「非線形科学」蔵本由紀著，集英社新書, 2007年
数年前，まだ科学を独学で勉強していた頃に読んだ本の１つである．あれはゆらぎやアトラクターといった何となくいい響きのする言葉に取りつかれていた頃だった．いまこうして読み返すことになったのには訳がある．それは先日この本の著者である蔵本先生のお話を聞いたことだ．数理モデリングの哲学と題したそのシンポジウムで，先生が話しているのを見た．それをここで長く話すことは，ここでの趣旨から逸れる気がするので，今のところはやめておこう．
ここでの趣旨は，本の中から気になった文章を引用すること，およびそれについてコメントすることである．
まえがき
本書の目的について．
非線形現象とはかくも多彩なものですが，多くの科学者たちの努力によって非線形現象を理解するための定石ともいうべき基本的な考え方や手法が，これまでにいくつか確立されました．その立場から非線形現象の世界を眺めますと，右にあげたようなトピックごとの世界像とはまた趣が異なって，それぞれのトピックがしかるべく位置づけられ，統合された， 見晴らしのよい眺望が得られるでしょう．本書の目的はそこにあります．
非線形科学のトピックとは，カオス，フラクタル，ネットワーク理論，パターン形成，リズムと同期などである．これらの言葉がどのように位置付けられるのか僕は知らない．
遺伝子，核酸，タンパク質，脂質といった物質から成り立つ細胞，それから構成される生物を僕は今ではある程度理解したと思う．また，生物がどのように１つの細胞から発生してき，体を維持し，そして死んでいくのかについてもある程度は語れるのかもしれない．だけど，僕はよくこれでいいのだろうかと思う．細かく分解して分析することを通じて物事を理解する態度は，デカルトに始まる近代合理主義精神の一大特徴であるらしい．
「ここには何か足りないものがあるのではないか．そうした方向だけでは十分な理解が得られない．しかし，私たちの生活にとって関わりの深い複雑現象が，等身大の世界のいたるところにあるのではないか」p.5
プロローグ
水が凍ったり金属が超電導を示したりするように，物質の性質が突然に変化する相転移現象と呼ばれる現象があります．それは，要素同士の強い相互作用が生み出す，著しい非線形現象である．p.17
要素同士の強い相互作用がどのように生み出すのだろう？
形や動きが崩壊に向かうように運命づけられているかに見えるこのマクロな世界で，それに抗するかのように新しい形や動きが生み出されつつあるという事実は，その理由が科学的に一応明らかになった現在でも，常に新鮮な驚きを私たちに与え続けています．p.19
理由とは？
第1章 崩壊と創造
「崩壊」を「エネルギーの散逸」に，「創造」を「自己組織化」に言い換えてみれば，多少は物理学的に響くでしょうか．地面をはねるテニスボールはやがて動きを止め，立ちのぼる煙は空に広がり，熱いお茶は冷めていきます．このように，この世界のいたるところで，エネルギーやそれを担う物質は散逸し続けています．無数のこうした日常経験から，形あるものは崩れ，動きは静止に向かうことを，私たちはよく知っています．しかし，だからといって，世界がしだいに活動性を失った単調なものに近づいているかというと，そのようにも見えません．台風は毎年同じような頻度で発生し，春になればいっせいに緑が芽吹くように，何らかの原因によってさまざまな形や運動が生み出されつつあることも，紛れも無い事実です．
なぜ世界は単調なものに近づかないのだろう？というのが大きな疑問だ．
若い読者のための短編小説案内，村上春樹著，文春文庫，2004(1997)
吉行淳之介「水の畔り」
・1995年5月号の新潮で発表された短編．
・作者は前年に結核のため手術．
ここには構成的に弱い部分や，文章が薄くなっている部分が散見されます．p.42
構成的に弱い，強いとは具体的にどんな文章だろう？
すらりと周りに混じりきらずにダマになって残っているような，いささか居心地の悪い箇所も見受けられます．p.42
どんな箇所だろう？
そういう空気の出入りみたいな文章的融通 p.47
文章的融通．具体的にどこか言えるだろうか？
これは明らかに「技巧性」と「非技巧性」の葛藤ですね．それがものすごく明確に書かれている．いささか明確すぎるくらいに説明されている．p.53
何か明確な事実について書くときに，わざと明確さを失わせて，婉曲的に書くことにメリットはあるのだろうか？
「夜空に打ち上げた花火のように，その花火はすぐ消えてしまう．炸裂した瞬間の華やかさをそのまま持続させて行くことはできはしない．持続させるためにはその瞬間に身を滅ぼしてしまうよりほかはない，．．．それは彼の動かすことのできない考え方であった．火花が消えたあとの闇に耐えながら，明け方までの遠い路を改めて歩き始めるためには，今の彼には体力と気力が甚だしく不足していた」p.56
「水の畔り」からの抜粋．
この文章に対して，村上さんは以下のように述べる．
巧妙な小説技法とは言えない
なぜだろう？
内容は明確だ．つまり，技巧性の世界に生きていた主人公が，ある出来事をきっかけに，非技巧的？になるが，その変化は一瞬であり，すぐに技巧性の世界に戻ってしまう．再び非技巧的になるにしても，それは難しい．そういう内容だろうと思う．
p.53の村上さんの意見を考慮すると，明確な文章 ≠ 巧妙な小説技法 となると考えられる．よって，巧妙な小説技法=明確でない文章，であると考えられる．
では，明確な文章とは何か？自分が思うに，一意に意味が決まる文章だと思う．例えば，"夜空に打ち上げた花火"は明確だと思う．みんなが想像できる．
じゃあ，これを不明確にしたらどうなるだろう？例えば，"夜空に咲いた一輪の花"としよう．花火を花に例えたわけだ．でもこの場合だと，ほぼ全ての人が夜空に打ち上げられた花火を想像するだろう．つまり，まだ明確である．
では，もっと不明確にしてみよう．今度は夜空を変えてみたい．例えば，"真黒な空間に咲いた一輪の花"，，，これなら不明確だ．元の意味を想像するのが難しい．ただ，不明確だが，これを巧妙な文章をいうのは難しいだろうと思う．なぜなら，意味不明だし，格好悪いから．
夜空に打ち上げられた花火，これをほかの巧妙な文章にして表すのは難しいだろうと思う．不明確にすれば，格好悪くなったり，意味不明になったりする．もっといい表現の仕方があるのかもしれないけれど，仮になかった場合，このフレーズを不明確にして，技巧的にするのは不可能ということになる．
従って，上の文章を技巧的にするには，夜空に打ち上げられた花火というフレーズではなく，ほかのフレーズ(明け方までの遠い路等)を変えるか，もしくは，非技巧的になる一瞬の変化を，花火という表現以外で表さなくてはいけない．
もう一度問うが，技巧的な文章技法とは何か？
「免疫の守護者 制御性T細胞とはなにか」 坂口志文著，ブルーバックス，2020年10月
この本を読むことになった理由は，
最近論文で制御性T細胞が出てきたから．最近よく名前を目にしていたし，そもそも免疫自体詳しくないので，免疫の勉強として読もうと思った．
第1章
そうなんだ．具体的に誰がβ細胞を攻撃するんだろう．
全然関係ないけど，β細胞って膵臓が部分欠損すると分裂して失った分を補おうとするらしいね．その過程で脱分化して，また分化していくんだけど，未分化状態の細胞の方が分化状態の細胞より発現する遺伝子の種類が豊富で，文化に伴ってその種類は減少していくらしい．シングルセル解析の講義でそう聞いた． 論文読みたい．
１型糖尿病，多発性硬化症などのように特定の臓器だけが影響を受ける病気を「臓器特異的自己免疫疾患」と呼ぶ．これに対して，関節リマウチ，全身性エリテマトーデスのように障害が全身に及ぶものは「全身性自己免疫疾患」と呼ばれる．p.20
自己免疫疾患にも分類があるんだね．
マウスに，自己の体の一部である，自分の中枢神経系から採取したミエリン塩基性タンパク質を，抗原に対する免疫応答を増強させる働きのあるアジュバントと共に注射すると，激しい自己免疫反応が起こってくる．
その後に簡単な説明があったけど，理解できなかった．
アジュバントが，自己抗原に対して，免疫応答が起こるように変化させるということだと理解したけど，，てか，アジュバントって何者？
T細胞の一種である制御性T細胞は，免疫反応を抑制的に制御するように働く免疫細胞で，正常な個体の血液中のCD4陽性T細胞の約10%を占めており，正常な正常な免疫機能の維持に不可欠な細胞であることが明らかとなった．p.25
よくCD4陽性細胞と聞くが，なぜこれが重要なのだろう？多分免疫の人にとっては常識だろうから調べたい．
調べた．まず，T細胞はCD4陽性とCD8陽性に大別される．一般にCD4陽性はヘルパーT細胞に分化するのに対して，CD8陽性はキラーT細胞に分化する．
私たちは，制御性T細胞の発生，機能発現，分化状態の維持，それらのすべてを制御しているマスター遺伝子が，Foxp3であることを発見したのだ．p.31
Foxp3はforkhead box P3で転写因子として働く．マウスのFoxp3に変異-->Tregの数や機能に異常-->全身の臓器に重篤な自己免疫疾患，らしい．ちなみに，Forkhead boxってよく聞くけどどんなモチーフだろう．
第二章
クローン選択説が登場する前の免疫学では，１つの抗体産生細胞が多種類の抗体を産生する能力を持っていて，抗原が入ってくるとそれが鋳型となって，抗体が決定されて，複製されるという「鋳型説」が有力だった．P.51
そうなんだ．ちなみに，クローン選択説を提唱したのはBurnetで，骨髄細胞から，前駆細胞を経て，一種類の抗体を産生するB細胞が多種類分化してくるんだけど，抗原が侵入したときに特異的に適合するB細胞だけが増殖して，形質細胞になるという説．
第二章の最後にエールリヒの「側鎖説」の紹介もあった．面白かった．「Corpora non agunt nisi fixate(結合なくして反応なし)」，シンプルだけど，その通りだと思う．
胸腺由来細胞といっても，そもそもすべてのリンパ球が骨髄に由来することを考えれば，T細胞という呼び名は適当ではないと言えるかもしれない．P.56
T細胞もB細胞も，もともとは骨髄の造血肝細胞に由来することから．確かにそうだけど，前駆細胞が分化して，実際にT細胞に成熟する場所がThymusで，B細胞はBone marrowだから，成熟場所の由来によって分けたということで，別にいい気はする笑．というか，前駆細胞が胸腺まで遊走するの？
．
第3章
機能に注目して命名された「ヘルパーT細胞」は，細胞表面分子に注目すると「CD4陽性細胞」となる．p.76
1975年，ケーラーらがモノクローナル抗体発明．しかし，目的のB細胞を培養するのは，困難だった(生体からの単離の難しさ，B細胞が培養1週間ほどで死ぬことから)．
--> B細胞とミエローマ細胞を融合して，ハイブリドーマを作成することで，目的の抗体を産生する細胞を維持できるようになった．
--> 抗体を用いて，CD4陽性細胞の単離が可能になった．1980年時点で，CD4の他にもCD8, CD5などのマーカーが利用できるようになっていた．
--> CD4はヘルパーT細胞，CD8はキラーT細胞のマーカーとわかっていたが，CD5は当時不明だった．
--> CD5陽性細胞を単離(坂口)．その中で，発現がHighの細胞とLowの細胞に分けた．
--> 胸腺が欠損してリンパ球産生ができなくなったヌードマウスに，CD5-Low T細胞を移入した．
--> 甲状腺炎や胃炎などの自己免疫疾患を発症した．CD5-Low T細胞集団には，自己免疫疾患を発症させたT細胞が含まれるが，免疫応答を抑制するT細胞は欠如している，と考えられる．
--> CD5-LowとHigh T細胞を合わせて，ヌードマウスに移入．
--> 自己免疫疾患は発症しなかった．よって，CD5-High T細胞には，免疫応答を抑制するT細胞，つまり制御性T細胞が含まれている？しかし，CD5陽性細胞は，CD4陽性細胞全体の約80%を占めていた．制御性T細胞だけに発現する特異的マーカーを探さなくてはいけない．
--> CD4陽性細胞集団から，CD25陽性細胞を除去して，ヌードマウスに移入した場合，自己免疫疾患を発症．一方で，CD25陽性細胞を含む，CD4陽性細胞を移入した場合は，自己免疫疾患は発症しない．
--> CD25陽性CD4陽性細胞が制御性T細胞だった! CD4陽性細胞全体のうち，5-10%ほどがCD25陽性．CD25は，IL-2受容体のαサブユニット．
--> インフルなどに罹ればリンパ球の10%程度の減少は珍しくないので，制御性T細胞もこの時減少していて，自己免疫が発症しやすくなるのでは？
Reviw, 時間があれば読みたい．
https://www.cell.com/fulltext/S0092-8674(08)00624-7
利根川氏は，1987年に日本人として初めてノーベル生理学・医学賞を，それも免疫学の分野で受賞した研究者である．p.86
1890年，北里柴三郎が抗毒素(抗体)を発見．破傷風やジフテリアなど多様な感染症に対応できるが，その多様性を生み出す機構については不明．
-->側鎖説や鋳型説など，抗体の多様性を説明する仮説が出てきたものの，その詳細は明らかではなかった．
--> 1976年，利根川がVDJ recombinationで，抗体の多様性を説明．
利根川進．VDJ recombinationをどうやって証明したんだろう．
僕は最近の光遺伝学の論文と本を一冊しか読んだことはないけど，いつか発表を聞いてみたい．『私の脳科学講義』はCre-loxpの話や，記憶についての話が書かれていて面白い．
第5章
Foxp3遺伝子がコントロールする細胞表面分子として，CD152(CTLA-4)も明らかになった．このほかの表面分子として，CD357(GITR)も，Tレグ表面に多く発現していることが明らかとなった．Tレグで特異的にCTLA-4分子を欠損させると，Foxp3の欠損と同じように自己免疫疾患が起こってくる．
CTLA-4, GITR, 誰や．
Tレグの免疫抑制の方法には大別すると二種類あり，①サイトカイン等の化学物質を用いた，細胞間接触を伴わない免疫抑制，②細胞表面に発現する補助刺激分子を使った細胞間接触を伴う免疫抑制がある．
①では，IL-2．IL-2はT細胞の増殖を促進するため，免疫応答を亢進させる．一方で，TレグはIL-2を，IL-2受容体に結合させることで，分泌されたIL-2を枯渇させ，免疫応答を抑制する．
②では，
「ゲノム編集とはなにか」山本卓著，ブルーバックス，2020
この本を読むことになった経緯
過去の試験にクリスパーキャス9をはじめとするゲノム編集技術が出題されていた．自分はその詳細を知らなかったので，この本を読んで勉強できればいいなと思った．
本を読む上で目的を設定するのは好きではないが，せっかくブログとして残すので，ひとつ目的を決めようと思う．
目的：クリスパーキャス9とはなにか？特に，何を目的として，どんなメカニズムを利用するのかを理解する．(第3章)
第1章のメモ
- 原核生物のゲノムDNAはヒストンと結合しているの？
→ ヒストンは存在しない．
一方でコンデンシンが存在し，核様体の形成にそれが重要*1らしい．
イモリはがんにならないという性質がある p.24
なぜ？
最近，NGS解析装置の小型化も進んでいる．(中略)MinION(ミナイオン)はUSBメモリを少し大きくしたくらいの大きさで，パソコンに接続することで簡単に塩基配列が解読できる機器である．p.24
単純にすごいと思った笑．抽出液垂らすだけでOK？
DNAの二本鎖が切断された時の修復システムは，大きく３つの経路に分けられる．末端を保護し即座に結合する経路（NHEJ修復），切断箇所の両端にある短い相同配列を利用して修復する経路（マイクロホモロジー媒介末端結合：MMEJ修復），手本となる鋳型を利用して修復する経路(HR修復)がある．p.28-29
MMEJ修復知らない．切断箇所の両端にある短い相同配列とは？
ちなみに，後の２つは相同配列依存型修復(HDR修復)として括られるらしい．
遺伝子多型とは，対象生物集団の中に1％以上の頻度で出現する遺伝子型を示し，1％未満の稀に見られる変異とは異なる．
この定義は初めて知った．具体的にどんな遺伝子に多型が見られるのだろう？
第2章のメモ
ENU(Ethyl Nitrosourea)は，DNAの塩基をアルキル化する薬剤で，グアニン塩基がエチル化されて，塩基置換が誘導される．p.47
どういう反応？
ヒトのゲノムでは(中略)DNA型トランスポゾンは現在まで見つかっていない．これに対してレトロトランスポゾンと呼ばれる逆転写酵素を持つトランスポゾンは，ヒトにおいても移動することが知られている．p.52
ヒトに逆転写酵素あるの？
第3章のメモ
ZFNは，任意の塩基配列を編集できる第一世代のゲノム編集ツールとなった．p67
長いので要約．
一般的な制限酵素はDNA結合ドメインと切断ドメインが近接していて分離が困難．
→制限酵素FokⅠは２つのドメインが離れていて，分離可能だった．
→FokⅠの切断ドメインとzinc-finger(ZF)を融合させて特定の配列を認識する人工制限酵素を作った．ZFN: Zinc finger nucleaseの開発．1996年．
1つのZFドメインは3塩基を認識する．ZFを複数連結してZFNを作成できる．また，ZFNは二量体として働く．
したがって，3個のZFを持つZFNを使えば，3*3*2=18 塩基の特異性を持たせることができる．これは理論上約700億塩基に1箇所現れる配列である．ヒトゲノムは31億塩基対なので，ゲノム中に1箇所だけDSBを誘導できる．
ZFNを使った二本鎖DNA切断の導入は，(中略)広く利用されるには至らなかった．p.68
理由は，
・作成課程が煩雑
・作成にかかる費用が高い
・ZFの認識配列がGNN(Nは任意)であり，標的配列を制限なしに選ぶことが難しい．
→テールタンパク質とFokⅠ切断ドメインからなるTALENの開発. 2010年．
→CRISPER-Cas9の開発. 2012年．
クリスパー・キャス9とは？
目的：遺伝子のノックアウト，もしくはノックイン
メカニズム：標的DNA配列を認識するガイドRNAと切断活性を持つCas9タンパクの複合体を導入し，標的配列を二本鎖で切断する．DNAの二本鎖切断が起きると，切断末端の分解が始まる．ここで非相同末端結合で修復された場合，分解されたDNAが失くなるので，遺伝子のノックアウトにつながる．一方で，目的遺伝子を含んだドナーDNAを一緒に導入しておけば，相同組み換え修復によって，切断箇所に目的遺伝子が挿入されるので，遺伝子のノックインにつながる．
なぜZFNやTALENではなく，クリスパー・キャス9が用いられるのか?
→ ZFNやTALENの標的配列を認識するためにタンパク質を使う．一方，クリスパーはRNAを使う．後者の方が，作成が簡単だから．
spCas9のパムのGG配列は，ゲノム中であればどの遺伝子にも含まれるので．クリスパー・キャス9を使って全ての遺伝子に特異的にDNA二本鎖切断を介した変異導入が可能である．p.77
spCas9... 化膿レンサ球菌(Streptococcus pyogenes)のキャス9
実際の手順では，
KOしたい標的配列の近くにあるPAM配列を選ぶ．
→標的配列に相補的な(図3-4では標的配列の相補鎖に結合する相補RNA)ガイドRNAを作成する
→ガイドRNAとCas9の複合体(RNP)を細胞に導入．
→ターゲットを切断．
クリスパー・キャス9の切断特異性はPAM配列＋標的配列であるが，標的配列に対するガイドRNAの作成は問題ない(おそらく化学合成)．一方，PAM配列は5'-NGG-3'(spCas9)であり，この配列が標的配列の近傍にあればクリスパーで切断可能．Nは任意なので，実質GGの二塩基があればいい．
→最近は，apCas9-NGと呼ばれる変異体で，5'-NG-3'のPAMを認識・切断するクリスパーが開発された．よって，一塩基の「G」があれば，クリスパーが適用できる．
第5章のメモ
mRNAを入れることによってDNAからの転写過程を経ない翻訳のみで，素早くゲノム編集を行うことができ，mRNAは一定時間経つと分解されるので，酵素も一時的にしか存在しないことになる．
ZFNやTALENはmRNAで導入するらしい．一方，クリスパーはガイドRNAとタンパク質の複合体をvitroで形成させてから導入するのが主流らしい．
第6章
作成された生物で外来遺伝子を含まないことが確認されたものは遺伝子組み換えに当たらない．p.139
そうなんだ．だから，ノックアウトは遺伝子組み換えでない．
ノックアウト動物の話がこの後に続いていた．
例えば，マグロは神経質な性格で養殖が難しいらしい．そこで，なんかのカルシウムチャネルをKOして，比較的神経質でないマグロを作った笑．（刺激に対する回避行動が鈍くなるらしい）
第7章
HIVは，Tリンパ球の細胞膜上の受容体であるCD4とCCR5と呼ばれるタンパク質を介して感染することが知られている．
CD4(cluster of differentiation 4)陽性細胞は，CD8細胞(キラーT細胞など)のMHCに結合する*2
ゲノム編集では，CD4でなく，CCR5を破壊して，ウイルスに感染しない細胞を作るらしい．でもT細胞に入れても，増殖しなければ意味ないんじゃないかと思う．造血幹細胞に入れる図はあるけれど．
ちなみにこれはZFNでするらしい．これまでの実績から．
乳がんに見られる遺伝的変異として，BRCA遺伝子の変異が知られている．
結局，BRCAって何してるんだろう？時間があれば調べたい．
ちなみに，Angelina JolieはBRCAの変異を持っていて，乳房を予防的に切除したらしい．
PD-1遺伝子を破壊した免疫細胞の作成とこれを用いたがんゲノム編集治療の臨床試験が，米国と中国で2016年から進められている．
通常の細胞にはPD-L1(Programmed cell death-1 ligand-1)が発現していて，免疫細胞のPD-1と結合して活性化する．これにより，免疫細胞の攻撃性が弱まり，自己細胞は殺傷から逃れる．よく知らないので調べたい．
がん細胞はPD-L1を発現して，免疫細胞の攻撃から逃れている．ゲノム編集でPD-1を破壊すれば，がん細胞のPD-L1と結合できず，攻撃性を弱められないため，がん細胞を殺傷することができる．ただ，がん細胞だけを攻撃するわけではないから，他の正常細胞も攻撃してしまい，自己免疫疾患につながる．どうするのだろう？
