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理化学研究所

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1: ケンシロウとユリア百式φ ★ 2013/08/03(土) 22:27:49.91 ID:???

理化学研究所(理研、野依良治理事長)、ユーリッヒ研究所(アヒム・バッケム所長)、沖縄科学技術大学院大学(OIST、ジョナサン・ドーファン学長)は、2013年7月にスーパーコンピュータ「京(けい)」の全計算ノード82,944個(約70万個のCPUコア)を使用した、17億3,000万個の神経細胞が10兆4,000億個のシナプスで結合された神経回路のシミュレーションに成功し、ヒト脳の神経回路の全容解明に向けた第一歩を踏みだしました。
これは、理研が代表機関となっている「HPCI戦略プログラム 戦略分野1:予測する生命科学・医療および創薬基盤」を中心とした合同チームとドイツ・ユーリッヒ研究所の神経科学・医学研究所(マーカス・ディースマン所長)と、理研脳科学総合研究センター(BSI、利根川進センター長)、OISTとの共同研究グループの成果です。

「京」による今回のシミュレーションは、脳の神経回路のシミュレーションとしては世界最大で、従来の記録を神経細胞数で 6%、シナプス数で16%上回りました。この成功は、ヒトの脳の学習機能などを精密かつ自在に表現するシミュレーションの開発につながるものです。
また、色々なモデル化ができ、パソコンからスパコンまで利用可能な汎用な脳神経回路シミュレータ「NEST」を用いて行ったことにも大きな意味があります(図1)。NESTはオープンソースソフトとして公開され、世界中の神経科学者が使用することが可能なため、この分野の国際標準になることが期待できます。

図1:JUQUEEN によるNESTと「京」によるNESTのシミュレーション結果の比較
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http://www.riken.jp/~/media/riken/pr/topics/2013/20130802_1/fig1.gif
ユーリッヒ研究所が保有するスパコン「JUGENE」(前システム)、「JUQUEEN」(現システム)と理研が保有するスパコン「京」それぞれによるNESTのシミュレーション結果の比較。
青がJUGENE、水色がJUQUEEN、赤が「京」による計算を示す。
「京」の方がコアあたりのメモリー量が多いため、大規模なシミュレーションが可能となった。

また、今回のシミュレーションは、これまで開発されたシミュレーション技術と「京」の生物学応用の限界を確認する意味もありました。結果として、生物学的には1秒間に相当することを「京」では計算に40分かかかりました。この1秒間に各神経細胞は平均して4.4回発火しており、これはモデル化した大脳皮質の神経細胞の実際の発火頻度とほぼ一致しています。

今回シミュレーションに成功した神経回路は、脳科学における実験動物として注目されているマーモセットなどの、小型霊長類のサルの全脳の規模に達しています。共同研究グループが長期的にモデル化を目指しているヒト脳の神経回路は巨大であり、今回の回路はその1%程度の規模に過ぎませんが、動物を用いた実験的基礎研究と、このようなシミュレーションの積み重ねを通して、最終的には人間の脳の仕組みを解明していくことが期待できます。
また、今回の成功で、ヒトの脳全体のシミュレーションに必要なメモリー量と計算速度の比率が分かり、今後のスパコンの設計に役立つ指針が得られました。

「京」は、演算処理速度の面では2012年以降スパコンランキングのランクを落としていますが、メモリー量という点では「京」は現在でも最高水準で(表1)、脳の神経回路のシミュレーションなどに適しており、今後も「京」の活用の期待が高まります。

※表1はソース元でご確認下さい。

ソース:理化学研究所(2013年8月2日)
http://www.riken.jp/pr/topics/2013/20130802_2/
※ソース元にNESTやISLMなどの補足説明がございます。



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1: 一般人φ ★ 2013/08/02(金) 00:13:47.13 ID:???

 宮崎大学と理化学研究所は1日、人工多能性幹細胞(iPS細胞)を作る際、体細胞への遺伝子の導入法を変えるなどした結果、目的とする細胞を作る能力を高める「品質改善」に成功したと発表した。
米科学誌ジャーナル・オブ・バイオロジカル・ケミストリー(電子版)に掲載された。

 ヒトやウサギのipS細胞は、胚性幹細胞(ES細胞)と比べると、目的の細胞を作り出す能力が低いが、マウスのiPS細胞には、そうした制限がなかった。

 そこでチームはウサギの体細胞にいったん四つの遺伝子を入れた後、そのうち一つを再導入し、マウスiPS細胞を作るときと同様の培養条件でiPS細胞を作った。できたウサギiPS細胞はマウスに近い能力を獲得。通常のiPS細胞の倍以上の効率で神経細胞ができたほか、ES細胞でも作製が難しい種類の
神経細胞ができた。

 チームの本多新(あらた)・同大准教授は「ヒトのiPS細胞への応用に取り組みたい」と話している。【相良美成】

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▽記事引用元 毎日新聞(2013年08月01日 19時24分)
http://mainichi.jp/select/news/20130802k0000m040034000c.html

▽宮崎大学プレスリリース
http://www.miyazaki-u.ac.jp/public/files/iPS-cells.pdf

▽The Journal of Biological Chemistry
「Naive-like conversion overcomes the limited differentiation capacity of induced pluripotent stem cells」
http://www.jbc.org/content/early/2013/07/23/jbc.M113.502492.abstract



【幹細胞】iPS細胞の品質改善に成功、よりES細胞に近い性能へ/宮崎大・理研の続きを読む

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1: 依頼36-128@白夜φ ★ 2013/07/27(土) 02:34:42.84 ID:???

2013年7月26日
独立行政法人理化学研究所

記憶の曖昧さに光をあてる
-誤りの記憶を形成できることを、光と遺伝子操作を使って証明-

私たちが過去に起こった一連の出来事を思い出すとき、脳は断片的な記憶を集めてその一連の出来事を再構築します。
しかし、記憶を思い出すときに、その一部が変化することがあり、不正確な記憶が思いもよらない影響をもたらすこともあります。
例えば、米国では、事件捜査にDNA鑑定が導入されたことで冤罪(えんざい)が晴れた250人を調べたら、約75%は誤った目撃証言による被害者だったというデータがあります。
これは、過誤記憶がもたらした結果といえますが、どのように過誤記憶が起きるかについては明らかにされていませんでした。

研究チームはこれまでに、マウス脳を用いて、記憶を保存する特定の脳細胞群を光感受性タンパク質で標識し、その細胞群に光をあてることで、脳に保存されている特定の記憶を思い出させることに成功しています。
そこで研究チームは、最先端の光遺伝学(オプトジェネテイクス)技術を用い「過誤記憶がどのように形成されるのか」という謎の解明に挑戦しました。

実験では、まず、安全な環境であるA箱の環境記憶痕跡(エングラム)をマウスの海馬に形成し光感受性タンパク質で標識しました。
次に、このマウスを異なった環境のB箱に入れ、A箱の環境記憶を思い出させるためにこの細胞群に青い光をあて、同時に、マウスが嫌がって恐怖反応(すくみ)を示す弱い電気刺激を足に与えました。
すると、電気刺激とA箱のエングラムが結びついて、このマウスはその後安全なA箱に入れてもすくみを示しました。
さらに、A箱のエングラムに対応した細胞群を光刺激しただけで、すくみが生じることを発見しました。
これにより、安全なA箱のエングラムは、恐怖と一緒になった別のエングラムへと再構成されたことが明らかになりました。

今回の研究成果は、ヒトが“どのように”そして“なぜ”過誤記憶を形成するのかという課題に対する新た理解に道筋を与えるものといえます。

独立行政法人理化学研究所
脳科学総合研究センター
センター長 利根川 進 (とねがわ すすむ)
RIKEN-MIT神経回路遺伝子学センター(CNCG)教授

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▽記事引用元 理化学研究所 60秒でわかるプレスリリース 2013年7月26日配信記事
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130726_1/digest/
報道発表資料
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130726_1/

記憶のあいまいさができる理由
左:安全な青い箱を記憶した神経細胞を光感受性タンパク質で標識。
中:赤い箱の中で、青い箱の記憶を光刺激で読み出し、足には電気刺激を与える。
右:青い箱に戻すと、怖がる(過誤記憶の証拠)。
http://www.riken.go.jp/~/media/riken/pr/press/2013/20130726_1/jp/digest.jpg

▽関連リンク
Science 26 July 2013:
Vol. 341 no. 6144 pp. 387-391
DOI: 10.1126/science.1239073
Creating a False Memory in the Hippocampus
http://www.sciencemag.org/content/341/6144/387.abstract

*ご依頼いただきました。



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1: 依頼36-78@白夜φ ★ 2013/07/14(日) 22:45:58.10 ID:???

炎症防ぐ腸内細菌を特定 投与で治療の可能性も

 
人の腸で過剰な免疫の働きを抑え、炎症を防いでいる腸内細菌17種類を特定したと、東京大の服部正平教授や理化学研究所の本田賢也チームリーダーらが10日付の英科学誌ネイチャー電子版に発表した。

免疫の働き過ぎで起きる潰瘍性大腸炎やクローン病の患者では、これらの細菌の多くが減っていることも確認した。
細菌を投与することで病気を治療できる可能性もあるという。

研究チームは、体内の免疫反応を抑える「制御性T細胞」に着目。
このT細胞を増やす効果のある細菌を調べるため、無菌状態で飼育したマウスで実験を繰り返し、17種類を絞り込んだ。
これらをマウスに投与すると下痢や腸炎が治まった。

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2013/07/11 02:00 【共同通信】

▽記事引用元 2013/07/11 02:00配信記事
http://www.47news.jp/CN/201307/CN2013071001001774.html

▽関連
東京大学大学院新領域創成科学研究科
制御性T細胞を誘導するヒトの腸内細菌の同定と培養に成功 -炎症性腸疾患やアレルギー症に効果-
http://www.k.u-tokyo.ac.jp/info/entry/22_entry236

*ご依頼いただきました



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1: 白夜φ ★ 2013/07/04(木) 23:33:46.20 ID:???

iPS実用化を目指す5拠点 横浜市立大、京都大など

 
科学技術振興機構(JST)は2日、体を構成する多様な細胞に成長させられる人工多能性幹細胞(iPS細胞)などを使った再生医療の実用化を目指す拠点に、横浜市立大や京都大など五つの研究機関を選んだと発表した。

ほかの研究機関は東京医科歯科大、東京大、理化学研究所。最長10年間で年1億円の支援を受ける。

東京大、横浜市立大、京都大がiPS細胞を使った臓器や組織などの再生医療につながる研究を担当。
医科歯科大は腸の粘膜の再生、理研ががん免疫治療法の研究開発を実施する。

2013/07/02 17:31 【共同通信】
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▽記事引用元 47NEWS 2013/07/02 17:31配信記事
http://www.47news.jp/CN/201307/CN2013070201002088.html

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▽関連
科学技術振興機構(JST)
再生医療実現拠点ネットワークプログラム平成25年度募集
「疾患・組織別実用化研究拠点(拠点B)」および「技術開発個別課題」の
採択課題の決定について
http://www.jst.go.jp/pr/info/info965/index.html
再生医療実現拠点ネットワークプログラム平成25年度募集
「疾患・組織別実用化研究拠点(拠点B)」および「技術開発個別課題」の採択課題 一覧
http://www.jst.go.jp/pr/info/info965/besshi.html



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1: 白夜φ ★ 2013/06/26(水) 20:36:43.91 ID:???

2013年6月26日
独立行政法人理化学研究所

1滴の血液からクローンマウスを誕生させることに成功
-生きた個体からの迅速簡便なクローニング法を確立-

体細胞核移植クローン技術は、同じ遺伝子を持ったコピーを無限に生産でき、畜産分野、創薬、絶滅の危機にある「種」の保存などへの応用が期待されています。
核を除いた卵子に体細胞(ドナー細胞)を移植すると、ドナー細胞と同じ遺伝情報を持つ個体を作り出せます。
哺乳類では、ヒツジ、マウス、ウシなど多くの例がありますが、なかでも「ヒツジのドリー」が有名ですね。
マウスでは、これまでに10種類以上のドナー細胞」からクローンを作り出せることが報告されてきました。
しかし、従来の方法ではドナー細胞を臓器から採取するため、手術を行って採取しなければならない場合が多いのが課題でした。
また、クローンに適した細胞を得るまでに長い培養時間が必要とされるのもネックでした。
そこで、理研の研究グループは、マウスへの負担をできるだけ軽くするため、短い時間でわずかな量だけ血液を採取し、それをドナー細胞として体細胞クローンマウスを作り出す手法の開発に取り組みました。

研究グループは、マウスの尾部から採取した1滴の血液から非リンパ球の白血球を分離し、これをドナー細胞として体細胞クローンマウスを誕生させようと試みました。
尾部からの少量の血液の採取ですので、マウスにとってはとても「やさしい」採取法です。
非リンパ球だけを分離する理由は、リンパ球はすべてDNAが再構成されますので、これをドナー細胞とした体細胞クローンマウスは全身のDNAが再構成され、元のマウスとは遺伝的に異なってしまうからです。
今回、研究グループは、非リンパ球とリンパ球の簡便な判別法も開発しました。

開発した方法を用いて5系統のクローンマウスのリンパ球から体細胞クローンマウスを得ることに成功しました。
メスの体細胞クローンマウスは生後8週齢でオスと交配したところ、正常な繁殖能力を示し、寿命も実験用マウスと変わらないことが分かりました。
マウスを用いる医学・生物学分野で、不妊マウスや系統最後のマウスの系統を維持できる可能性が高まると期待できます。

微量血液から採取した白血球からの体細胞クローンマウスの作出方法
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http://www.riken.go.jp/~/media/riken/pr/press/2013/20130626_1/fig1.jpg

独立行政法人理化学研究所
バイオリソースセンター 遺伝工学基盤技術室
室長 小倉 淳郎 (おぐら あつお)
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▽記事引用元 理化学研究所 60秒でわかるプレスリリース 2013年6月26日配信記事
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130626_1/digest/

報道発表資料
http://www.riken.go.jp/pr/press/2013/20130626_1/



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