・ 細胞は、酸素（O₂）、一酸化炭素（CO）、一酸化窒素（NO）の濃度変化を検知する必要がありますが、ガスの検知を生物学的な応答へ結びつける分子過程は複雑です。 ・本総説は、ヘムを利用するガスセンサーと、細胞内に少量存在し、タンパク質を直接調節できる可動性ヘム（ラビルヘム）に関する知見を整理しました。 ・ 多様なタンパク質に共通する原理として、ヘムの鉄原子の周囲で生じる微小な変化が、より大きなタンパク質の動きへ増幅され、細胞の働きを制御することが示されます。 ・ また、なお未解明の過程を示し、時間分解構造解析と細胞イメージングが、人工バイオセンサーやヘムを介する経路を標的とした治療戦略の研究につながる可能性を論じています。

新しい研究によると、現在も続く長い言語多様性衰退期に入る前、人類は非常に多くの言語を話しており、わずか数千年前には世界で何万もの言語が話され、言語多様性の「黄金期」を迎えていたと考えられるという。人間の言語は極めて多様で、今日、世界では約7,500の言語が手話及び音声言語として使用されている。しかし、この多様性は、少数の優勢な言語が世界に広がったため、数世紀の間に着実に失われてきている。今日、全ての言語の約半数が消滅の危機に瀕しており、毎年少なくとも4つの言語が消えている。文書記録はわずか約6,000年しか遡れないため、人類の歴史の大半における言語多様性の長期パターンは依然としてほぼわかっていない。過去12,000年にわたる世界の言語の歴史を再構築すべく、Damián Blasiらは171の狩猟採集社会の民族誌的データを初期の人類集団の替りとして用いて、人口統計学的モデルを開発した。文化的にまとまったこれらの小さな集団は一般的に1つの言語を話していたため、その小集団の規模と古代の推定世界人口を用いて、このモデルで完新世初期の言語数を推定した。モデルによると、農業と技術の進歩のおかげで人口が増加するにつれて、同じ言語を共有する人の数が増えるようになり、それによって言語は人口の増加より緩やかに多様化していったと推測される。 Blasiらによると、この手法は、直接的な歴史的エビデンスなしに世界の言語の長期的な歴史を再構築するための定量的枠組みとなるという。この研究結果から、12,000年前の世界は現在よりも言語数が少なかったと推測され、これは、言語多様性は最終氷期の終わりから着実に減少しているという説とは矛盾する。言語数はむしろ、人口の増加と共に増加し、1,000年から3,000年前にはピークに達し、世界に数万もの言語が存在したと考えられる。このモデルでは、この言語多様性「黄金期」の後、小規模な言語コミュニティから拡大する社会への入れ替わりが次第に進むにつれて、過去2,000年間に異常に急速に言語多様性が崩壊していることが示唆されている。Blasiらによると、今回の研究結果は、今日の言語危機は、植民地化のみの結果ではなく、人口増加によって引き起こされた文化の均質化という長期プロセスの集大成であることを示唆しているという。

11万6,000を超える鳥の鳴声（さえずり）を分析したところ、スズメ目の鳥の驚くほど多様な鳴声が、震音（トリル）、口笛音（ホイッスル）、調和音など、わずか8つの基本的な音響モチーフから構築されていることが明らかになった。また、この研究結果から、その地域の環境が世界中の鳥類のコミュニケーション方法に大きく影響していることも明らかになった。鳥の鳴声は、自然界でも特に多様で洗練された音響コミュニケーションの形態である。鳥の鳴声は長年、音声コミュニケーションの進化を理解するための古典的モデルとして機能してきたが、あまりにも多様であるために、統一的な枠組みを作ることが難しく、鳴声の複雑さや、異なる環境で異なる音響パターンが現れる理由を説明できなかった。この問題に対処するため、Quentin Bacqueléらは、大規模な市民科学のデータを活用して、スズメ目（全鳥類の60%以上がこのグループに含まれる）の3,160種による11万6,000以上の鳴声を分析した。Bacqueléらは、鳥の発声がもつ複雑な音響をすべて捉えるために、新しいアプローチを採用した。ピッチ（音高）や周波数といった単純な特徴だけを測定するのではなく、時間軸と周波数軸における音の詳細なパターンを調べることで、前例のない規模で鳴声の比較に成功した。 著者らは、ほとんどの鳴声が、わずか8つの基本的な音響モチーフ（数種類の震音、口笛音、調和音、無秩序なパターンなど）から構築されていることを突き止めた。平均すると、スズメ目はどの種も、その鳴声のレパートリーにおいて、8つの音響モチーフのうち5つほどを用いていた。また、全鳴声のうち3分の2近くが、複数のモチーフを組み合わせた複雑な発声になっていた。大部分の種が、ほとんどの鳴声において主要なモチーフを多用する傾向があったが、複数のモチーフをバランスよく組み合わせて、音声の多様性を高めている種もいた。さらにBacqueléらは、こうしたモチーフの地理的分布が、音の伝達に対する環境的制約と、効果的なコミュニケーションに対する生物学的圧力との間のバランスを反映していることも見出した。例えば、単純な構造のモチーフ（単調な口笛音など）は、密生した植物によって音の伝播が制限される熱帯雨林で好まれる。また、複雑なモチーフ（超高速の震音など）は、温帯地域で聞かれることが多い。なぜなら、近距離でコミュニケーションが行われ、繁殖期に強い性選択が働く場所では、情報量の多い鳴声のほうが有利になるからである。今回の研究成果から、こうした基本的な音声の構成要素は、スズメ目の進化の歴史の初期段階で獲得され、それ以来、各地域の生態学的条件に合わせて繰り返し適応してきたことが示唆される。「Bacqueléらは大規模な市民科学のデータと、モチーフに基づいた枠組みを組み合わせることで、スズメ目の鳴声の進化に関して、これまでになく包括的な分析結果を提示している」と、関連するPerspectiveでElodie Brieferは述べている。「彼らのアプローチを用いれば、鳥類のコミュニケーションについて理解が深まるだけでなく、他の生物群における複雑な音響システムの進化も研究できるであろう」

・ 次世代電池用の固体電解質(1)として注目される有機イオン性プラスチック結晶(2)中で、リチウムイオンが移動する分子レベルのしくみを理論的に明らかにしました。 ・ 25年以上にわたりイオン伝導の主要な機構として用いられてきた「パドルホイール機構(3)」を、分子動力学シミュレーション(4)とホップ関数解析(5)により検証しました。 ・ その結果、「パドルホイール機構」は結晶を構成する大きなイオンの移動とは関係していましたが、リチウムイオンの移動とはほとんど相関がなく、周囲の陰イオンがつくる「イオンケージ(6)」の協同的な再配列によって支配されていることを示しました。 ・ 本成果は、安全で高性能な次世代電池用固体電解質を分子レベルから設計するための新たな指針を与えるものです。