理系にゅーす

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植物

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1: 2019/02/09(土) 20:53:30.10 ID:CAP_USER
■「天然」の植物にとっての「遺伝子組み換え」と「ゲノム編集」

「遺伝子組み換え作物=GMO」という言葉にどのようなイメージを抱くだろうか。

 ハワイのパパイア産業を救ったウイルス抵抗性を持つパパイア。発展途上国の貧困児童の失明を防ぐと期待されたビタミンAを蓄積するゴールデンライス(黄金米)。巨大企業が開発した除草剤耐性を持つトウモロコシ。いずれも、様々な目的のために科学者たちによってつくられた外来DNAを持つ人工の作物である。しかし、実は、植物の遺伝子組み換え自体は、われわれ人間のあずかり知らぬ自然界で日常的に起こっている。

 シリーズ第1回では、食卓に上る野菜の多くは突然変異体であり、人類の長い歴史の中、選抜改良され今日の姿となったことを、アブラナ科の野菜を例に解説した。第2回は、自然界で起こる植物の遺伝子組み換えと、科学者がその方法を理解し、利用するに至った経緯について簡単に触れ、4年前に明らかになったサツマイモの秘密を披露したい。

■植物の「癌化」を引き起こすバクテリア

私たちの身の回りの土壌には、アグロバクテリアと呼ばれるごくありふれた細菌が住んでいる。この細菌が植物に感染すると、樹木の主幹や草本の茎などに大きな腫瘍ができてしまう。この腫瘍は、クラウンゴール(根頭癌腫)と呼ばれているが、これがなぜ細菌感染によってできるのだろうか。

20世紀後半、分子生物学的な研究から驚くべきことがわかってきた(余談だが、当時の米国では、クラウンゴールの研究は主に医学研究の資金=国立衛生研究所NIHの研究資金=を受けて行われていたそうだ。われわれヒトの癌の解明につながるのではないかと考えられていたからだ)。

 この細菌は、植物の茎の根元の傷口などから植物体内に侵入し、細菌のDNAを宿主植物のゲノムに組み込んでしまう。組み込むのは、植物細胞の分裂を高める植物ホルモンの合成遺伝子だ。その結果、細胞がホルモンを過剰に生産し、過剰に細胞増殖してしまい癌化する。でも、何が嬉しくてアグロバクテリアは植物を癌化させるのだろうか。いったい何のために?

 実は、植物ホルモン合成遺伝子以外にも、植物ゲノムに導入される細菌の遺伝子がある。オパインと呼ばれるアミノ酸とよく似た化合物をつくる遺伝子だ。アミノ酸は、様々なたんぱく質をつくる部品であり、その多くはわれわれ動物を含め生物にとって必須な窒素栄養源である。アグロバクテリアは、オパインを食べて(栄養源として摂取して)生育することができる。

続きはソースで

■ニシキギの若木の幹にできたクラウンゴール。アグロバクテリア感染による遺伝子組み換えの結果、こうした腫瘍化が起こる=米国ミズーリ植物園のウェブサイトから
https://image.chess443.net/S2010/upload/2019012900005_3.jpg
http://www.missouribotanicalgarden.org/gardens-gardening/your-garden/help-for-the-home-gardener/advice-tips-resources/pests-and-problems/diseases/bacterial-galls/crown-galls.aspx

https://webronza.asahi.com/science/articles/2019012900005.html
ダウンロード (1)


引用元: 【遺伝子組み換え】植物学者が突き止めたサツマイモの秘密[02/08]

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1: 2019/02/27(水) 13:04:13.82 ID:CAP_USER
アフリカ大陸南西部のナミビア共和国に広がるナミブ砂漠やオーストラリアのアウトバックでは、植物が育たない地帯が水玉のような感じで広がる「fairy circles(妖精の輪)」と呼ばれる現象が確認されています。妖精の輪が現れる原因について研究者らがさまざまな仮説を提唱してきましたが、ついに妖精の輪が発生するメカニズムを説明する論文が発表されました。
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/47/Fairy_circles_namibia.jpg/300px-Fairy_circles_namibia.jpg
https://i.gzn.jp/img/2019/02/27/how-fairy-circles-form/00_m.jpg

A multi‐scale study of Australian fairy circles using soil excavations and drone‐based image analysis - Getzin - 2019 - Ecosphere - Wiley Online Library
https://esajournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/ecs2.2620

Getting to the bottom of fairy circles: Physical processes in the formation of circles -- ScienceDaily
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/02/190221122954.htm

It’s not termites: new study gives fresh take on how “fairy circles” form | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/02/its-not-termites-new-study-gives-fresh-take-on-how-fairy-circles-form/

妖精の輪は植物が自生する地域で確認される現象で、植物が全く生えない直径数mの円がなぜか地面に無数に現れるというものです。ナミブ砂漠の付近に住んでいる人々の間には、「神の足跡」や「毒の息を吐くドラゴンが地中に住んでいる」といった伝承があるとのこと。以前はナミブ砂漠でのみ観測されていた現象でしたが、2014年に初めてオーストラリアのアウトバックでも妖精の輪が確認され、ナミブ砂漠以外の場所でも妖精の輪が発生することがわかったそうです。科学者らは長年にわたってナミブ砂漠に現れる妖精の輪現象の謎に挑んでおり、さまざまな仮説が提唱されてきました。

提唱されている複数の仮説の中で特に有力と考えられているのが、「シロアリ説」と「気候説」です。シロアリ説によると妖精の輪は、付近に生息するシロアリが植物の根を食べることで植物が枯れて発生するとのこと。根がシロアリに食べられてしまうと植物が雨水を吸収することができず、雨水は土壌に染み込みます。これによってシロアリは植物に邪魔されずに水を得ることができるという仕組みで、シロアリは巣を中心にして次第に外側へと植物の根をかじる範囲を広げていくため、妖精の輪が円形状に広がるという説明がされています。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/27/how-fairy-circles-form/01_m.jpg

一方で気候説では、妖精の輪が発生するのはナミブ砂漠やアウトバックが年間降水量の極端に少ない超乾燥地帯であるためだとしています。このような乾燥地帯では乏しい水資源を奪い合って植物が激しい競争を繰り広げ、水を得られなかった植物は枯れてしまい、その部分から植物が消えてしまいます。すると競合する植物が消えた分、その周囲の植物は以前よりも容易に水を得ることが可能となり、植物の生えない地帯を取り囲むように植物が生えて妖精の輪を作り出すとのこと。
フロリダ州立大学の生物学者であるWalter Tschinkel氏は、衛星写真を基にした2012年の調査で「妖精の輪の平均寿命は約41年である」と結論づけました。

続きはソースで

https://gigazine.net/news/20190227-how-fairy-circles-form/
images


引用元: 【自然現象】草が生えない謎の円形地帯が無数に現れる「妖精の輪」現象の発生メカニズムが解明される[02/27]

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1: 2019/02/15(金) 16:18:46.36 ID:CAP_USER
(CNN) 世界中で一般的に使われている除草剤の成分「グリホサート」にさらされると、がんのリスクが41%増大するという研究結果が、このほど学術誌に発表された。

グリホサートは米モンサントの「ラウンドアップ」などの除草剤に使われている化学薬品。ワシントン大学の研究チームは、これまでに発表された調査結果を検証した結果、グリホサートを主成分とする除草剤と、免疫系のがん、非ホジキンリンパ腫のリスク増大との因果関係が認められたと発表した。

グリホサートの発がん性については学会で論議の的になっている。米環境保護庁や欧州食品安全当局はグリホサートの発がん性に否定的な見解をまとめ、モンサントを2018年に買収したバイエルも、グリホサートの安全性と除草効果を強調している。

続きはソースで

https://www.cnn.co.jp/storage/2019/02/15/48a8563f544edf02df05bfe04570b9ed/t/768/432/d/roundup-products-super-169.jpg
https://www.cnn.co.jp/fringe/35132813.html
ダウンロード (2)


引用元: 【化学】「ラウンドアップ」などに使われている除草剤の成分「グリホサート」、発がんリスク41%増大 米研究[02/15]

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1: 2019/02/04(月) 12:36:47.87 ID:CAP_USER
■天然オパールだが形成過程や昆虫は謎だらけ、「到底ありえない」と専門家が驚嘆

 かつてない発見だ。インドネシアのジャワ島産のオパールの中から、驚くべきものが見つかった。少なくとも400万年〜700万年前のものと思われる昆虫で、保存状態がすばらしい。

 これまでにも、樹脂が化石化した宝石である琥珀の中からは、古代の虫がたくさん見つかっている。固まる前の樹脂に動物が急に閉じこめられると、死骸がとてもよい状態で保存されることがある。

 対して天然のオパールは、シリカ(二酸化ケイ素)を含む水が地中の隙間を満たす状況の下で、数千年からときに数百万年かけて形成されるのが普通だ。そのため、なぜこのような形で昆虫が入り込むことになったのかについて、大きな謎を呼んでいる。

「到底ありえないものです。しかし、自然界における貴重な発見の多くは、実在すると確認されるまで、存在するわけがない、理論的にありえないと考えられてきたものなのです」。オーストラリア、ニューサウスウェールズ州ライトニングリッジにあるオーストラリア・オパール・センターのジェニ・ブラモール氏は、そうコメントしている。同氏はオパールやオパール化した化石の専門家だ。

 目下のところ、この標本は個人の所有物であるため、古生物学や地球化学の専門家による詳しい調査は行われていない。しかし、本物と確認されれば、今回の発見は、貴重な化石が閉じこめられた場所としては、今までにない例となるだけでなく、オパールという人気の宝石についての常識を変えるものになるかもしれない。

 ブラモール氏がこの標本について知ったのは、2017年のことだ。オパールに閉じこめられた別の虫とおぼしき画像も見たことがある。ジャワ島の同じ鉱山から見つかったものだが、見たのは写真だけで、科学的な調査結果も発表されていないため、詳しい見解を述べるのは難しいとしている。

■インドネシアのジャワ島で見つかった珍しい化石。オパール片の中に、はるか昔の昆虫が閉じこめられているように見える。
https://cdn-natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/020100072/ph_thumb.jpg

続きはソースで

ナショナルジオグラフィック日本版サイト
https://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/19/020100072/
images


引用元: 【古生物】前代未聞、宝石天然オパールの中に古代の虫化石、琥珀ではない[02/04]

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1: 2019/02/10(日) 15:51:58.56 ID:CAP_USER
伊勢名物「赤福餅」などに使われている赤小豆を原料にしたあんの色の正体を、名古屋大の吉田久美教授(天然物化学)らの研究チームが突き止めた。赤小豆の種皮から、新発見となる紫色の色素を取り出す事に成功した。吉田教授は「高級なあんほど紫色とされている。これまで職人の技と勘に頼ってきた加工法が科学的に解明できれば、より美しい色が出せるかもしれない」と話している。

赤小豆は、和菓子やあんパンなどのあんの原料に使用されている身近な食材。赤小豆の色素はこれまで、同じ豆類の黒大豆や金時豆などに含まれるアントシアニンだとされてきた。しかしチームの研究で、赤小豆にはアントシアニンがほとんど含まれないことが分かり、紫色の正体は謎だった。


 研究チームは赤小豆の種皮から不純物を取り除き、色素を抽出した結果、2種類の紫色の色素を発見した。「カテキノピラノシアニジンA、B」と名付け、水に溶けない性質なども分かった。

続きはソースで

研究により色素が判明した赤小豆
https://amd.c.yimg.jp/im_siggm54geMrawFH1XMqW_CI1yw---x397-y400-q90-exp3h-pril/amd/20190209-00000054-mai-000-12-view.jpg
赤小豆から作られた紫色のあん
https://cdn.mainichi.jp/vol1/2019/02/09/20190209k0000m040186000p/6.jpg

毎日新聞
https://mainichi.jp/articles/20190209/k00/00m/040/188000c
ダウンロード (5)


引用元: 【化学】小豆の「あん」の色の正体を解明 「より美しい色」にも期待 名大研究チーム[02/09]

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1: 2019/02/20(水) 02:19:52.92 ID:CAP_USER
少し皮をつなげた状態で半分にカットしたブドウを電子レンジでチンすると、プラズマ発光が起こります。この現象は観察されていたものの、これまでその原因が解明されてこなかったとして、研究者が12台の電子レンジを破壊しながら調査を行いました。

Linking plasma formation in grapes to microwave resonances of aqueous dimers
https://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1818350116

The wrath of grapes: A tale of 12 dead microwaves and plasma-spewing grapes | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/02/these-scientists-broke-12-microwaves-to-learn-how-grapes-create-plasmas/
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/00_m.jpg

ブドウを電子レンジにかけた時にプラズマが発生する様子は以下のムービーから確認可能です。1分40秒あたりからプラズマが発生する様子を見ることができます。

Grape + Microwave = Plasma - YouTube
https://youtu.be/0i2lhO3bSjQ



皮を少しつなげた状態で半分にカットしたブドウに、透明なグラスをかぶせた状態で電子レンジに入れます。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/001_m.jpg

するとブドウが発光。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/002_m.jpg

グラスの中でプラズマの光がゆらぎます。
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/003_m.jpg

「二等分して皮を少しだけくっつけたままにしたブドウを電子レンジにかけるとプラズマが発生する」という現象は科学コミュニティでよく知られているものの、なぜプラズマが発生するのかという理由ははっきりしていませんでした。そこでカナダ、トレント大学のAaron Slepkov氏とHamza Khattak氏ら研究チームはこの原因について調査しました。

この現象を確認するため、まず研究者は電子レンジを改造する必要に迫られたとのこと。中の様子がしっかり確認できるように扉を外し、電子レンジ本体にはいくつかの穴があけられ、穴から電磁波が漏れないようにメッシュでカバーされたとのこと。ただし、ブドウだけを入れた、ほとんど「空」の状態で電子レンジを稼働させると、吸収されなかった放射が電子レンジ自体にダメージを与えるため、この実験の過程で12台の電子レンジが壊れ、「ラボに『電子レンジの墓場』ができた」とKhattak氏は語りました。

続きはソースで
 
https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/009_m.jpg

https://i.gzn.jp/img/2019/02/19/plasma-formation-in-grapes/010_m.jpg

https://gigazine.net/news/20190219-plasma-formation-in-grapes/
ダウンロード (2)


引用元: 【電磁波】「ブドウを電子レンジでチンするとプラズマが発生する」という現象の原因がついに明らかに[02/19]

【電磁波】「ブドウを電子レンジでチンするとプラズマが発生する」という現象の原因がついに明らかにの続きを読む
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