論文のメモ: ナノマテリアル曝露に共通する遺伝子発現パターンのメタ解析

Burkard M, Betz A, Schirmer K, Zupanic A, 2019, Common gene expression patterns in environmental model organisms exposed to engineered nanomaterials: A meta-analysis, Environ Sci Technol 54(1): 335-344.

スイスからの論文。

ナノマテリアルに曝露した生物のマイクロアレイデータのメタ解析。シロイヌナズナと線虫（C. elegans）とゼブラフィッシュを一緒に論じるという剛腕っぷり。3種で計11件のメタ解析。レビュー論文を書く代わりにメタ解析してみたよ、という感じなのでしょうか。

エネルギー生成、DNA代謝、シグナリングが複数の生物種、ナノマテリアルに共通のGO（Gene Ontology）だったそう。ナノマテリアルの影響としてベタな酸化ストレスと遺伝毒性も観察されたそうです。あまり報告例のない影響として、タンパク質のミスフォールディングやDNA/RNAのメチル化が挙げられてます。

こういうGOのfunctional analysisって影響を概観するには良いけど、AOP的にどういうパスウェイ・メカニズムなのか、を考えるには適してないですね。結局泥臭く考えるしかない。例えば本文で「ミトコンドリアダメージ→ROS生成→酸化ストレス→DNAダメージ」という流れが語られてますが（これはすごくベタですが）、こういう流れは論文中で実施されてるメタ解析だけでは見えません。

あと手法について。古典的なDEG（differentially expressed genes）検出法（FDR補正p値とFold change）だとDEGの数が少なすぎて議論できないから、代わりにFold changeベースの手法（FCROS; Dembele & Kastner, 2014）でDEGを選び出してます。これはメタ解析論文ではよく見る流れ。

「わたしを離さないで」感想

ノーベル賞受賞前からM氏にオススメされていたけどスルーしていたカズオイシグロ。「合成生物学の衝撃」で引用されていて、俄然興味が出て読みました。ちなみに「合成生物学の衝撃」は生物学の話はほぼなくて、期待外れでした（ちゃんとレビューを確認してから読めばよかった）。

読み応えありました。1/3くらいまでは退屈で非常にじれったく感じましたが、後半は引き込まれていきました。

何が面白いのか。小説としての世界が完成しているから？

三十一歳になったキャシーが過去を振り返るという体で物語は進んでいきますが、この語り口が絶妙なんですよね。小説の中の世界の人に語っているため、全然説明をしない。冒頭から提供者、介護人、ヘールシャムというキーワードをぶち込んでくるけど、それらの説明はほぼない。最後まで読んでも、「提供」のシステムの直接的な説明はキャシーからはなされず、保護官のセリフを通して間接的になされるだけ。

実はこれが良いのかも。間接照明しかない中を歩いていく感じ。想像で全体像が補完される感じ。下手に「提供」の設定を説明されても興ざめするかもしれません。

ヘールシャムの子どもたちが、じわじわと提供のことを知るのもリアルです。全貌が理解できない子どものうちから世界の在り方を教わるので、「そういうものだ」と受け入れていく。強い反発がない。キャシーの語り口と相まって、淡々と物語は進んでいきます。

ドラマチックなことは特に起きないけれど、全体的にどこか美しい思い出としてパッケージされている。そんな不思議な印象があります。

最初から提供のことをほのめかして、その謎がすべて解明されるのは終盤（大筋は序盤で明かされます）。そういう点では推理小説的ですが、本書の面白さの肝は謎解きではありません。実際、自分は「合成生物学の衝撃」から本書を読んでるので、ほぼネタバレしてましたが、楽しめました。再読してもまた楽しめそう。シンドイから多分やりませんが。

わたしを離さないで (ハヤカワepi文庫)

論文のメモ: さよならゲノムペーパー

ある生物のドラフトゲノムをどこに公開しようかと思ってたら、こんな論文見つけました。

Smith DR, 2016, Goodbye genome paper, hello genome report: the increasing popularity of ‘genome announcements’ and their impact on science, Briefings in Functional Genomics, 16(3), 156-162.

シーケンシング解析のコストの低下によって、ゲノムを解読したというだけでは論文にならなくなっています。代わりに、多くのジャーナルが"genome report"（呼び名はジャーナルによって様々）というカテゴリーを作り、簡潔で短い原稿を受け付けてます。

Smithさんによると、下のジャーナルがgenome reportを受け付けているそうです。

• Genome Biology and Evolution
• Molecular Ecology Resources
• Standards in Genomics Science（バクテリア・アーキア対象）
• The Journal of Biotechnology
• Microbiology Resource Announcements（Genome Announcementsから名称変更）
• Mitochondrial DNA

しかし調べてみると、Molecular Ecology Resorcesは"Genomics Resources Notes"を廃止し、The Journal of Biotechnologyも"Genome announcement"というカテゴリーを"Short Genome Communications"に変更し、結局今は廃止している（？あまり分からなかったので自信なし）ようです。

バクテリア等のゲノムは知りませんが、Scientific ReportsやScientific Dataがこれらの受け皿になってるのかな。Sci Repでは「ゲノム読んだよ～」論文を結構見ます。しかしAPC $1870は高い…。もっと気軽に投稿したいものです。

論文のメモ: RNA-Seq論文では条件をちゃんと報告しよう

RNA-Seq Blogで紹介されていた論文。

Simoneau J, Dumontier S, Gosselin R, Scott MS, 2019, Current RNA-seq methodology reporting limits reproducibility, Briefings in Bioinformatics.

RNA-Seqをおこなって、生データのリポジトリ場所・前処理ツール・アラインメント手法（or de novo）・リファレンス配列の入手先・アラインメントツール・定量方法をきちんと書いてない論文多すぎ、という注意喚起。

RNA-Seqの解析ツールは常に新しいものを追い求めよ、と書いていてマッピングツールであるTopHatとHISATの比較をしてます。TopHatは開発が打ち切られ、その後継としてHISTAが指定されていますが、未だTopHatを使い続けている論文が出ているそうです（下図）。

でも、使い続ける気持ちは分かります。論文のタイトルにあるようなreproducibility再現性を確保したければ昔のツールと併用して比較しなければならないし。

Please stop using Tophat https://t.co/Es4ohxOEyx Cole and I developed the method in *2008*. It was greatly improved in TopHat2 then HISAT & HISAT2. There is no reason to use it anymore. I have been saying this for years yet it has more citations this year than last #methodsmatter

— Lior Pachter (@lpachter) 2017年12月2日

 

「海外で研究者になる-就活と仕事事情-」感想

別に海外で就職したいとは思ってませんが、評判良かったので。

筆者の在籍しているイギリスと、アメリカの大学の話多め。文系の研究者のインタビューもありますが、どちらかというと理系の話がメインです。

海外の大学に就職するのは、難しそうだと改めて思わされました。例えばイギリス式の候補者5、6人が同時に面接に呼ばれて会食を行う（p.46）、とかまぁきつそう。日本語でさえそんな場面で会話に入れる自信がないのに、英語でとか無理ゲーにもほどがあります。

イギリスの大学では、担任制（チュートリアル）があり、教員は学生のケアに結構なエフォートを割かなければならないらしいです（p.135）。また授業内容を学生から逆評価されるため、手を抜けない（p.124）。一方で、会議の時間は圧倒的に日本より少ないみたいですが、研究に使える時間が日英でそれほど大きく変わるわけではなさそうです。

就職するかどうかはさておき、世界の色んな人と交流できるのは研究者という生き方の魅力の一つだと思うし、海外で研究生活を送ってはみたいです。

海外で研究者になる-就活と仕事事情 (中公新書)

論文のメモ: 等脚類のheteroplasmy

ここに書いた話の続き。

ある未知生物のDNAからミトコンドリアCOI様配列が見つかった時、それが本物のCOI配列の場合もあれば、核DNA配列の場合もあれば、バクテリア配列のコンタミの場合もあります。さらにヘテロプラスミー（heteroplasmy）の可能性もあります。ヘテロプラスミーとは、1個体（というか1細胞）の中に複数のミトコンドリアの遺伝子型genotypesが見られる現象のことです。

Doublet V, Souty-Grosset C, Bouchon D, Cordaux R, Marcadé I, 2008, A thirty million year-old inherited heteroplasmy, PLoS One 3(8): e2938.

卵子が形成される過程でミトコンドリアの数が激減するため、通常は（哺乳類では？）ミトコンドリアのheteroplasmyは世代を超えて受け継がれないそうです（＝homoplasmyのまま）。しかし、この論文のダンゴムシではheteroplasmyが世代を経て観察されています。

面白いのが、直鎖状と環状のミトコンドリアが共存していて、環状のもの（28kb）は直鎖状のもの（14kb）が二つ合わさって形成されているということ（Raimondら, 1999）。ゲノムって学べば学ぶほど訳わかんないですね。この本を読んで以降、ゲノムの複雑さに関する話題にとても興味あり。

numtの論文を読んでいる時、「どうしてnumtとheteroplasmyを区別できるのか」あるいは「Stop codonがない=偽遺伝子ではない=heteroplasmy、という論理をとっている論文が多いが、核DNA配列でもstop codonが見つからない場合もあるのでは？」と思ってましたが、この論文はちゃんとミトコンドリアを単離した上でPCRしてます。

（2019.12.20 追記）

「ミトコンドリアDNAをエンリッチすることでnumtのコンタミを減らす」

Wang D, Xiang H, Ning C, Liu H, Liu JF, Zhao X, 2019, Mitochondrial DNA enrichment reduced NUMT contamination in porcine NGS analyses, Briefings in bioinformatics.

上に書いた、numtとheteroplasmyの区別に関する疑問に関連して。

ミトコンドリアをハイブリベースのCapture kitまたはLong-PCRでエンリッチしてNextSeq 500で読んだ配列と、whole genomeをHiSeq 2000で読んだ配列（WGS）を比較して、WGSは当たり前だけどnumtを多く検出してしまうのでミトコンドリアDNAの変異検出には向かないよ、という話。Long-PCRでもいくつかミトコンドリアDNAではない変異（＝numt）を検出してしまうようです。

（2020.01.19 追記）

「まるでジグソーパズルなミトコンドリアDNA」

Marande W, Burger G, 2007, Mitochondrial DNA as a genomic jigsaw puzzle, Science 318(5849): 415-415.

上のダンゴムシよりもっと複雑かも。ディプロネマという生物のミトコンドリアDNAは100以上のclass A（6 kbp）とclass B（7 kbp）に大別できる染色体からなっている。Class AとBの両方に同一の遺伝子の断片が載っていて、転写後にconcatenationして一つのcDNAとなるそうな。う〜ん、すごい。

この生物種のミトコンドリアDNAについては割と論文出てるみたいです。

論文のメモ: 無脊椎動物のAhR発現

脊椎動物では、いわゆるダイオキシン類やPAHsがAhR（aryl hdrocarbon receptor）に結合し、CYP1Aなど多くの遺伝子の発現を誘導することが知られています。一方、無脊椎動物ではダイオキシン類はAhRと結合しないと言われてます。 

Hahn ME, 2002, Aryl hydrocarbon receptors: diversity and evolution. Chemico-biological Interactions, 141(1-2): 131-160.

少し古いけど、AhRの進化をまとめた総説。無脊椎のAhRの話もまとまってます。

線虫C. elegansやショウジョウバエ、二枚貝のAhRは、in vitroの系でTCDDやβナフトフラボン（脊椎動物でのAhRリガンド）によって活性化しないことが確かめられています。ショウジョウバエではAhRホモログ（spinelessと呼ばれるらしい）を欠損させると触角の末端が脚の末端になってしまうのだとか。AhRは元々細胞の分化などに関与していて、異化代謝は脊椎動物から得られた機能ではないか、というお話。

Nebert DW, 2017, Aryl hydrocarbon receptor (AHR):“pioneer member” of the basic-helix/loop/helix per-Arnt-sim (bHLH/PAS) family of “sensors” of foreign and endogenous signals, Progress in Lipid Research, 67: 38-57.

AhRもう少し新しい総説でも同様に、無脊椎動物のAhRホモログは外来化学物質とのリガンド結合能を持たないと書いてます。しかし、AhRが他の内在性リガンドによって活性化されるという経路は否定されていないことも述べてます。

事実、無脊椎動物でも芳香族炭化水素によってAhRホモログの発現が増加するというin vivo系の報告はいくつかあるようです。例えば↓のHan et al. (2019)。脊椎動物のAhRリガンド（βナフトフラボンとか）で、無脊椎のin vivo CYP発現が誘導されるという報告も多いです。例えば↓のWatanabe et al. (2003)。

Han J, Park JC, Hagiwara A, Park HG, Lee JS, 2019, Identification of the full 26 cytochrome P450 (CYP) genes and analysis of their expression in response to benzo [α] pyrene in the marine rotifer Brachionus rotundiformis, Comparative Biochemistry and Physiology Part D: Genomics and Proteomics, 29: 185-192.

Watanabe H, Kobayashi K, Kato Y, Oda S, Abe R, Tatarazako N, Iguchi T, 2008, Transcriptome profiling in crustaceans as a tool for ecotoxicogenomics, Cell Biology and Toxicology, 24(6): 641-647.

てことで、無脊椎動物では「炭化水素→AhR→CYP」以外の経路があるんでしょう。たぶん。

MDPIの査読をやってみた

スイスに本社を置く中国系の学術誌出版社MDPI。

MDPIの雑誌は、BiologyとかChemistryとかMetabolitesとか一単語のジャーナル名が多く、全部オープンアクセス。頻繁に勧誘メールを送り付けてくることで有名。

2019年9月からは東京にオフィスを構えたとか。

自分はMDPIに投稿したことはないのですが、数回査読依頼が来ました。初めの2回は、自分の専門と全然離れていた内容だったこともあり断っていましたが、3回目は専門に近かったので査読を受けることに。それから月1くらいで依頼が来て、計4回はなんとなく引き受けてましたが、もう受けないかも。

なんといっても論文の質が低過ぎます。

新規性はないわ、論文というよりただの報告だわ、論文の目的は書いてないわ、結果張り付けて終わりの解釈なしだわ、考察はただの一般論だわ、Excelのデフォルトの図を張り付けてるわ、英語は読みにくいわ（これはお互い様かも）。

そしてrejectにしたら、毎回major revisionで帰ってきて、再度コメントをする羽目に。なんでやねん。

他のreviewerのコメントは適当なの多過ぎ。2行くらいのコメントでminor revision、指摘しているのはタイポのみ、みたいな。rejectにしているreviewerの方が懇切丁寧に指摘している気がします。

「自分が査読しなければ、この低レベルな論文がそのまま出版されてしまう」という問題意識から査読してましたが、面白い論文を読めるという査読の醍醐味がなさ過ぎて、引き受ける意欲が激減。

とか書いておいて、MDPIは査読を担当したら投稿料の割引がもらえるので、いつかは自分の関連分野の雑誌（Water、Toxics、IJMSあたり？IJMSはMDPIの中では比較的印象良いかも。）に投稿しても良いかも。その時はしっかりとした質の原稿を準備します。

（追記 2020.09：やっぱMDPIへの投稿はないか。MDPIに投げるくらいなら日本の雑誌でOpen Accessの所に投稿します。）

論文は玉石混合でもどんどんオープンにして、出版されてから評価していこうという流れにMDPIも乗っているのでしょう（かただの金もうけかは知りませんが）。その流れは基本賛成です。

ちなみにMDPIの投稿料（APC）は大体1000~1800 CHFで、一回の査読でもらえた割引が50 CHFだったので（100 CHFの時もあった）、割引だけで投稿するには20回以上査読しないとですね。

（さらに追記。2023.11.27）

もうMDPIの査読は引き受けないかも、と書いておきながら未だに、たまに引き受けています。年に1~2回、自分の専門にぴったり合っている場合のみですが。

上に書いたときよりも、少しだけ論文のクオリティがましになっているような気がします…。自分の査読本数がそもそも多くないため、ただの偶然かもしれませんが・・。

論文のメモ: ネオニコチノイド系農薬による宍道湖漁獲高への影響

「ネオニコチノイドが水系食物網を崩壊させ漁獲高を減少させる」

Yamamuro M., Komuro T., Kamiya H., Kato T., Hasegawa H., Kameda Y., 2019, Neonicotinoids disrupt aquatic food webs and decrease fishery yields, Science 366: 620-623.

話題になっていたのでざっと読んでみました。ネオニコチノイド系農薬によってユスリカなど無脊椎動物が減少し、それらを餌とするウナギやワカサギが減少したという話。

大筋には異論ないし、ネオニコが長期的に影響していることはありそうに思えます。汽水に着目してるのも面白い。

ですが、ネオニコの使用が開始された1993年から急に影響が出始めた、という風に読めるのはちょっと書きすぎでは…。1993~1995年のネオニコ（というかイミダクロプリド）の出荷量はFig.1から現在（2018年の値はないけど）の1/5程度。2018年のイミダクロプリドの実測濃度が約0.01 μg/L（Fig. S10）なので、1993~1995年の濃度はおそらくそれ以下であり、冒頭で引用している慢性影響が懸念される濃度 0.035 μg/L（Morrissey et al., 2015, Environ. Int.; 未確認）より低いことになります。それほど低濃度の農薬の影響が散布された年に急に現れるとは思えません…。もちろん農薬の濃度は時空間的なばらつきが大きいから、当時局所的にめちゃ高濃度なところがあった可能性は否定できませんがね。

調べたら1993年は記録的な冷夏ということなので、1990年代初頭に限ってはその影響の方が大きいように思えます。と言ってもこんな素人考え的なことは既に考慮されてるでしょうか。

まあでも、こういう疫学的な研究は大事。もっと多角的に攻めれば（例：Nakanishi et al., 2018）、因果関係の信頼性はより強固になるでしょう。

あとこれほど長期のモニタリングデータがあるのは素晴らしいですね。

(2019.11.06追記)

件のScience論文、元データを漁ったら農林統計の生データをそのまま使っていることが発覚。うーん、努力量補正がないのはひじょーに問題があると思うんですが。内水面漁業はここ40－50年の間に衰退しているはずなので、努力量の減少を反映しているだけの可能性が。。。

— Akira Terui (@m_laevis) November 5, 2019

ちゃんとCPUEを算出した松崎さんたちの論文では宍道湖でそのような漁業資源の減少は示されていないようです。 https://t.co/Ca4RCIOKLO

— Jun Nishihiro / 西廣 淳 (@jnishihiro) November 5, 2019

 こんな指摘も。

アセンブラFlyeのインストール

※2019.10.16追記。Flye ver 2.6（2019.09.16~）からPython 3に対応したそうです。タイミング悪かった…。

この記事（MaSuRCAのインストールエラー）の続き。

今度はCanuよりも評判が良いFlyeをインストール。MaSuRCAで苦しんだのでBiocondaでインストールしようとするも、Flyeはpython 2.7に依存しているがUbuntuにはpython 3.7を入れているのでコンフリクトエラーでインストールできず。

conda install -c bioconda -y flye

上のコマンドに対して下のようなエラー。

Collecting package metadata (repodata.json): done
Solving environment: failed with initial frozen solve. Retrying with flexible solve.
Solving environment: \
Found conflicts! Looking for incompatible packages.
This can take several minutes. Press CTRL-C to abort.
failed

UnsatisfiableError: The following specifications were found
to be incompatible with the existing python installation in your environment:

- flye -> python[version='2.7.*|>=2.7,<2.8.0a0']

If python is on the left-most side of the chain, that's the version you've asked for.
When python appears to the right, that indicates that the thing on the left is somehow
not available for the python version you are constrained to. Your current python version
is (python=3.7). Note that conda will not change your python version to a different minor version
unless you explicitly specify that.

The following specifications were found to be incompatible with each other:

Package setuptools conflicts for:
python=3.7 -> pip -> setuptools
flye -> python=2.7 -> pip -> setuptools
Package wheel conflicts for:
python=3.7 -> pip -> wheel
flye -> python=2.7 -> pip -> wheel
Package pip conflicts for:
flye -> python=2.7 -> pip
python=3.7 -> pip
Package ca-certificates conflicts for:
python=3.7 -> openssl[version='>=1.1.1a,<1.1.2a'] -> ca-certificates
flye -> python=2.7 -> ca-certificates
Package certifi conflicts for:
flye -> python=2.7 -> pip -> setuptools -> certifi[version='>=2016.09']
python=3.7 -> pip -> setuptools -> certifi[version='>=2016.09']

Python - pythonのバージョンが上げられません｜teratail

このページを頼りに、仮想環境を作るとインストールできました。

conda create -n py27 python=2.7 anaconda

conda activate py27

conda install -c bioconda -y flye