2023年度～のJST戦略的創造研究推進事業テーマ、AMED革新的先端研究開発支援事業のテーマ
科学新聞令和5年3月24日（金）号の報道によれば、2023年度から新たに走り出すJST戦略的創造研究推進事業テーマ、AMED革新的先端研究開発支援事業のテーマが決定したそうです。これにもとづいて、JSTさきがけやJST CRESTの公募が行われることになります。
文部科学省のウェブサイトに、2023年3月14日付けで「2023年度募集予定の新規研究領域」として発表されていました。
量子フロンティア開拓のための共創型研究（JST)
概要 量子技術は社会・経済に大きなイノベーションをもたらすと期待される革新的技術であるが、その実現に向けては様々な課題が山積している。従来、量子技術は物理学が基礎となって発展してきたが、これらの課題の解決に向けては数理科学・化学・情報工学・電気電子工学・機械工学・光科学・材料工学・生命科学などの幅広い分野との融合・連携が必要となる。本戦略目標では、将来的な量子技術の実現を見据えて材料・デバイスからアプリケーションまでの全レイヤでブレイクスルーを目指した研究を推進し、様々な分野とも協調・融合しながらこれまでにない量子デバイスとその制御技術、システム、アプリケーションの実現を目指す。
海洋とCO2の関係性解明と機能利用（JST)
概要 気候変動対策の重要課題である人為起源の二酸化炭素（CO2）の大気中濃度低下のためには、全球（大気・海洋・陸域）の炭素循環プロセスへの理解が不可欠であるが、自然界で最大級のCO2吸収源である海洋とCO2との関係性には未解明な部分が多い。本戦略目標ではミクロからグローバルのスケール横断及び異分野融合アプローチでこの関係性の理解深化を目指す。具体的には、海洋の炭素循環プロセス及び海洋温暖化・酸性化・貧酸素化等のCO2増加に伴う現象がそのプロセスに与える影響、CO2増加の海洋生態系への影響、海洋の機能を利用したネガティブエミッション技術1に関する研究開発を行う。目標の達成を通して、海洋機能の最大限の活用による気候変動対策への貢献を目指す。
新たな半導体デバイス構造に向けた低次元マテリアルの活用基盤技術（JST)
概要 デジタル社会の根幹を担う半導体集積回路には更なる低消費電力化・高速化・高集積化が求められ、そのために新たなトランジスタ構造が必要とされている。将来的には、極薄のナノシート、二次元物質、一次元物質といった低次元マテリアルがトランジスタのチャネル材料として用いられることが期待されている。また、低次元マテリアルは、特異な電子構造を活用した新たな半導体デバイス（各種センサ、光デバイスなどの半導体素子）のコア材料として利用されることが期待されている。本戦略目標では、低次元マテリアルを新たな半導体デバイス構造に活用するために必要な基盤技術の確立を目指す。
人間理解とインタラクションの共進化（JST)
概要 人間・AI・ロボット相互間やそれらと環境とのインタラクションが増加・多様化する中で、それを支える情報科学技術の創出や、人間や社会が受ける影響の理解等に資する研究を発展させることが必要である。本戦略目標では、情報科学技術と人間に対する理解の相互かつ連鎖的な深化・発展と、一人ひとりに寄り添ったインタラクションの実現等を推進することで、多様な価値観を持つ人々が相互に認め合い理解し合える社会や一人ひとりが自然に行動できる社会を支える技術・サービスを創出し、ウェルビーイングの実現を目指す。
革新的な細胞操作技術の開発と細胞制御機構の解明（JST)
概要 近年、細胞操作技術の開発や細胞制御に関わる新たなメカニズムの解明は、我が国においても急速に進展している。特に、細胞操作技術に関しては、例えばゲノム編集技術のように、生命科学のみならず、医療や農業等の分野でも活用され、社会に大きく貢献しうるものであるため、我が国としても重点的に取り組む必要がある。また、細胞操作技術の開発にはその基礎として細胞制御機構を十分理解することが重要であるため、本戦略目標では、細胞制御機構の解明と細胞操作技術の開発を両輪として進めることとする。これまでにない新たなアプローチによる研究開発を推進するため、手法、生物種を特定せずに、多様な研究分野の研究者を巻き込むことで、革新的な細胞操作技術の開発や、細胞操作技術の開発を通じた細胞制御機構に関する新たな知見やイノベーションの創出等を目指す。
ストレスへの応答と病態形成メカニズムの解明（AMED)
概要 社会・環境中に存在する様々な精神的・物理的・化学的ストレスを原因とした疾患の発症を予防することは、国民全体の QOL の向上等を図る上で重要である。しかし、多様なストレスに対する生体応答を詳細に捉えることは難しく、ストレスへの暴露と病態発症の機序が不明なものも多いため、ストレス暴露に対する生体の危険信号を早期に捉えた疾患発症の予防ができていない。このため、本戦略目標では、基礎研究者と臨床研究者が密接に連携した共同研究等を通じて、ストレス応答に対する細胞レベルの現象と個体レベルの現象を科学的・統合的に理解するとともに、病態形成メカニズムの解明を目指す。
悪徳ジャーナル（ハゲタカジャーナル）の見分け方
Cabell Publishing Predatory Reports
自分が愛読している科学新聞（科学新聞社）の2023年3月24日（金）号の第一面のトップ記事は、「悪徳ジャーナルの見分け方」でした。その記事でアメリカのCabell Publishing社のPredatory Reportsが紹介されていました。これは有料サービスのため、このCabell Publishing社がどのジャーナルをハゲタカジャーナル認定しているのかは定かでありません。しかし最近SNSで何かと話題のMDPI社のジャーナルがどのような扱いを受けているのかが気になりました。
In the database Cabells, listing predatory journals, MDPI is not included, but in Publication Forum it is classified in level 0 as a publisher. https://libraryguides.helsinki.fi/c.php?g=463129&p=5104277
上のヘルシンキ大学図書館のウェブサイトの情報によれば、MDPIはCabellのPredatory Reportsには含まれていないようです。ヘルシンキ大学はMDPIと契約しているようですが、同時に、MDPIの個々のジャーナルの評価に関しては、投稿する研究者自身で精査するように促していました。
predatoryreports.org
最近、SNSで知りましたがhttps://predatoryreports.org/というウェブサイトが独自のプレダトリージャーナルリストを作成し公開しているようです。ここに挙げられた出版社の一つMDPI社が、これに関して反論しています。
14 March 2023Warning about a Suspicious Website Denouncing MDPI Journals
ハゲタカジャーナルに関する論文や論説
- Pölönen, J., Guns, R., Kulczycki, E., Sivertsen, G., & Engels, T.C.E. (2021). National lists of scholarly publication channels: An overview and recommendations for their construction and maintenance. Journal of Data and Information Science, 6(1), 50–86. https://doi.org/10.2478/ jdis-2021-0004
- Nelhans, G., & Bodin, T. (2020). Methodological considerations for identifying questionable publishing in a national context: The case of Swedish Higher Education Institutions. Quantitative Science Studies, 1(2), 505–524. https://doi.org/10.1162/ qss_a_00033
- Eykens, J., Guns, R., & Engels, T.C.E. (2018). Comparing VABB-SHW (version VIII) with Cabells Journal Blacklist and Directory of Open Access Journals: Report to the Authoritative Panel. ECOOM: Antwerp.
葉酸とは
葉酸サプリ摂取の必要性
メチレンテトラヒドロ葉酸還元酵素遺伝子（MTHFR)のC677T多型のTT型は日本人の約15%を占め、葉酸が欠乏するので国際推奨量400μgを摂取する必要がある 1)。1)香川靖雄、四童子好廣 2008 ゲノムビタミン学（https://www.jstage.jst.go.jp/article/vso/95/4/95_142/_pdf）
参考
消化管：胃～小腸（十二指腸、空腸、回腸）～大腸の構造
小腸
空腸と回腸とのの間には判然とした解剖学的境界はなくて、口側の2/5が空腸，肛門側の3/5が回腸とされているそうです。
十二指腸の長さ：約30cm
小腸の長さ：約6m（空腸2.5m、回腸3.5m）
参考
- http://www.heart-tech.co.jp/kaisetu/2007/04/post_2.html
- 十二指腸・小腸の解剖用語 (ガストロ用語集 2023 改訂中) gastro.igaku-shoin.co.jp
五十嵐・志村『改訂 生化学』 正誤表
改訂 生化学 五十嵐脩・志村二三夫 編著／山田和彦・合田敏尚・四童子好廣 共著
目次
Ⅰ 生体成分の化学と機能―機能を中心に―
序章 生化学と栄養学
第1章 水と生体成分の水素結合
第2章 炭水化物の化学と機能
第3章 脂質の化学と機能
第4章 アミノ酸，タンパク質の構造と機能
第5章 核酸の構造と機能
第6章 細胞
Ⅱ 酵素反応と生体でのエネルギー産生とその利用
第7章 酵素
第8章 生体でのエネルギーの生成と利用
Ⅲ 生体成分の代謝とその調節
第9章 糖質の代謝
第10章 脂肪の代謝
第11章 アミノ酸の代謝
第12章 タンパク質の代謝
第13章 核酸の代謝
第14章 ゲノム生物学
Ⅳ 生体成分の輸送と生体内情報伝達
第15章 生体膜と膜輸送
第16章 血液と尿
第17章 生体と情報
正誤表
ミスプリと思われる点をメモしておきます。
45ページ オキシトシンのアミノ酸配列 Ilu → Ile
83ページ 16行目 上の平衡反応ても → 上の平衡反応でも
100ページ 図9－10 NAD → NAD+
可逆反応か不可逆反応かを決めるものは何か
全ての化学反応が可逆反応なのだとしたらなぜ不可逆反応とされる反応があるのか
「全ての化学反応は可逆反応である」という言い方を聞いたことがあります。その一方で、生化学の教科書を読んでいると「この反応は、不可逆反応である」という説明もよく目にします。いったい、どうなっているのでしょうか？
可逆反応とは，どちらの向きにも進む反応のことです。それに対して１つの向きだけに進む反応を不可逆反応といいます。また，平衡とは，物事が一方にかたよることなく、ある安定した状態を保つことですね。化学では，本当は反応が進んでいるのですが，見かけ上反応が止まっている状態を化学平衡とよんでいます。‥ 原理的には，反応物と生成物が存在するとき，すべての反応は可逆反応です。しかし，実際には，平衡状態で生成物の割合が著しく大きい反応系の場合，逆反応は非常に小さく，反応が不可逆的に一方向に進むと考えて差し支えがありません。（第１１１章 化学平衡 osaka-kyoiku.ac.jp/~hiroakio）
水素H2と酸素O2から水H2Oが生成する反応を考えたときに、平衡状態（十分に長い時間がたったとき）の「生成物H2Oの量/反応物水素H2や酸素O2の量」という量比が著しく大きかったとしたら（たとえば水分子1億個：水素（または酸素）1個 など）、一度水分子になったものは1億分の1の確率でしか逆には戻れないということになりそうです。つまり不可逆なんですね。
結局、自分の疑問「可逆反応か不可逆反応かを決めるものは何か」の答えは、平衡定数（＝生成物/反応物 という比）だったようです。
すべての化学反応は可逆反応であるともいえるが，化学平衡が著しく一方にかたよっている場合を不可逆反応，そうでない場合を可逆反応として取り扱うのが普通。（可逆反応【かぎゃくはんのう】 百科事典マイペディア コトバンク）
百科事典の説明も、そのまんまでわかりやすいです。
一般に、どんな反応でも十分時間がたてば化学平衡に達し、正反応の速度と逆反応の速度とが等しくなって、見かけ上、反応の進行は止まってしまう。厳密にいえば、すべての反応は可逆反応であり、片方向にしか進まない反応はないわけだが、この平衡が原系もしくは生成系のどちらかに極端にずれている場合は、見かけ上まったく反応が進まなかったり、あるいは全部反応して生成系のみになってしまう。これを不可逆反応という。（可逆反応【かぎゃくはんのう】 日本大百科全書(ニッポニカ) コトバンク）
日本大百科全書(ニッポニカ) の説明が、詳細で具体的でわかりやすいと思いました。同じことを説明した文章でも、自分が一番理解しやすい説明の仕方というものがあるように思います。
マクマリーの化学の教科書を見ていたら、Kが1000を超える場合は、事実上、不可逆反応であり、反応物が全部生成物になる。Kが10^-3よりも小さい場合は、事実上、反応は起きない。といった説明があり、具体的でわかりやすいものでした。
- マクマリー生物有機化学 基礎化学編 第4版（原書7版）211ページ
平衡定数は何できまるのか
平衡の偏り（反応物と生成物の比の偏り）で決まるということはわかりましたが、じゃあ、その平衡を決めるものは何なのでしょうか？化学平衡というものは、化学反応ごとに（および実験条件（温度など）ごとに）決まるようです。
平衡状態は確率論だけから予測することができる。‥ 平衡状態は “最確分布” そのものである。‥ 反応物と生成物のエネルギー準位を考慮すると、 反応物(A) ⇌ 生成物(B) の化学反応の平衡定数 𝐾=𝑛B 𝑛A は、 ＊反応物と生成物のそれぞれのエネルギー準位の間隔(∆𝐸A、∆𝐸B) ＊反応物と生成物の基底状態のエネルギー準位差(∆𝐸AB) によってきまる。（確率できまる化学的平衡状態 cc.iwate-u.ac.jp/~yoshii）
平衡定数は、生成物と反応物のエネルギーの差で決まるとのこと。そういえば物理の統計力学の授業でそんな話があったような気がします。自分の頭の中で結びついていないだけでした。
化学の教科書（マクマリー一般化学（下）第16章 熱力学 エントロピー、自由エネルギーおよび平衡）を見ていたら、書いてありました。
何が平衡定数の値を決めるのであろうか 疑問に答えるために、熱力学について学ぶ 本章の最初に掲げた”何が平衡定数の値を決めるのか”という問題に答えてみよう。その解は、”平衡定数の値を決めるのは、反応の標準自由エネルギー変化（ΔＧ゜）であり、それは反応物と生成物の標準生成熱と標準モルエントロピーに依存する”ということである。（マクマリー一般化学（下）第16章 384ページ、402ページ）
標準ギブス自由エネルギーから平衡定数を計算
ΔG＝ΔG゜’ ＋ RT ln [生成物]/[反応物]
の式で、平衡状態に達したときにはΔGがゼロなので、
ΔG゜’ ＝- RT ln [生成物]/[反応物]
であり、標準ギブス自由エネルギーΔG゜’がわかれば、平衡定数=生成物]/[反応物] は計算で求まります。五十嵐・志村『改訂 生化学』（光生館）の第8章「生体でのエネルギーの生成と利用」の表8－1には、平衡定数Keqと標準自由エネルギーの関係が表になっていました。R=1.987, T=298（室温25度として）で計算されたものですが、ΔG゜’ ＝-4.09であれば、Keq＝10^3になります。標準自由エネルギーの差が－3である反応は、平衡状態において生成物の方が反応物よりも1000倍多いというわけです。ＡＴＰの加水分解の標準自由エネルギー変化は―7.3k cal/molなので、同様に計算すると、平衡時のADP/ATPは10^5になるので、（合計のΔGが負になるように他の反応と共役しないかぎり）不可逆反応だというのも納得です。
生化学の教科書はあまり物理化学的な内容の詳細には踏み込まないものが多いですが、五十嵐・志村『改訂 生化学』はツボを押さえた説明だなあと思いました。他の箇所の説明も、知識の羅列にせずにストーリーを語る意識が強いように感じられるいい本だと思います。図書館で借りた本だとメモを書き込めないので、買うことにしました。
反応が進む理由
平衡状態のときの話はそれとして、平衡ではないときは、
ΔG＝ΔG゜’ ＋ RT ln [生成物]/[反応物]
の式に従ってΔGが負であれば反応が進むわけです。対数の中身をみると分子の生成物がすぐに次の反応に使われて量が低く抑えられれば、第2項の値は小さくなるのでΔGが負のままでいられます。
マクマリーの化学、有機化学、生物有機化学の教科書
マクマリーは数多くの教科書を出しおり、カバーする範囲は化学、有機化学、生物有機化学に及びます。どの本にどんなことが書いていて、読者対象はどんな人なのか、邦訳書と原書とはどれがどれに対応するのかなど、かなり混乱させられるのでメモっておきます。
マクマリー一般化学
マクマリー一般化学（上）（下） 東京化学同人 2011年
下巻629ページ
著者：John McMurry, Robert C. Fay
原書：General Chemistry: Atoms First, 1st edition ISBN:0321571630 2010年 Pearson
挿絵や写真などがいかにもアメリカの教科書っぽいです。説明は平易かつ丁寧で、圧迫感がありません。『General Chemistry: Atoms First』は2013年に第2版が出ています。この邦書は第1版の翻訳。
下巻の最初は、化学反応の平衡の説明ですが、基本的なことを驚くほど丁寧にわかりやすく解説しています。伝えたいことが明確で、伝え方も明快で、何が大事なポイントなのかがわかるので、読んでいて楽しい教科書です。
マクマリー一有機化学
マクマリー有機化学（上）第9版 東京化学同人 2017年
ちなみに第1版は1987年の発行。
原書タイトル：Organic Chemistry Ninth Edition by John McMurry
マクマリー一有機化学 問題の解き方
著者：S. McMurry この著者は、教科書の著者John McMurryの奥さんなのでしょうか。
マクマリー一有機化学 問題の解き方 928ページ 東京化学同人 ISBN：978－4-8079－0915－5 マクマリー有機化学第9版の本文中および章末のすべての練習問題に対する解説付きの解答
マクマリー一有機化学概説
Fundamentals of Organic Chemistry Seventh Edition
序 有機化学の半年間の短期コース向けに書かれたもの
マクマリー一生物有機化学 基礎化学編・有機化学編・生化学編
Fundamentals of General, Organic and Biological Chemistry (7th edition)
著者：John McMurry, David S. Ballantine, Carl A. Hoeger, Virginia E. Peterson
マクマリー 生化学反応機構
東京化学同人 2018/3/28
生化学の教科書には書いていない細かい反応機構が詳述されています。酵素のアミノ酸残基の側鎖が酸や塩基として機能することなどの説明もあります。
尿毒症 uremia とは
尿毒症の症状
思考力の低下 怒りっぽい 不眠 頭痛 全身のだるさ 食欲低下 吐き気 口臭 かゆみ 皮膚が黒っぽくなる 血圧が上がる 尿が少なくなる 息苦しい 水がたまる むくむ（5．尿毒症症状とは 国立循環器病センター）
Patients presenting with uremia typically complain of nausea, vomiting, fatigue, anorexia, weight loss, muscle cramps, pruritus, or changes in mental status. The clinical presentation of uremia can be explained by the metabolic disturbances associated with the condition.（Uremia ncbi.nlm.nih.gov）
尿毒症の原因
尿毒症の原因となる毒性物質を、尿毒症性物質と呼ぶ。尿毒性物質は、尿素窒素、尿酸、クレアチニンなどのタンパク代謝老廃物、副甲状腺ホルモン、活性酸素などが報告されている。（尿毒症性物質 ヘルスケアプランナー）
Uremia most often occurs due to chronic kidney disease (CKD) that may lead to end-stage renal (kidney) disease (ESKD), but can also occur quickly leading to acute kidney injury and failure (AKI) that is potentially reversible. （uremia Cleveland Clinic）
尿毒症の病態
腎臓病が進行して、腎臓病ステージ4以降になると腎臓の体の老廃物を出すという役割が鈍り体に老廃物が貯まるようになります。尿毒素という老廃物が貯まる状態を尿毒症（にょうどくしょう）と言い、透析が必要になる一歩前の段階で見られる症状です。‥ タンパク質を制限することで、尿毒素の量を減らして尿毒症になる可能性を減らすと考えられています。（タンパク質制限の効果はどれほどあるのか じんぞうの学校）
血中尿素窒素（BUN）
尿素窒素は、タンパク質が利用された後にできる老廃物です。本来は、腎臓の糸球体でろ過され尿中に排泄されますが、腎機能が低下するとろ過しきれずに血液中に溜まるため、血液中の尿素窒素の値が高くなります。血中尿素窒素の正常値は20mg／dl以下です。（腎臓病について 全腎協）
尿毒症 uremia に関する参考サイト
- uremia youglish.com
ビタミンB1（チアミン）の役割、欠乏症
ビタミンB1欠乏症
脚気
- チアミン欠乏症（脚気；ビタミンB1欠乏症）MSDマニュアル プロフェッショナル版
- ショック，意識障害をきたした高齢者のビタミン B1欠乏症(脚気)の 1 症例 脚気では，ビタミン B1欠乏により末梢血管が拡張し，さらに乳酸の蓄積による代謝性アシドーシスのため血管抵抗の低下が促進され，血圧低下，ショック状態となる．
- 【勘違い】医学者『こ、これは…未知の細菌による伝染病だ』→実は…(前編)
ウェルニッケ脳症
ビタミン B1 の欠乏症には脚気，ウェルニッケ脳症，乳酸アシドーシスなどがある（表）．‥ウェルニッケ脳症は，中枢神経症状が強く出る ビタミン B1 欠乏症で，せん妄，見当識障害，記銘力低下，失調性歩行，眼球運動障害などをきたす．アルコール多飲の人に多いとされ，初診時にすでに発症リスクの高い患者がいる．（JSPEN Vol. 1（2）：2019 用語解説 ビタミン B1）
- 元気の雑学 Vol.6 お酒をよく飲む人はビタミンB1不足にご注意！ 2021年12月1日 アリナミン
PyMOLで酵素を描く方法
マクマリー生化学反応機構ではPyMOLを勧めていたので、試してみます。
- Protein Data Bank （PDB) https://www.rcsb.org/ に行く。
- 興味のある酵素を検索して、どれにするか決め、PDBフォーマットを指定してダウンロード。
- https://pymol.org/2/ でPyMOLをダウロード ウインドウズPCの場合は、.exeファイルをダウンロード後に実行する。
- PyMOLでさきほどダウンロードしたタンパク質のファイルを開く。すると、美しいリボン表示のタンパク質が現れました。
- 上部のメニューでDisplay、Sequenceにチェックをいれると、アミノ酸配列が表示されました。アミノ酸をクリックすると、そのアミノ酸に対応する部位がタンパク質の立体表示の中に示されます。
- アミノ酸配列の最後に基質も表示されています。フマラーゼ(4APB)の場合は ….LDVLAMAKAEQ FUM CA 0000000000000000000 といった具合。これは目立たないので、気付きにくいですね。
- 3EXFというファイルの酵素の場合は、…IFAIKKTLNI K O のように表示がありました。KとOは何か酵素のアミノ酸ではないものみたいです。それと、最後ではなく途中ですが、 … WIKFKSVS MG TPP OLQVTV… のような表示もありました。MGは何でしょう。TPPはチアミンピロリン酸（TPP)だろうと思います。
- あれこれいじっていたら、リボン表示でなく、つぶつぶ（空間充填？）にもできましたが、戻し方とかがわからなくなりました。あてずっぽでマスターするには、やれることが多過ぎます。本の例の通りにフマラーゼで試したほうがよいみたいです。