EPFLの科学者らがoptovolutionと呼ばれる手法を開発した。光を使って状態を切り替え、環境を感知し、計算を行うタンパク質を進化させる。酵母細胞を、タンパク質が動的に振る舞う場合にのみ生存できるように工学設計することで、この手法は最適な変異体を迅速に選択する。Cell誌に掲載されたこの手法は、合成生物学とオプトジェネティクスを進展させる。
自然界の進化は、DNA、RNA、タンパク質における有効な変異の選択を通じて生物系を形成する。人間はこのプロセスを長らく操作してきた。農業における選択育種から、実験室での現代の指向進化までで、後者は酵素や抗体などのタンパク質を医療や産業向けに改良するものだ。
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京都大学と理化学研究所の研究グループは、ヒト細胞が「非最適」な同義コドン（同じアミノ酸をコードするが翻訳効率の低い、3文字の遺伝暗号の別種）を検出し、対応するmRNAを選択的に抑制できることを報告した。科学誌『サイエンス』に掲載された研究において、同チームはRNA結合タンパク質であるDHX29が、このコドン依存的な遺伝子発現制御の中心的な構成要素であることを突き止めた。
ニューヨーク大学の研究者らが、光を使って微視的粒子を結晶に集合させる方法を開発した。この手法はChem誌に詳述されており、結晶の成長と溶解をリアルタイムで制御可能だ。このアプローチは、光学やフォトニクス分野への応用に向けた新しい応答性材料を可能にする可能性がある。
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ソウルの東国大学の研究チームが、細胞内の遺伝子をオンにする磁気制御スイッチを開発したと学術誌「Cell」で発表した。この技術は特定の電磁信号を用いてマウスやヒトの細胞内の遺伝子を活性化するものだが、専門家からは結果の妥当性に疑問が呈されており、研究の欠陥も指摘されている。
バーゼル大学とETHチューリッヒの科学者らが、材料を加熱せずに集束レーザー光で特殊な強磁体の極性を反転させた。この成果はNature誌に詳述されており、単一の実験で電子間相互作用、トポロジー、および動的制御を組み合わせている。この手法は、チップ上での将来の光ベース電子回路を示唆している。
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科学者らが、光ベースのセンサーを開発し、血液サンプル中のごく微量のがんバイオマーカーを特定可能で、従来のスキャンより早期発見を可能にする可能性がある。この技術は、DNAナノ構造、CRISPR、量子ドットを組み合わせ、数分子から明確なシグナルを生成する。肺がん患者の血清でのテストがサブアトモルレベルで有望な結果を示した。
ライス大学の研究チームは、PEX11タンパク質が植物の初期発生段階において、ペルオキシソームの分裂を助けるだけでなく、そのサイズを調節する役割も果たしていることを突き止めた。シロイヌナズナの苗を用いた実験では、PEX11に変異があるとペルオキシソームが異常に巨大化し、通常は成長を抑制するはずの内部小胞が欠如することが明らかになった。このメカニズムは種を超えて保存されていると見られ、酵母のPex11を導入することで植物の変異体でも正常な機能が回復した。
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ソーク研究所の研究者らがヒト免疫細胞の詳細なエピジェネティックカタログを開発し、遺伝子と生活経験が免疫応答に異なる影響を与えることを示した。この研究はNature Geneticsに掲載され、110人の多様な個人からのサンプルを分析して、遺伝的なエピジェネティック変化と環境的な変化を区別した。この研究は感染症に対するパーソナライズド治療につながる可能性がある。