

糖鎖生物学入門―7 ABO式血液型の話　その２　糖転移酵素をゲノムブラウザで調べてみよう！

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(糖鎖生物学入門連載記事をまとめて読みたい方は固定ページにありますのでここをクリックしてください）

さて血液型と性格に関係があるかという話です。この問題に関しては、どのような論文がでているのか、文献データベースであるPubMedで検索キーワード　ABO blood type personality で検索してみました。すると今日現在で42個の論文がヒットし、関係のない論文も入っていますが、たしかにABO式血液型と性格の関係を論じた論文が公表されているのがわかります。こうした論文を自分で読んで考えられるようにすることを目標にABO式血液型の話を続けます。

今回はABO血液型を決定する遺伝子について調べてみましょう。どんな遺伝子が働いてA型やB型の血液型物質が合成されるのでしょうか。そしてその遺伝子はゲノムのどこにあって、周辺にはどんな遺伝子が並んでいるのでしょうか。まわりにある遺伝子には、もしかしたら血液型と性格の関連を示唆するものがあるかもしれませんね。早速調べてみましょう。

＜糖鎖は糖転移酵素が合成する＞

糖鎖は通常、単糖をグリコシド結合で連結する酵素（糖転移酵素：英語ではグリコシルトランスフェラーゼ glycosyltransferaseです）を使って合成されます。転移酵素という名前がついていますが、糖転移酵素は糖鎖合成酵素です。糖転移酵素には様々な種類があり、ヒトでは現在240種類ほどの酵素が知られています（CAZYデータベース参照。ケイジ―データベースと読みます。CAZYデータベースに関する動画はこちらをみてください。詳しくは註１参照）。

ABO式血液型物質も糖鎖ですから、糖転移酵素によって合成されます。まずO型物質を合成する糖転移酵素を使って、土台のO型物質が合成されます。そのO型物質にGalNAcをα1-3結合させる酵素をGTA、O型物質にGalをα1-3結合させる酵素をGTBと呼びます。この名称に含まれているGTは糖転移酵素glycosyltransferaseの略、AやBは血液型物質を示します。酵素タンパク質であるGTAとGTBはABO糖転移酵素遺伝子(遺伝子名はABO)がコードしています。

＜ゲノムブラウザでABO遺伝子を探してみよう＞
このABOという名前の遺伝子がヒトゲノム中のどこにあるのかを、ゲノムブラウザで探してみましょう。ゲノムブラウザというのは、いろいろな生物のゲノムの様子を表示してくれるソフトです。オンラインで使えるものが多く、いろいろ種類がありますが、今回は有名なゲノムブラウザであるUCSC genome browser (UCSCというのはUCがカリフォルニア大学　SCがサンタクルーズ分校の意味です）
https://genome.ucsc.edu/index.html
を使ってABO遺伝子を探しだし、この糖転移酵素遺伝子との周辺を眺めみましょう。
上のリンクをクリックして開くトップ画面の
上段部分にあるGenome Browserの部分をクリックすると以下のページが開きます。プルダウンから選ぶとアジアのサイトを使えetcというページがでて面倒なので最初は単に一回クリックしてください。すると以下のヒトゲノムブラウザのページが開きます。
右上にあるgoボタンの左にある検索窓に遺伝子の名前ABOをタイプします。するとポップアップウインドウが 開いて図のように遺伝子のちゃんとした名前が表示されますのでポップアップウインドウの中のABOの遺伝子名（alpha 1,3 GalNAc and alpha1,3 Galtransferaseなどと書いてあります）をクリックします。
すると検索窓にポップアップの内容が自動記入されますので、右側のgoボタンを押します。すると新しいウインドウでABO 遺伝子が表示されます。
検索窓の下にある帯状の図が遺伝子の存在するヒトの染色体の模式図です。赤枠で囲まれている部分にABO遺伝子があることを示しており、染色体の模式図の下には赤枠で囲んでいるあたりを拡大して表示してあります。染色体の模式図の一番左にはchr9 (q34.2)とありますね。これはABO遺伝子が染色体9番のq34.2の位置にあることを教えてくれています。これでこの遺伝子がヒトの第９染色体のバンドq34.2とよばれる部分にあることがわかりました。このようにして遺伝子名を検索窓に入れて検索すると、検索した遺伝子の存在するゲノム内での位置がわかります。

染色体の模式図の下にある拡大図ではABO遺伝子のエクソンとイントロンの構造がよくわかります。このABO遺伝子はGalあるいはGalNAcを転移する活性をもっているタンパク質をコードする遺伝子です。この遺伝子は354個のアミノ酸からなるタンパク質をコードしています。354個のアミノ酸の中の、たった4個のアミノ酸の違いでABO遺伝子の産物がGTAの機能(A型物質合成酵素活性)をもつか、GTBの機能(B型物質合成酵素活性)をもつかが決まるのです。O型の人はこの糖転移酵素遺伝子（ABO）の塩基配列の中に停止コドンが入っており、酵素活性のある糖転移酵素が合成できません。このためO型物質にGalやGalNAcが結合せず、土台のO型物質のみをもつO型の血液型になります。ABO遺伝子という名前の糖転移酵素遺伝子ですが、O型物質をつくる酵素活性はもたないので注意してください。

では、この遺伝子の周辺にどんな遺伝子があるかをゲノムブラウザで眺めてみましょう。
上の図のように開いたゲノムブラウザ画面の上のほうにはzoom in （1.5x 、3x、10x、baseのボタン）とzoom outのボタン（1.5x 、3x、10x、100xのボタン）があります。zoom inのほうのボタンは表示をさらに拡大（遺伝子を大きく拡大表示したりbaseボタンを押して塩基配列を表示）、zoom outのほうは遺伝子をゲノム中でもっと小さく表示して遺伝子の周辺をみるのに使います。
遺伝子の周辺をみたいときにはzoom outのボタンを押します。1.5xを一回押してさらに10xを押すと表示を15倍に拡大というふうに何回かボタンを押してみやすい倍率まで拡大縮小をするのが普通です。

ABO遺伝子の周辺をx10ボタンで拡大表示(zoom out)した例がこれです。
図ではABOの右側にSURF6, MED22その他いろいろな遺伝子があるのがわかります。
100xボタンを一回押した画面を下に載せておきます。
それぞれの遺伝子名をクリックすると、その遺伝子の説明が開きます。100xボタンを押して表示される遺伝子にDBHというのがありますね。これはdopamine beta-hydroxylase (DBH)遺伝子でこの遺伝子がABO式血液型と性格に関連があるという研究のきっかけになったことがある遺伝子です。これが論文です。
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0126983

たしかに染色体の同じバンド内にありますね。この論文はGoogle検索してみると出版以来15回ほど引用されています。Web of Science検索では5回でした。

註１：糖鎖を合成する糖転移酵素や分解酵素など糖に関する様々な酵素が網羅されているデータベースです。ヒトだけでなくバクテリアからC. elegansやショウジョウバエ、ゼブラフィッシュやカエルや植物、マウスなど、さまざまな生物別に糖関連の酵素が網羅されています。

マイケル・ファラデーの著作集がダウンロードできます―Faradayの日記（Faraday’s Diary）も全巻公開されました！

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福岡は昨日から急に寒くなって朝は19度台の気温でした。まだ8月なんですが、まるで雪がふってもおかしくないような外の様子です。ニュースによると10月中旬ごろの気温だそうで、秋雨の典型のような日が続いています。雨が止んだ時をねらって散歩していると葛の花がいっぱい咲き乱れていました。

さて、今日はFaraday’s Diaryの最新情報の紹介です。
マイケル・ファラデーはイギリスの生んだ偉大な科学者です。彼についてはこのブログでもたびたびふれていますが、Faradayの著作集が公開されているのに昨日気づきましたのでお知らせします。Internet ArchiveからFaradayの実験ノート（Faraday Diary）のvol.１-vol. 5までをダウンロードすることができるのは以前お知らせして、このブログの人気記事になっています。ファラデーの実験日誌は全7巻なのですが残りはまだアップロードされていませんでした。しかし今回公開されたFaradayの著作集には、ファラデーの実験日記全巻がまとめて一冊になってアップロードされていました！ここにアクセスして、Scientific Books Collectionのページを見てください。Faradayの多くの著作―「ロウソクの科学」や「力と物質」はもちろんのこと、Bence JonesによるFaradayの伝記（書簡集付き）、3600ページ以上からなる書簡集やExperimental Researches in Electricityその他の著作、そしてFaraday Diaryの一冊本がダウンロードできます。好きな本を選んで、表示された画面の上部にあるInfoボタンの左側の下矢印のボタンをクリックするとpdf, ePub, Kindle、Plain textなどでのダウンロードボタン(ポップアップ）が現れます。好きな形態を選んでクリックしてダウンロードしてください。この一冊本には1820年から1862年までのFaradayの実験日誌がおさめられており、今回の公開でFaradayの実験ノートは全部ダウンロードできるようになりました。なんと3272ページからなる一冊本です。pdfは200Mバイト以上あるファイルですが、全文検索可能でとても便利です。是非ダウンロードしてご覧ください。

宇宙線をみる霧箱の記事で紹介した以下のサイト（うみほしの部屋）にはファラデーの実験を実験日記を読みながら再現したという、ものすごく面白い記事がいくつも載っています。トップページの検索窓にファラデーと入れて探して読んでみてください。

写真は私が以前ここから購入したFaraday’s Diaryの背表紙の写真です。今でも紙の本は購入できるようで紙の本がほしい人にはおすすめかもしれません。全7巻セットで180 ドルほどの値段がついています。あと以前の記事にあったファラデーも登場する動画のリンクが切れていたのを訂正してありますのでそちらの記事もご覧ください。新しい英語版と日本語版の動画が埋め込んであります。日本語版のほうは画質が悪いようにみえますが皆さんはどうでしょうか？

 

単一細胞のRNA-Seq(scRNA-Seq)の入門動画とBrenner先生の新技術についての金言の紹介です。

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科学の発展には新技術の開発が決定的な役割を果たします。このブログでも次世代シークエンサーの威力と題して、DNase-Seq (ディーエヌエース　シークと読みます）などを紹介したことがあります。最近のNIH Videocastの番組で、新技術を紹介している優れた講演がありました。大変勉強になる講演で、スマートフォンからハイビジョンテレビ向けまでの様々な解像度で動画をダウンロードできますので、是非　通勤時間などを利用して動画をご覧ください。

これは、今年の7月24日に行われた講演です。Biowulf Seminar: Single Cell Sequencing: Powerful Applications and Practical Considerations（クリックすると動画サイトにとびます）という題で、一細胞のRNA-Seq (single cell RNA-SeqですのでscRNA-Seqと略します）のいろいろな方法と応用およびバイオインフォマティクスによる解析ツールについてやさしく紹介する優れた入門用の講演です。RNA-Seqというのは、細胞や組織の中にどんなRNAがどれほど存在しているかを、次世代シークエンサーを用いて、網羅的に同定する技術です。演者のMichael Kelly博士はsingle cell biologyの有名な実験研究者で、NIHのLinuxクラスター(9万5000個以上のprocesserと30ぺタバイト以上の容量（１ぺタバイは1000テラバイトです）をもつLinux cluster)　Biowulfのユーザーでもあります。それでBiowulfセミナーで講演しているようです。内容は2012/2013年頃及したFluidigm C1 platformとSMARTer chemistryによる一個の細胞のRNA-Seqの方法、スループットが飛躍的に向上した2015年のDrop-Seq/InDropsの方法、そして2017/2018年頃から普及してよりハイスループット、低コストとなったsciRNA-Seq/SPLiT-Seq/Seq-Wellの方法などの紹介からはじまって、単一細胞レベルのRNA-Seqを鳥瞰していて、最適の入門講演と思います。 なおsci-RNA-seq (single-cell combinatorial indexing RNA sequencing)というのは、線虫C. elegansの各細胞のRNA-Seqを行った2017年の論文で使われた方法です。オープンアクセスになっていますので興味のある方は是非読んでみてください。新技術の開発がどれほど科学をすすめるかに感動します。

昔　Current Protocols in Molecular Biologyというプロトコル集を買っていました。その綴じ込みにSydney Brenner先生の言葉：
Progress in science depends on new techniques, new discoveries and new ideas, probably in that order.　（科学の進歩は、新しい技術の出現、新しい発見、そして新しいアイデアの誕生によってもたらされる―おそらくこの順番で）
が載っていて感銘をうけました。

たしかに、放射性同位元素の生物学研究への応用、蛍光抗体法、モノクローナル抗体、レーザー共焦点顕微鏡、GFPなどの発明、PCR、DNAシークエンサー、遺伝子クローニングやゲノム編集技術、原子間力顕微鏡、タンパク質や糖鎖、脂質などの質量分析装置による解析技術、核磁気共鳴や電子スピン共鳴、X線結晶回折による生体分子の立体構造の解明、電子顕微鏡、クライオ電子顕微鏡、超高解像度の光学顕微鏡などなど、さまざまな新技術が生命科学の大発展を引き起こしてきています。Brenner先生が言うように、技術ができたらそれで何を研究できるかと考え、それが新発見を生み出し、新発見が新しいアイデアを生み出し、次の技術も開発される‥といった順に科学は発展しているようにみえます。

Current Protocolsの本は寄贈したので手元になく、　Brenner先生の言葉もうろ覚えではっきりしなかったので、ちょっと出典を探してみました。　Google 検索でSydney Brenner  quotesといれて探すとすぐにみつかって、多くの方がこの言葉をなるほどと思ったことがうかがえます。次にGoogle検索でこの言葉を二重引用符に囲んで”Progress in science depends on new techniques, new discoveries and new ideas, probably in that order.”を検索窓にいれて検索しました。するとなんとBrennerさん自身がこの言葉をどこ喋ったかを思い出せず、自分で探しただした、という記事がヒットしました。その記事によると、Brennerさんにこの言葉を引用したいがどこが出典かという問い合わせがあったのですが、自分でもいつどこで言った言葉か思い出せなかったそうです。そこで Alan Mackayという人のA Dictionary of　Scientific Quotationsという本を探すと、この言葉がのっていて、 雑誌Natureの1980年5月5日号より、とあったそうです。さっそくNatureを見たのですが、なんとこの日には雑誌が発行されていないことがわかりました。それで結局わからずじまいだったとのことです。ところが数週間後、積み上げられた論文をいろいろみているとき、手書きの講演原稿が見つかったそうです。それはスイスのバーゼルにある Friedrich Miescher Instituteの10周年記念シンポジュウム（1980年開催）でのBrenner先生の講演の手書き原稿でした。ここでしゃべったんだというのがわかったので、このシンポジュウムについて報道していたNatureの記事を探したところ、1980年6月5日に掲載された記事が見つかって、その中にこの言葉がのっていたそうです。Biology in the 1980s, plus or minus a decadeというタイトルの記事です。ここからpdfがダウンロードできます。

先ほどの本は一か月だけ日にちを間違えていたということでした。講演会でのBrenner先生の手書き原稿にはこの文は以下のように書いてあるそうです。“ I will ask you to mark again　that rather typical feature of the development of our subject;　how so much progress depends on the interplay of techniques, discoveries and new ideas, probably in that order of　decreasing importance.”

以下のサイトにはBrennerさんをはじめ、いろんな科学者の言葉が網羅されていて面白そうです。またそれ以外の面白い記事も多いのでおすすめです。
https://todayinsci.com/B/Brenner_Sydney/BrennerSydney-Quotations.htm
https://todayinsci.com/Quotations/QuotationsIndex.htm

2019年夏休みのおすすめ本―その１ 成功の普遍的法則　ザ・フォーミュラ

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毎日暑い日がつづきます。先日の台風ではリンゴの実が落ちるかと心配しましたが、一つも実が落ちずに順調に色づいています。さて今日からしばらく夏休みにおすすめの本を紹介します。

　　先日、本屋にいったら有名なネットワーク科学者バラバシの書いたザ・フォーミュラ　科学が解き明かした成功の普遍的法則という本がありました。即決で買ってきました。これは良い本です。是非皆さん買って読んでみてください。特に学部の学生さん、大学院生、そして若い研究者の方に熟読してほしい本です。
バラバシさんはかつて出版された本、「新ネットワーク思考―世界のしくみを読み解く―」（日本放送出版協会、2002年）（’LINKED:The Science of Networks）が日本でもよく読まれた著名なネットワーク科学者です。（こちらの本は品切れのようですが、中古本や図書館で見つけて是非読んでみてください。入門書としてとてもよくできた本でお勧めの本です。）

成功するのには、パフォーマンスだけではだめで、それを社会が評価しなくてはならないことが最初に書いてあります。リーダーとしての成功の秘訣、なぜチームの成果なのにリーダーだけが脚光を浴びるのか‥、などの分析はとても参考になります。筆者らの作成した論文の共著者データからノーベル賞受賞者予測プログラムはほぼ100%過去の受賞者を予測したのに、たった一人だけ、ノーベル化学賞（蛍光蛋白質GFPの研究）を授賞するはずと予測した研究者がどこの大学研究所にもおらず行方不明、もちろんノーベル賞ももらっていませんでした。彼（Douglas C.Prasher）は米国Woods　Hole臨海研究所でGFP蛋白質の部分的アミノ酸配列を同定しそれを使って設計したオリゴヌクレオチドプローブで、自らが作成したクラゲのcDNAライブラリをスクリーニングして、GFP遺伝子のクローニングに成功したGFP 研究のパイオニアの研究者です。GFPの研究でノーベル賞を授賞した線虫研究者のチャルフィ（Chalfie）さんにGFP 遺伝子をあげた人です。あちこち探してみるとなんと研究職をやめてしまって、アメリカのトヨタの送迎運転手をしていたのだそうです。GFP遺伝子を同定しクローニングした研究者なのに、なんという不条理。どうしてこんなことになったのでしょうか？

全くアメリカで無名だったアインシュタインが何故か船でアメリカに到着した時、数万人もの群集に歓迎されました。そのせいで、その後、各地で熱狂的に歓迎されました。これはちょっとした間違いに起因するらしい‥などなど面白いトピックも満載で飽きさせません。筆者らの研究(雑誌Scienceにのった論文）をもとに噛み砕いて書かれており、ネットワークサイエンスから導き出された成功の普遍的法則が記載されている必読の本です。ざっと読んだあとは、じっくり参考文献やurlを参照しながら、考えながら読み直すことをすすめます。これから研究者の道を志す人に是非読んでほしい本です。