年の瀬、各誌この１年のブレイクスルーや来年の展望etc.をまとめています。
諸事情で、帰国後ほとんど post 出来なかった Self Journal Club ですが、少し the shape of the land が見えてきたように思うので、こちらも徐々に復活させていきたいです。
まずは、毎年楽しみにしている Science の Breakthrough of the Year から。
A version of this story appeared in Science, Vol 382, Issue 6676.
2023 BREAKTHROUGH OF THE YEAR
今年のBreakthroughに選ばれたのは、抗肥満薬の話題でした。
肥満に対する有望な治療薬
肥満は世界的な問題となっていて、アメリカでは7割、ヨーロッパでも5割以上の人が肥満と診断されています。
肥満は、2型糖尿病、心血管病、関節炎、脂肪肝、特定の癌にかかるリスクとなり、命に関わる疾患と言っても過言ではありません。
しかしながらこれまで、「安全で効果的な抗肥満薬」の開発はなかなか成功してきませんでした。
それを打ち破るかも、と期待が集まっているのが、消化管ホルモンの glucagon-like peptide-1 (GLP1) 受容体作動薬です。
GLP-1アゴニストは、現在糖尿病治療薬として使用されていますが、この薬が体重も減らす事がわかり、臨床試験が行われました。
結果、この薬は体重減少とともに心筋梗塞や脳卒中のリスクも下げる、という結果が得られ、かなり期待されています。
最初に認可されたGLP-1アゴニストは、2005年に2型糖尿病の治療薬として承認された exenatide (Byetta) でした。その5年後、Novo Nordisk 社が同じく糖尿病治療薬として、liraglutide (Victoza) をリリースします。
2014年、アメリカのFDAはこの薬を抗肥満薬として認可しました。
その2年後、Novo Nordisk社がその進化系 "semaglutide" を開発すると、一気に火がつきました。
semaglutideは、肥満の人達の体重を16ヶ月で15％減少させ、「常に食べたい」という欲求からも開放しました。
今年8月、529人を対象にした1年間の臨床試験で、semaglutideは肥満と心不全を持つ人の心機能を約2倍改善し、6分で20mほど長く歩けるようにしました。
また同月、17,000人を対象にした臨床試験で、semaglutideを内服した群は20％ほど体重と心血管障害の頻度を減少させました。この結果は今年のNew England Journal of Medicineで大々的に報じられました。
さらには、たばこやワインなどへの強い欲求も抑えられるという結果がでており、またアルツハイマー病やパーキンソン病の予防効果もあるかどうか等の検証も進められています。
ただ、吐き気などの副作用問題や、治療をやめたら1年で2/3くらい体重が戻ってしまった、という懸念材料もあります。
薬価の高いこの薬を、多くの人達が一生使い続ける必要があるとすると、医療費は半端なく跳ね上がるでしょう。
また、若者を中心に、肥満ではないのに体型を気にする人達が、「痩せ」を目的として使用する危険性も孕んでいます。
とまあ、いくつかの懸念材料はありますが、抗肥満薬は大きな市場価値があります。
11月には、Eli Lilly & Co.は、もっと効果的な薬、tirzepatide がFDAの承認を受けましたが、この薬は、臨床試験で21％の体重減少効果があったそうです。
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実は私、一昨年アメリカで Eli Lilly の CSO の人と一緒に食事をする機会があったのですが、彼は「これから最もホットな分野は、抗肥満薬だよ。今臨床試験している薬は凄いよ！大ヒット間違いなしだよ！」と話してくれていました。
……本当にそうなりそうです。
2RUNNERS-UP
地球の炭素ポンプが減速
地球の海水は、常に循環していて、その心臓部は、南極（の沿岸から離れたところにある複数の場所）にあります。
そこでは、塩分の高い表層の海水は海底に沈みます。
その水は、大気中の熱と酸素と二酸化炭素を引き込み、深淵に閉じ込め、そのままゆっくりと北へ広がります。
これは、世界の海をつなぐ大規模な循環の主要な構成要素の一つであり、人間が排出した二酸化炭素の1/3を吸収してくれています。
多くの研究者は、この炭素ポンプが急激に変動すると、地球の気候変動を増幅させる可能性があると考えています。
今年、いくつかの研究で、この炭素ポンプが深刻な危機に直面している事がわかりました。
自律的に海底4,000mまで沈むブイによるロボットプローブの研究では、南極の海底の水温が上昇し、体積が少なくなっていることがわかりました。どちらも、海流の動きが遅くなり、上層の温かい水が侵入してくる兆しとなります。
また、1970年以降、海水の循環が約20％ほど遅くなっていることや、1992年から2017年までの間に深海水の流れが約30％遅くなって事などが報告されました。
この減速がなぜ発生したのか、人の活動がどれくらい影響しているのかなどはまだ良くわかっていません。
けれども、南極の氷が溶けたことによる淡水の増加が原因となっている可能性が高そうです。
地球温暖化が続く限り、南極の氷が溶け、海流の減速はますます強くなりそうです。
天然水素ハントが加熱
1859年、アメリカペンシルベニア州で石油が捕れる事がわかると、アメリカの石油ブームが起こり、世界を一変しました。
そして今年は、天然水素のエネルギーブームの始まりとなったようです。
水素は、石油と異なり、気候にとって有害となりません。
1987年、マリのブラケブグの掘削現場で、タバコによる爆発が起こり、以降現場は封鎖されていました。2012年、エンジニアがその掘削穴を開栓したところ、中から吹き出たガスの98％が水素であることがわかりました。
そしてそこに発電機が接続され、その村に初めて電力が供給されました。
この発見に触発されて、探鉱者達は水素埋蔵物を探し始め、現在、南極を除く全ての大陸で、十分な料の水素埋蔵物の兆候を見つけています。
そして、いくつかの会社が巨額の資金を投じて、天然水素研究開発プログラムを開始しました。
水素の供給源には諸説あるようですが、主には、水が高温・高圧下で鉄豊富な鉱物と反応して出来た可能性が考えられているようです。
未発表のUSGSの研究によると、地球には約1兆トンの水素が埋蔵されている可能性があるとのこと。
これは数千年にわたり燃料や肥料として使われるのに十分な量です。しかも、クリーンな再生可能エネルギーとして大いに期待できそうです。
AIの天気予報
現代のコンピューターが開発されるとすぐ、天気予報に使用されてきました。
現在は数週間先の天気までほぼ正確に予測できるようになっていますが、基本的には数理モデルと膨大な計算によって待機の動きなどが予測されています。
しかし、AIはこの方法を根底から変える事になります。
Google, Huawei, NvidiaなどのIT企業は、AIモデルをトレーニングして、最大10日先の天気を予測できるようになりました。
精度はこれまでの計算による予測に近く、大量の計算をしない分、大幅なコストカットになります。
トレーニング後、これらのAIモデルは、スーパーコンピューターで2時間くらいかかって弾き出すデータに近いデータを、デスクトップ上でわずか1分程度で出力することができます。
しかし、ほとんどのAIと同様に、どのパターンを学習しているかは、誰にもわかりません。
今はまだスーパーコンピューターによる予測が主流ですが、将来的にAIが凌駕していくかも……しれません。
マラリア対策の新たな希望
世界初のマラリアワクチン Mosquirix の大規模臨床試験では、子供達の死亡率を著しく低下させました。
そして第2のワクチンであるR21/MatrixMの準備も整いました。これはより安価で大量に生産できるため、マラリアワクチンの需要と供給の大きなギャップを埋め、年間数万人の子供の志望を防ぐ可能性があります。
Mosquirix は、有効性が控えめで、保護効果はすぐに低下します。なので、WHOは慎重な研究の元でワクチンを展開することにしました。
2019年には、ガーナ、ケニア、マラウイで約200万人の乳児と用事がワクチンを接種し、2021年には安全性が認められ、広範な使用が承認されました。
10月にはパイロットフェーズでは、ワクチン使用地域では未使用地域に比べて重症なマラリア発症率が22％低下した、という結果が得られました。
Mosquirixは、2025年までに約1,800万回分しか製造はできないようですが、R21の方は2－4ドルで1億回の投与分を生産でき、価格はMosquirixの半分になります。
R21が承認されるようになれば、より多くの子供達の命を救う事ができそうです。
アルツハイマー病治療がちょっと前進
今年1月、FDAは抗アミロイドβ抗体のレカネマブを承認し、もう一つのドナネマブも近く承認される見通しです。
18ヶ月の臨床試験で、レカネマブはプラセボと比較して、認知機能低下を約27％遅らせました。
また、ドナネマブもプラセボと比較して、認知機能低下を約35％遅らせることが報告されています。
これら抗Aβ抗体によるアルツハイマー病治療薬は、大きな前進ですが、懸念事項もあります。
一番は、脳浮腫や脳出血の副作用（Amyloid Related Imaging Abnormalities, ARIA）です。
特にアルツハイマー病の最大のリスク多型であるAPOE4を持っている患者は、この副作用が起こりやすい事がわかっています。
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薬価が高いとか、いつ投与をやめるべきかなど、色々と問題はでてくるとは思いますが、私も慎重に情報をUPDATEしていきたいと思います。
アメリカにおける初期の人類の移住に関する研究が受け入れられそう
通説では、最初の移住者たちはかつてベーリング海峡を結んでいた土地を経由してアジアからやってきて、おおよそ16,000年前に太平洋岸を下りてきたとされています。
しかし、ニューメキシコの古代の湖畔にある足跡が認証されれば、その日付を、少なくとも5000年遡らせる事になりそうです。
16,000年以前から人が生活していた可能性は、以前から指摘されていました。例えば、南チリからは18,500年前まで遡る、割れた石と燃えた動物の骨が見つかり、メキシコの洞窟では26,000年前の石器が見つかった可能性があります。
けれどもこれらのほとんどは人間の活動の一環であるという確定的な証拠がなく、ほとんどの考古学者は懐疑的でした。
ところが2021年、ニューメキシコ州のホワイトサンズ国立公園の研究者達が、パラダイム・シフトになるかもしれない発見を発表しました。
それは、約21,000年から23,000年前に、古代の湖の泥の浜に残された明確な人間の足跡です。
チームは、それらの日付を、足跡の周囲の層から見つかった水草の種に基づいて放射線年代測定法で日付をつけました。
しかし、その種は湖水に溶け込んだ堆積物から古代の炭素を吸収している可能性があり、それが測定された年齢を増加させる可能性がありました。
そこで、ホワイトサンズのチームはさらに、足跡の間および下の層に埋め込まれた陸生植物の花粉と石英の粒子を使用して、足跡を再日付けしましたが、「その新しい日付は元の論文と完璧に一致している」と、彼らは10月に報告しました。
もし日付が正確であれば、これらの足跡は最後の氷河期の頂点に残されたものであり、氷床が形成される前に人類がアメリカ大陸に到達していたことを示唆しています。
巨大ブラックホール合体の騒音を聞く
太陽の数百万または数十億倍の質量を持つ超大質量ブラックホールは、銀河系の中心に存在しています。
銀河系が合体すると、中央のブラックホールは互いに絶え間なく狭まる軌道に入り込むことがあります。
そのらせんの最初の段階は、地球にある観測機器からは隠れていますが、彼らが互いに数光年以内に接近すると、その円運動は、遅いながらも強力な引力波を発します。
これらの引力波は、初めて2つの星サイズのブラックホールが合体するのを検出したLaser Interferometer Gravitational-Wave Observatory（LIGO）によっては拾えません。
超大質量ブラックホールが生成する数年にわたる波を捕らえるには、はるかに大きなネットが必要となります。
そこで天文学者たちはパルサーに注目しました。
パルサーは、数百回転している星で、粒子の噴出を発生させ、それによって無線波を放射します。
その灯台のようなビームが地球を通り過ぎると、無線望遠鏡は原子時計のように規則的なパルスを記録します。
過去20年間、天文学者たちは定期的なパルサーの数十個を微小な変動から定期的にモニターしました。
そして今年6月、世界中の5つのチームが、それぞれ異なるセットのパルサーをモニターし、15年間の観測でデータのノイズを除いて残ったものが、「宇宙の超大質量ブラックホールの合体による騒音」であることを、共同で発表しました。
これらはおそらく何百万もあるかもしれません。これらのチームは現在、さらに多くのパルサーを探して、その騒音をマップ化し、解析を続けているそうです。
若い科学者達が立ち上がる
以前から、大学院生やポスドク達は、低い給料と劣悪な労働条件について不満を述べてきました。
そして去冬、カリフォルニア大学の48,000人の学術労働者が、アメリカ史上最大のストライキを起こしました。
また、カナダやドイツでも資金の増額やポスドクの契約変更などを求めてストライキを起こしました。
教授陣も、多くのポスドクに十分な給与を支払うのは大変で、どうしても雇える数に限界が出てきてしまいます。
より多くのポスドクを雇えるように助成金が増えるかどうかはわかりませんが、一部の大学では、人件費の増加に対応したシステムが導入されたりもしているそうです。
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現在の科学者たちの所得と労働条件は、後に続く科学者の卵たちが安心して研究できるか、そしてこの分野を生涯の仕事として選んでくれるか等に大きく影響します。
みんなで団結して、労働環境を改善しましょう！
エクサスケール コンピューティングシステムの幕開け
エクサスケール・コンピュータとは、とは、1秒間に10の18乗回の演算ができるコンピュータ事。
10年以上かけて、ついにエクサスケールサイエンスの時代がやってきたようです。
オークリッジ国立研究所のフロンティアは、科学的なユーザーに開かれたエクサスケールコンピュータとなり、気候から材料までのさまざまな分野の課題を1エクサフロップス（1018）の数学的演算を行うことができます。
約60のチームが来年、フロンティアで時間をログインする予定です。
すでにいくつかの施設から結果が出始めているとのこと。
来年はカリフォルニアとドイツで新しいエクサスケールスーパーコンピュータが稼働し、フランスと日本でも他のエクサスケールスーパーコンピュータが続々と稼働する予定です。
これにより、以前には達成できなかった規模で科学の扉が開かれることになります。
BREAKDOWNS
2023年の残念な出来事たち。。。
アメリカ南極プログラムの縮小
氷の大陸での研究をサポートするグローバルリーダーであるアメリカ南極プログラム（USAP）にとって、今年は困難が重なりました。
プログラムを管理する国立科学財団（NSF）は、2022年の報告書で「蔓延する」性的嫌がらせを文書化した後、議会から厳しい質問を受けました。
外部の請負業者による報告書によれば、過去数年間に南極で働いた女性の72％が性的嫌がらせを問題と見なしていました。
また、2023-2024シーズンに予定されていたUSAPプロジェクトの半数以上がキャンセルまたはスコープが縮小される事になりました。
NSFの関係者は、南極大陸のハブであるマクマード基地での5億ドルの改装プロジェクトが引き伸ばされ、科学者や必要な物流サポートを提供する人々のための利用可能なベッド数が減少したこと等が原因だと説明しています。
また、老朽化した船舶を代替する新しいより能力の高い研究用氷結晶砕氷船の急増するコストや、研究クルーズや第二のアメリカの基地への補給に使用される第二の小型船舶の契約の満了なども原因のようです。
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いろいろ大変そうですが、南極での調査はとても重要であることは間違いないので、何とか持ち直してほしいです。
COVID-19の余波
COVID-19パンデミックは、中国武漢の市場で販売された感染した動物からの自然なスピルオーバーから始まった、とされていますが、「本当は、政府の研究所からの漏洩で始まった可能性があるんじゃないか」という疑惑がまだ拭いきれていません。
けれども中国は、スピルオーバーシナリオの調査を阻み、研究所の独立した評価を拒んでいます。
今年、パンデミックの初期に中国の研究者によって市場で採取された環境サンプルの遺伝子配列が公然と投稿されていることが発見されました。
彼らはこれらの配列が市場で感染した動物の存在と一致し、スピルオーバー説を支持していると主張しています。
けれども最初にサンプルを収集した中国のチームは、当初動物の存在を明らかにせず、その後、武漢の研究所からSARS-CoV-2が出たと信じている中国外の人々も同様に、その結論に異議を唱えました。
アメリカでは、9つの連邦情報機関によるパンデミックの起源に関する見解を公に説明しようと試みましたが、ほとんど不明確でした。
議会では、共和党は激しい公聴会を開催し、米国の保健当局が武漢の研究所でのコロナウイルスの研究に対する資金提供を隠すために積極的に研究所の漏洩を隠蔽していると非難しましたが、彼らは具体的な証拠を示しませんでした。
一方で、武漢の研究所での事故への懸念から、米国はパンデミックの可能性のあるウイルスの研究をより厳格に規制する提案を行っていますが、一部の科学者は新しい規則が感染症に関する研究に支障をきたす可能性があると懸念しています。
超伝導体の主張が崩れる
年の初めに「革命的」と称賛された主張が、年末には破綻してしまいました。
ロチェスター大学の物理学者ランガ・ディアス達は、3月8日のNature誌で、「適度な圧力で押し潰されると青い結晶化合物が赤く変わり、室温で電気を抵抗なく伝導するという、長らく求められていた特性を示す」と報告しました。
しかし、11月7日に雑誌は論文を撤回しました。
超伝導体はMRIスキャナー、特殊な電子機器、および粒子加速器で広く使用されていますが、ほとんどの超伝導体は非常に低い温度でのみ機能し、高価な冷却装置が必要です。
極端な圧力は一部の超伝導体のための解決策ですが、これも実用性を制限します。
室温またはほぼ常圧で動作する、ディオス達の「室温超伝導体」は、電力伝送を革命化し、数十億ドルを節約し、温室効果ガスの排出を大幅に削減する可能性がありました。
けれども、Nature Review Lettersも、2021年のディアスの論文を「盗用がある」という理由で撤回しました。
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これからも何か出てくるかもしれません。。。
研究者達のTwitter離れ
私が研究情報のインプットや、読んだ論文のアウトプットとして使っている旧Twitter、現Xですが、イーロン・マスクが買収してから、かなり使いにくくなったと感じています。
その気持ちは、他の科学者達も同じのようです。
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2022年10月、イーロン・マスクがTwitter本社に入ってくると、彼は会社をXと改名し、方針を色々と変更しだしました。
それまで、多くの科学者がそのサイトを研究結果を共有し、問題を議論する場として採用していましたが、イーロン・マスクの一挙手一投足に不安な気持ちが広がりました。
以前からあったヘイトスピーチやデマはさらに増加し、多くの科学者がTwitterを完全に離れました。
Natureが7月に行った調査によると、Twitterを利用していた科学者のうち7％が利用をやめたそうです。
その後、マスク自身が陰謀論者の主張を共有したことで、さらに多くの研究者が同様の行動をとるようになりました。
一部の研究者はMastodon、Bluesky、Threadsなどの代替案を設立しましたが、それ以外の者もおり、多くのオンライン科学コミュニティが崩壊しました。
さらに、Twitterが研究者とデータを共有しなくなり、この夏に無料のアプリケーションプログラミングインターフェースを停止し、データへの制限されたアクセスを提供する、莫大な費用がかかる新しいものに置き換えました。
数十の研究が中断されたり、他のプラットフォームに切り替えたりしました。
これまでTwitterは他のSNSよりもデータを寛大に提供してきていたので、マスクのこの動きは特に大きな影響を与えました。
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この問題、大変気になります。
今のところはXを使い続けるつもりではいますが……今後、どうなってゆくのでしょうか……。
