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変異時計の進行は種によって異なる
細胞は一生にわたり変異を獲得する。今回、寿命が長い動物は寿命が短い動物よりも ゆっくりと変異を獲得していることが明らかになった。これによって、寿命が長くなってもがんリスクが上昇しない理由を説明できる可能性が示された。
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有機合成反応の課題を電気で解決
有機合成では、炭素–炭素結合の形成反応に遷移金属触媒を用いることが多い。今回、遷移金属触媒を一切必要としない巧妙な電気化学的手法が開発され、これまで困難だった反応の実現に向けて、道が開かれた。
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スマートセンサーを日常生活に織り込む
感度と柔軟性を兼ね備えたハイブリッド設計によって、布地に編み込むことができる単繊維状の音響センサーが作られた。将来、健康や体力を管理するデバイスはウエアラブルになり、おそらく埋め込み可能にもなると思われる。
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遺伝子調節の神託
生物学研究の長年の目標は、DNA塩基配列から遺伝子発現を予測できるようになることだ。人工知能の1つのタイプであるニューラルネットワークを、ハイスループット実験と組み合わせることで、この目標に一歩近づいた。
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免疫細胞はがん細胞の遺伝暗号の解読を変化させる
がん細胞では、免疫細胞によってトリプトファン不足が引き起こされると、トリプトファンがフェニルアラニンに置換されたタンパク質が産生される。この知見から、遺伝暗号を解読する際の予想外の動態が明らかになった。
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全ての生物はメタンを作るのかもしれない
酵素を使ってメタンを生成できる細菌が存在することは、教科書にも書かれている。今回、活発に代謝を行う全ての細胞で、酵素に依存しない別の方式によってメタンが生産されているという証拠が示された。
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原子干渉計で地下のトンネルを検出
超低温の原子を使った量子センサーで重力の変化を感知し、都市の道路下の地下トンネルを検出できた。この研究結果について、量子センシングと地球物理学の観点から3人の研究者が解説する。
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最強磁場中で磁気単極子を探す
今回、CERNの大型ハドロン衝突型加速器（LHC）での鉛イオン同士の衝突によって、これまで宇宙で測定された中で最も強い磁場が生成され、単一の磁荷のみを持つエキゾチック粒子「磁気単極子」の探索が可能になった。
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1型糖尿病の原因となるT細胞サブセット
自己免疫疾患である1型糖尿病を引き起こす、特定のT細胞サブセットが突き止められた。これは自己免疫疾患の発症を理解する手掛かりになり、また、新しい治療法への道を示す可能性がある。
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世界の主要作物の接ぎ木問題が解決
接ぎ木は、園芸や研究で、異なる植物体の組織を接合するのに古くから利用されてきた。今回、この技術を単子葉類という植物群に拡張する方法が考案され、イネやコムギ、トウモロコシやバナナなどの主要作物でも接ぎ木ができるようになった。
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脳のニューロンは腸の炎症を再燃させる
神経系と免疫系は双方向に相互作用する。体内の炎症によって脳細胞が活性化され、後にその脳細胞が再び活性化されると、それが引き金となって炎症応答が再発する可能性があることが明らかになった。
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水滴と水蒸気を分離する設計による高温表面のスプレー冷却
高温表面に水を分散し、生じた蒸気に邪魔されずに表面を急速冷却する革新的な微細構造設計が報告された。この方法によって、より安全で効率的な発電が可能になるかもしれない。
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地球軌道の離心率が進化を方向付ける
進化史上、プランクトンのサイズの多様性には「パルス」があり、それが地球の公転軌道の真円度と密接に関連していることが、化石の分析によって明らかになった。果たして、公転軌道の変動が進化のリズムを決めるビートになっているのだろうか。
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がんの進化につながる、非遺伝的だが受け継がれる経路
白血病の治療は成功しないことがあるが、その原因は完全には明らかになっていない。この種のがんの個々の細胞の細胞系譜追跡を行うことで、この現象を調べる方法が得られた。
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妊娠合併症を血液検査で予測
母体の血液中に含まれる無細胞RNAを分析することで、妊娠の経過をモニタリングしたり、妊娠高血圧腎症と呼ばれる危険な妊娠合併症の発症を予測したりすることができる。
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量子論に虚数は不可欠か？
標準的な量子論は、負の数の平方根を含む。しかし、こうした虚数は理論に不可欠なのだろうか？ 虚数を含まない、量子論と類似した理論が誤りであることを証明する方法が提案され、実数のみの類似理論が誤りであることが実験で確認された。
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3剤のトリプルパンチで胃がんを治療
腫瘍を標的とする治療で免疫細胞を利用することが増えてきている。このほど、このような免疫療法と他の標準療法を併用した治療法の臨床試験が胃がんを対象に行われ、その結果は有望なものであった。がんの治療法は変化しており、今後も変化がさらに続くと考えられる。
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水分子のパートナーを変えて水素生成のスピードを上げる
革新的な実験手法をラマン分光法や計算と組み合わせることで、電極触媒表面における水の構造のわずかな変化が水素生成反応を加速し得ることが明らかになった。この触媒過程を発展させれば、クリーン燃料の供給増大に役立つ可能性がある。
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COVID-19流行初期の潜在的感染伝播の再構築
将来のパンデミックにうまく対応するには、SARS-CoV-2ウイルスがいかにしてこれほど急速に拡散したかを理解する必要がある。2020年初頭の監視活動では検出されなかった潜在的感染が、感染伝播についての1つのモデルから明らかになった。
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錯体合成で明らかになったカリホルニウム–炭素結合の特性
カリホルニウム（Cf）などのアクチノイド系列後半の元素の研究は、その希少性と放射能の強さゆえに困難を極め、あまり進んでいない。今回、そうした課題の数々を克服してCfの有機金属錯体合成とその特性評価が行われ、Cf–C結合の構造的特性が初めて明らかになった。