くにしおもほゆ

羅針盤を見誤ることなかれ

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山中伸弥教授のノーベル賞受賞の際は日本中が興奮しましたが、教授らはテレビ出演もなくなって本来の研究に戻れ、再び目覚ましい成果を挙げています。
iPS細胞を効率的に作れれば、誰もが普通に健康保険で治療を受けることも出来るでしょう。
対象となる疾患も着々と増えています。
日本の学者たち頼もしいです。
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iPS作製効率、最大100倍に 山中教授らが新手法 がん化リスクも低減

2013.11.15 (産経)09:03
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        let7の働きを抑えるiPS細胞
 
 さまざまな臓器の細胞に変化できるiPS細胞(人工多能性幹細胞)の開発者である京都大iPS細胞研究所長の山中伸弥教授らのグループが、人間の細胞にある特定の「マイクロRNA」の働きを抑えることで、iPS細胞の作製効率を10〜100倍向上させる新手法を、米グラッドストーン研究所との共同研究で発見したことが分かった。新手法は、細胞がん化のリスクを減らす効果もあるという。研究成果が米科学誌セル・ステム・セル(電子版)に15日掲載される。
                   ◇
 マイクロRNAは、DNAの指示でタンパク質合成に関わる遺伝物質「リボ核酸(RNA)」の一種。細胞の初期化や分化に影響を与えるが、詳しい働きなどは分かっていなかった。
 グラッドストーン研究所の上席研究員でもある山中教授のチームは、人間の皮膚細胞を使って実験。皮膚細胞からiPS細胞を作る際、従来使ってきた4つの遺伝子とともに、マイクロRNAの一種「let7」の働きを抑える別のRNAなどを加えたところ、iPS細胞の作製効率が従来比で10〜100倍向上した。
 let7が細胞初期化を促すタンパク質「LIN41」の働きを妨げていることを解明。新手法では、iPS細胞作製で課題となる細胞がん化の要因にもなる遺伝子を使わなくても、効率を維持できた。
 研究に参加したグラッドストーン研究所の林洋平研究員は「細胞の初期化にブレーキをかけるlet7を抑えることで、iPS細胞の作製効率が飛躍的に向上した。安全性を検証し、さらにメカニズムの解明を進めたい」としている。
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iPSから赤血球 京大など方法開発 安定供給に道

2013.12.6 (産経)11:49
 体のさまざまな細胞や組織になるヒトの人工多能性幹細胞(iPS細胞)から赤血球のもとになる細胞を大量に作製し、そこから赤血球を作る方法を京都大iPS細胞研究所や東京大などのチームが開発し、5日付の米科学誌に発表した。
 チームによると、血液中で酸素を運ぶ赤血球は献血で集められ、白血病や難病の再生不良性貧血などの血液疾患のほか、手術を受ける患者への輸血に用いられるが、少子高齢化などから今後不足する可能性がある。もとになる細胞はほぼ無限に増殖するため赤血球の安定供給につながる成果としている。チームは、iPS細胞と同様の能力を持つ胚性幹細胞(ES細胞)でも成功した。
 チームはiPS細胞に2つの遺伝子「cMYC」と「BCLXL」を組み込んだ上、化合物を使って働きを強めると、赤血球のもとになる細胞ができた。
 この細胞は6カ月以上増殖を続け、その後2つの遺伝子の働きをストップさせると赤血球へと変化を始めた。この細胞は酸素を運ぶ機能を持ち、マウスに投与すると一部が体内で循環し、成熟した赤血球になっていることが分かった。
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南海トラフ、来月から掘削調査 海底下5200メートル、分岐断層の実態解明へ

2013.10.14 14:49 (産経)
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 南海トラフ付近で起きる大地震の発生メカニズムを解明するため、紀伊半島沖にある巨大分岐断層の掘削調査が来月から始まる。海洋研究開発機構の地球深部探査船「ちきゅう」で海底下5200メートルまで掘り、分岐断層の試料を採取して活動の実態を探る。(伊藤壽一郎)

世界記録更新へ
 掘削調査を行うのは、和歌山県新宮市から南東75キロの熊野灘。南海トラフのプレート(岩板)境界から複数の巨大な分岐断層が枝分かれしている場所だ。計画では水深2千メートルの海底から5200メートル掘削し、分岐断層の根元まで掘り抜く。
 この場所での掘削は昨年11月にいったん着手したが、強い風と潮流の影響で掘削機器が損傷し、海底下2千メートルまで掘ったところで中止した経緯がある。今回はその仕切り直しだ。
 ちきゅうはすでに現場海域に到着。前回の掘削孔を一部利用するため、穴を密閉してガスや水の逆流を防ぐ装置の設置や、孔内の清掃などの準備を進めており、順調に行けば来月中旬に掘削を始める。
 
 掘削孔をパイプで補強しながら掘り進むが、前回の穴は深部が未補強で崩壊している可能性がある。このため海底下860メートル地点からは、わずかに斜めにずらして新たな穴を掘る。来年1月下旬に同3600メートルに到達し、来年度から巨大分岐断層の試料を採取する計画だ。
 ちきゅうの掘削性能は世界一で、昨年9月には青森県八戸沖で研究目的としては世界最深の同2466メートルまでの掘削、試料採取に成功している。同5200メートルの巨大分岐断層まで掘削できれば、世界記録の更新は確実だ。
 

昭和東南海で連動
 南海トラフは西日本を乗せた陸側プレートの下に、海側のフィリピン海プレートが沈み込む浅い海溝。両プレートの境界面ではマグニチュード(M)8級の東海・東南海・南海地震が繰り返し起きてきた。
 熊野灘付近では、プレート境界の途中から上方に枝分かれした巨大な断層が伸びている。海洋機構は一昨年、ちきゅうで採取した試料の分析から、この分岐断層が昭和19年の東南海地震でプレート境界の深部と一緒に動いたことを証明した。
 分岐断層が動くと津波が巨大化する恐れがあり、綿密な調査が必要になった。調査では掘削を行いながら岩盤の硬さや、周囲からかかる力を測定。採取した試料は肉眼だけでなく、コンピューター断層撮影(CT)も駆使して調べ、地震で生じた摩擦熱による有機物の変性などを解析する。
 
 同機構地球深部探査センターの高瀬弘次サブリーダーは「過去の地震で分岐断層がどう動いたかを調べ、発生メカニズムの解明や予測につなげたい」と話す。
 昨年の調査は低気圧で荒れ狂う風と波浪の中、ちきゅうと掘削パイプを切り離す判断が遅れ、機器が損傷して中断に追い込まれた。「今回は気象情報を綿密に分析し、危険なときは無理をせず速やかに離脱する」(同機構)としている。
 

地震観測にも活用
 地震が多発する熊野灘周辺の海底には、地震計と津波計を網の目のように張り巡らせた観測監視システム「DONET」を同機構が整備している。異変をキャッチしたら、光ファイバーの超高速通信で陸上局にデータを送り、気象庁などに配信して津波警報や緊急地震速報に生かす仕組みだ。
 生命に直結する防災情報は少しでも早い方がいい。このため分岐断層の掘削調査後は、残った穴の底部に地震計やひずみ計を設置し、DONETと接続して情報の補強に役立てる。
 掘削計画に参加している千葉大の金川久一教授(構造地質学)は「巨大分岐断層付近に観測機器を設置してデータを収集できれば、地震の察知がこれまでより確実に早まり、防災に役立つだろう」と話している。
 
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日本の誇る海洋研究開発機構の「ちきゅう」は地球の大深度を掘削する船です。
大陸棚の調査、資源探査、大深度での生命の探査など非常に忙しいです。今回は深海を掘削する能力を活かして、南海トラフの調査に挑みます。
「ちきゅう」は科学史上初めて巨大地震の震源まで掘削し、そこを直接観測し、地震がなぜ発生するのか、そのメカニズムを解明します。また、掘削した孔(あな)には観測装置を設置し、地震発生と同時に、その情報を陸上へすばやく伝えるシステムを目指しています。
 
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この大深度ボーリングの事業もあの「仕分け」で虐められました。
 
関連の過去記事
 
 
 

【ノーベル物理学賞】
ヒッグス氏 南部氏の助言が突破口 理論、当初は理解されず

2013.10.9 15:07 (産経)ノーベル賞
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ヒッグス粒子の検出実験
 ノーベル物理学賞受賞が決まったピーター・ヒッグス博士(84)が1964年、物質に重さを与える粒子を提唱した当初、その理論は理解されなかった。落ち込むヒッグス氏に助言し論文を世に出したのは、米国で活躍していた理論物理学者の南部陽一郎・米シカゴ大名誉教授(92)=2008年ノーベル物理学賞=だった。
 
 ヒッグス氏の理論は、それより少し前に南部さんが提唱した「自発的対称性の破れ」という理論を発展させたものだった。南部さんは「ヒッグス氏の理論を誰も分からず、論文は最初(掲載を)蹴られていた。私は論文を見て、なるほど非常に自然なことだと思った」と振り返る。
 
 先駆的な仕事で「物理学の予言者」と呼ばれる南部さんは、自然界のあらゆることを説明する「標準理論」の大本になった概念を提唱していた。ヒッグス氏は、南部さんの理論を当てはめ、物質に重さを与える粒子の存在を予言した。2010年に講演で「南部さんの仕事は極めて重要な突破口だった」と話した。
 
 ヒッグス氏は1964年7月、欧州合同原子核研究所(CERN)が発行する専門誌に論文を投稿したが却下された。落胆したが、翌月、新しい粒子が生まれることを明確に記した一文を加え、米物理学会誌に投稿し直した。その論文の審査を南部さんが担当した
 
 南部さんは論文を見て、未知の粒子の存在を予測して日本で初めてノーベル賞を受賞した湯川秀樹博士(1907〜81年)のことを思い出したという。「新しい現象の背後には、新しい粒子があるとする湯川さんのアイデアを踏襲していた。新しい粒子があっても悪くはない」と評価した。
 
 同時期にベルギー・ブリュッセル自由大のフランソワ・アングレール名誉教授(80)らが、ほぼ同じ内容の論文を書き出版されていた。南部さんはアングレール氏らの論文にも言及するよう求めた。ヒッグス氏は論文で新粒子の存在を明記しており、ヒッグス粒子と呼ばれるようになった。
 予言から半世紀。昨年、CERNがヒッグス粒子を発見し、標準理論は完成した。今回の受賞決定を、南部さんは「誠にめでたしめでたしだ。この実験には日本をはじめ各国の学者たちが参加しており、彼らにも祝意を申し上げる」とたたえた。
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理論物理学は多くの日本人研究者にさせられています。
湯川秀樹、朝永振一郎、小柴昌俊、増川敏英、そして南部陽一郎がこれまでにノーベル物理学賞を受賞しています。(他に理論物理学ではないが江崎玲於奈もいます)
ヒッグス氏と南部陽一郎氏との接点、興味深いです。
 
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学会誌に掲載することさえできなかったヒッグス氏を支えた南部博士の力がなかったら、世紀の大発見は無かっただろうと思われますね。
 
日本人学者、陰になり日なたになり、功績恐るべしです。
 

【科学】
深海底の熱水で発電成功 「地産地消」で鉱床を探査

2013.9.23 12:38 (産経)
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 深海底から噴出する硫化水素を含む熱水を使って電気を生み出す「海底熱水発電」の実験に、海洋研究開発機構のチームが世界で初めて成功した。海底の探査や観測に不可欠な電力を現地で調達できれば、海洋研究の可能性は一気に広がる。(伊藤壽一郎)

■深海に輝くLED
 沖縄・伊平屋(いへや)島沖の深さ1050メートルの海底。噴出している約300度の熱水に、無人探査機「ハイパードルフィン」のロボットアームで電極をかざすと電流が発生し、太陽光が届かない闇の世界に発光ダイオード(LED)が赤く輝いた−。
 海洋機構は今月、こんな実験に成功したと発表した。山本正浩研究員は「地下深くから噴き出す熱水と周辺の海水には電位差があり、それを利用して電気を起こしたのです」と説明する。
 地球上には、地下のマグマ活動が活発な場所が多数存在する。海域では海底からしみ込んだ海水がマグマで熱せられ、陸上の温泉と同じように、硫化水素を大量に含む熱水が地殻の隙間から噴出する。
 硫化水素は水中で硫黄と水素イオンに分解し、電子を放出する。実験では、この電子を、チタン製パイプの内側にイリジウムを塗った電極で受け取った。
 電子は電線を通って海水側の白金電極へ移動。酸素と水素イオンに分離し、電子を受け取りやすくなっている海水へ放出された。こうして電子の流れ(電流)が発生し、両電極の間に設置したLEDを点灯させることができた。山本研究員は「実に単純な仕組みです」と話す。
 
■電力を現地調達
 海底の熱水活動域は、日本近海では沖縄県の琉球諸島付近と、伊豆諸島から小笠原諸島にかけての海域に存在する。熱水の噴出孔は海底から煙突状に突き出した「チムニー」を形成。ゴカイやエビなどの仲間が独特の生態系を構築する。
 チムニーからは硫化水素だけでなく、金や銀、レアアース(希土類)など工業的に価値が高い金属類も噴出。これらが周辺に堆積して熱水鉱床となる。貴重な海洋資源として、国内では急ピッチで調査研究が進んでいる。
 実は海底熱水発電のアイデアは、こうした熱水鉱床の研究から生まれた。調査で使う無人探査機は、母船にケーブルをつないで電力供給を受けるため行動範囲に限界がある。海底に据え付ける観測機器も、電池の容量で運用期間が制限されてしまう。
 このため探査機の自由度を向上させ、観測機器の稼働期間を延ばすことが大きな課題になっていた。
 そこで山本研究員は「現地で発電してしまえばいい」と、電力の“地産地消”を思いついた。天然の熱水噴出孔は、穴の形状が不規則で噴出が安定しないため、ボーリング調査で開けた穴をパイプで整えた人工の熱水噴出孔を使い、実験を成功させた。
 
巨大な海底発電所も
 今回の実験は、ちっぽけなLEDを3個点灯させたにすぎない。探査機を動かせるほどの大規模な電力は供給できるのだろうか。山本研究員は「可能性は大いにある」と強調する。
 使用した熱水噴出孔は直径約6センチで、噴出量は毎秒約3リットル。天然ではごく普通の規模だ。この噴出孔の年間電力供給量を試算すると約2万3千キロワット時となり、一般家庭6世帯の年間消費量に相当する。
 「熱水活動域は広大なため、たくさんの発電装置を数珠つなぎにすれば、巨大な海底発電所を実現できるかもしれない」
 装置は単純な構造で設置も簡単なため、コスト面のハードルは低そうだ。熱水噴出孔の周辺は硫化鉄が大量に堆積するため、電極の効率低下や腐食が懸念されたが、実験の結果、硫化鉄も発電の“燃料”として分解されることが分かり、問題はないという。
 海底熱水発電の研究はまだ始まったばかりで、本格的な開発はこれからだ。山本研究員は「日本の海洋研究を飛躍的に発展させる可能性がある。将来的には陸上への電力供給にもつながれば」と話している。
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「熱水-海水発電」という全く新規な発電方法が海洋研究開発機構のグループによって発表されました。この機構の資料を借りて貼ります。
 
沖縄などの海底には地球の活動により熱水を噴出している場所がいくつも見つかっています。
まず、これが海底の熱水噴出孔です。
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中央に見えるのがチムニー(煙突)と呼ばれる構造物で熱水の成分が沈殿して形成されます。チムニーの先端辺りに熱水噴出を示すゆらぎを観察でき、周囲にはゴカイやエビなどの動物が繁殖しています。
 
 
その天然の熱水孔ではなく、人工物を置いてパイプを熱水溜まりまで降ろします。
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これが発電の原理です。熱水にはイオウが溶け込んでH2Sが大量にあります。
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今回の実験装置です。中央「B」の写真でLEDが3個灯っています。
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これは実験だから僅かな電気です。
大きな装置を作ればいいだけです。
 
更にもっと凄いことがあります。
「海洋温度差発電」の応用と組み合わせが可能なのです。
海の表層は太陽熱で暖まりますが、深海は冷たいままです。
この温度差を利用する発電が「海洋温度差発電」です。
日本では沖の鳥島(中国が「島じゃなくて岩だ」と主張している島)は海水温が非常に高く、島の外は断崖絶壁で深海まで達しているので、最も適しています。発電して工場を建てれば「岩」だとは言えなくなります。
 
昨年4月の記事
この島の海は深海との温度差が20℃ほどです。
 
一方、熱水排出孔なら温度差は何んと300℃近いです
海洋温度差発電の大きい設備も要りません。
あくまでまだ「可能性」の段階ですが、装置を多数並べるだけで、深海の発電所が出来てしまうかもです。
ここで発生した電気は陸まで送らなくても、洋上の船に送って水素やメタンの生成に使うことも可能です。
 
注1. 日本の基幹電力にはなり得ません。それは原子力を置いてはありません。
注2. 海底からの噴出熱水にはレアメタルを含めて鉱物資源も豊富です。
 
日本には天与の豊かな海があり、しかも恵まれた場所がいくつもあります。加えて日本の技術者は次々に新規のアイデアを生み出してチャレンジします。
我々、日本に生まれて良かったですね。
 
 

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