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Sunday, March 22, 2020

銀河のマッピングに、瓶の中のミニチュア心臓 『WIRED』が選ぶ、2020年のサイエンス | WIRED - WIRED.jp

もしあなたが宇宙飛行士なら、王族のように扱われることにも、実験動物のように扱われることにも慣れているだろう──さしずめ、「モルモット陛下」といったところだろうか。2020年、そうした「高貴な」被験者たちが新種の実験に参加する。米国で、民間の有人宇宙飛行船による初の打ち上げ実験が行なわれるのだ。

2020年に予想される歴史的イヴェントはそれだけではない。いったん地上に戻って、本当の実験動物であるラットに目を向けてみよう。2020年はこうした動物にある種の救済がもたらされるかもしれない。科学者たちは山のように研究を積み重ね、鼓動するミニ心臓などのリアルなオルガノイド[編註:解剖学的に本物と同じ構造をもつミニチュア臓器]を作成してきた。それらは、ラットをはじめとする一部の実験動物の代わりになる可能性がある。ほかにも、ダークマターの解明(キセノンを販売する人にとって、2020年は幸運の年だ)や、人工衛星にまつわる壮大な計画、CRISPR治療の応用といった、さまざまな分野で進展が見込まれている。2020年は総じて、楽しいSFの年になりそうだ。

「ブレイン・ボール」がやって来る

ここ15年ほどの間に、幹細胞からミニヴァージョンの臓器をつくる技術が大幅に向上し、ほぼすべての臓器がつくられるようになった。いまや、こうして研究室で培養された「ブレイン・ボール(脳球)」やミニサイズの心臓、「ガット・グロビュール(腸小球)」などは、より長期間生存し、より複雑な構造をもつようになった。「実験動物の代わりを作成する」という当初の約束を果たす日はそう遠くないかもしれない(これらの臓器は宇宙にも持ち出されている!)。

2019年には、オランダの科学者らが嚢胞性線維症患者の尿から「プロト・プロトタイプ」の腎臓を作成し、いくつかの薬を使って実験を行なった。また同年12月初めにはカリフォルニア州の研究者らが、10カ月齢のミニチュア脳から発達段階の胎児のものと似た脳波が放出され始めたことを報告した(脳オルガノイドがもたらす倫理上の問題について、再検討するときかもしれない)。また現在、数多くのスタートアップが有効ながんの治療薬を見つけるため、ヒトの腫瘍を培養してさまざまな薬の試験に利用している。

オルガノイドの台頭を示すものはこれだけではない。アストラゼネカは19年、一般的な心不全の治療薬を効率よく開発するために、微小な「瓶のなかの心臓」を作成する会社と協力関係を築いた。また、グラクソ・スミスクラインは、心不全以外の薬が心血管系にどのような悪影響を及ぼしうるかを予測するため、「heart-on-a-chip(チップ上の心臓)」を扱う会社と提携した。オルガノイドがより高度になり、大手製薬企業による導入が進めば、製薬産業全体で安全性が向上し、薬の価格も安くなるという、よりよい未来が待っているのかもしれない。──ミーガン・モルテーニ

オルガノイドがわかるストーリー

宇宙の真相を暴き出す

物理学者たちが何世紀にもわたって挑み続けている問いがある。「宇宙は何でできているか」というものだ。目下のところ、彼らはふたつの謎に取り組んでいる。そのひとつが「ダークマター」だ。この物質は目に見えず、いまだに観測されていない。だがその重力的影響から、宇宙の総質量の85パーセントを占めているのではないかと考えられている。そして、もうひとつが「ダークエネルギー」だ。宇宙空間に充満するこのエネルギーが、宇宙を驚異的なスピードで膨張させているという。

2020年、このふたつの問題に立ち向かうべく、巨大な機器が新たに投入される。ダークエネルギーの研究者らによって、アリゾナ州のキットピーク国立天文台に「ダークエネルギー分光器」という新しい望遠鏡が設置されるのだ。4月には、空の3分の1に浮かぶ銀河のマッピングが開始される。このマップの作成には5年の歳月がかかる見込みだという。物理学者たちが望むのは、宇宙の膨張をより正確に観測できるようになることだ。そうすれば、ダークエネルギーのもつ性質を推測することができる。

一方で、ダークマターを追求する研究者たちは、古い検出器の能力を向上させている。この検出器は、「液体キセノンを入れたタンク」で、地表のノイズの届かない地下に設置され、ダークマターに触れると発光するようにできている。初号機が建設されたのは10年以上前のことで、タンクに入れた液体キセノンの量は約23kgにも満たなかった。イタリアの検出器「XENON1T」は現在、8t分の液体キセノンを入れられるようにアップグレード中だ。また、2020年の夏には、さらに巨大な10t級の検出器である「LUX-ZEPLIN」(サウスダコタ州の金鉱山に設置)が稼動する予定だ。液体キセノンの量を増やせば、それだけダークマターをとらえやすくなる。研究者たちはかくして、成功するように願いを託してきたのだ。──ソフィア・チェン

ダークマターを巡る動き

太陽光発電ブームに陰り

米国の太陽光発電が「事実上」始まったのは、比較的最近のことだ。米国の電力に占める太陽光の割合は、2007年では0.1パーセントにすぎなかった。現在、その割合は2パーセント近くにまで上昇している。

米国で太陽光発電が成長した要因として、ふたつの流れを挙げることができる。ひとつは、太陽電池のコスト低下と効率向上だ。そして、もうひとつは「税額控除」である。これは、企業や個人が新しく太陽光パネルを設置する費用の30パーセントを税金から控除できるというものだ。だが、太陽光発電の効率は向上し続けているものの、税額控除の先行きはあやしい。30パーセントの税額控除は、2020年には26パーセントに、21年には22パーセントにまで引き下げられる。その後、個人が自宅に太陽光パネルを設置する際の税額控除は廃止され、事業主向けの税額控除は10パーセントと微々たるものになる予定だ。2019年7月には3人の米下院議員がこの先5年間、その税額控除を30パーセントに引き上げる法案を提出したが、いまのところ、その法案が通過する兆しは見られない。

どうであれ、太陽光産業が途絶えることはないだろうが、ここ10年間で経験したような成長は見込めそうにない。米国は温暖化対策目標の達成に向けて必死に取り組んでいるところだが、太陽光発電向けの税額控除を段階的に廃止することは、その助けにはならないだろう。──ダニエル・オーベルハウス

太陽光発電を巡る動き

あらゆるものがCRISPR治療の対象に

革新的な遺伝子編集ツールであるCRISPRは、誕生からまだ10年もたっていない。現在、驚異的なスピードで臨床試験が行なわれるようになってきており、そのパワーが確認されているところだ。ヒトを対象としたCRISPRの使用を報告した最初の論文では、CRISPRによってエイズウイルス(HIV)を安全に治療できる(完全に治りはしないが)ことが示された。米国で有望視されているある臨床試験では、鎌状赤血球症の患者数名に対し、CRISPRによって編集された細胞が投与されている。

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March 22, 2020 at 03:00PM
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