地球惑星科学NYS若手合宿2013のお知らせ

「地球惑星科学NYS若手合宿2013」を、2013年5月24-26日（日本地球惑星科学連合大会の直後）に、千葉県にある東京大学検見川セミナーハウスで開催します。例年1月に東京・代々木などで開催されてきた「地球システム・地球進化ニューイヤースクール」の内容を、2泊3日の合宿形式で行うイベントです。

若手研究者がそれぞれの「人生」について語る講演や、研究紹介、グループディスカッションなどを通じて、学部生から若手研究者まで様々な分野の若手同士が交流を深め、今後の地球惑星科学の発展につながるようなイベントにしたいと考えています。

特に若手研究者講演は、私が幹事で2010年に開催した日本地球化学若手シンポジウム2010＠長瀞でも、同様な企画を開催しましたが、大好評でした。今回も四者四様の面白い話が聞けるはずです。

ぜひ、奮ってご参加いただければと思います。詳細や申込みにつきましては、本イベントのWebサイトに掲載しています。たくさんのお申し込み、お待ちしております。
https://sites.google.com/site/nyswakate2013/home


☆地球惑星科学NYS若手合宿2013☆

日時： 2013年5月24日(金) 夕方 - 26日(日) 昼
場所： 東京大学検見川セミナーハウス

プログラム：
　キャリアについての若手研究者講演
　参加者同士の研究交流
　グループディスカッション
　懇親会
　（※詳細はWebサイトをご参照ください）

講演：
　大坪誠さん (産業技術総合研究所・研究員)
　服部祥平さん (東京工業大学・助教)
　宮原ひろ子さん (武蔵野美術大学・専任講師)
　ロバート・ジェンキンズさん (金沢大学・助教)
　(五十音順)

参加費(食費・宿泊費込)： 12,000円(2泊3日) 、9,000円 (1泊2日or日帰り)
定員： 50名
対象： 学部生以上

申込〆切： 4月26日
(申込人数が定員を超えた場合、〆切前に申込を終了することがあります)

主催： NYS事務局
連絡先： nys.earth21_AT_gmail.com
（お手数ですが_AT_を@に替えてください）
Webサイト： https://sites.google.com/site/nyswakate2013/home

読んだ本まとめ 2013年3月 Book memo (Mar. 2013)

2013年3月に読んだ本の一言感想とリンク、印象的な一節の記録（Twitter＋追記）。11冊。

『部分と全体　私の生涯の偉大な出会いと対話』（W・K・ハイゼンベルク 著）

『本にだって雄と雌があります』（小田雅久仁 著）

『もうひとつの街』（ミハル・アイヴァス 著）

『カメのきた道　甲羅に秘められた２億年の生命進化』（平山廉 著）

『フェッセンデンの宇宙』（エドモンド・ハミルトン 著）

『宇宙をプログラムする宇宙　いかにして「計算する宇宙」は複雑な世界を創ったか？』（セス・ロイド 著）

『ヒッグス粒子の発見　理論的予測と探求の全記録』（イアン・サンプル 著）

『ラジオのこちら側で』（ピーター・バラカン 著）

『サイバラバード・デイズ』（イアン・マクドナルド 著）

『水中都市・デンドロカカリヤ』（安部公房 著）

『太陽系最後の日　ザ・ベスト・オブ・アーサー・C・クラーク①』（アーサー・C・クラーク 著）

読んだ本まとめ 2013年2月 Book memo (Feb. 2013)

2013年2月に読んだ本の一言感想とリンクの記録（Twitterから）。11冊。

『BEATLESS』（長谷敏司 著）

『ヒトデの星』（北野勇作 著）

『大気を変える錬金術　ハーバー、ボッシュと化学の世紀』（トーマス・ヘイガー 著）

『きまぐれロボット』（星新一 著）

『砂の女』（安部公房 著）

『地球科学に革命を起こした船　グローマー・チャレンジャー号』（ケネス・J・シュー 著）

『ビアンカ・オーバースタディ』（筒井康隆 著）

『天災と国防』（寺田寅彦 著）

『死刑』（森達也 著）

『Origins of Life, 2nd Edition』（Freeman Dyson 著）

『右利きのヘビ仮説　追うヘビ、逃げるカタツムリの右と左の共進化』（細将貴 著）

特に気になった新着論文 2013年1月 New Papers (Jan. 2013)

1月は9本。土壌酵素活性2次元マッピング、微生物有機分子交換3次元マッピング、H2-N2温室効果、堆積物d15Nコンパイル、圧力と海洋微生物、生命起源の新仮説、火星の地下生命圏、土壌有機炭素無機化の制御要因、対流圏上層の微生物。日付順。

1.    Soil zymography – A novel in situ method for mapping distribution of enzyme activity in soil

Marie Spohn, Andrea Carminati, Yakov Kuzyakova

Soil Biology and Biochemistry, Volume 58, March 2013, Pages 275–280, Available online 2 January 2013

→土壌中の酵素活性の分布を、土壌構造を破壊せずにin situに二次元マッピングする手法。基質を含ませた薄層ゲルを土壌に当ててインキュベーションして、基質濃度の変化から酵素活性分布を求める。これまで医学生理学などで使われてきた技術の応用。うまくすれば海洋堆積物にも使えそうだ。

2.    Microbial metabolic exchange in 3D

Jeramie D Watrous, Vanessa V Phelan, Cheng-Chih Hsu, Wilna J Moree, Brendan M Duggan, Theodore Alexandrov and Pieter C Dorrestein

The ISME Journal, (3 January 2013) | doi:10.1038/ismej.2012.155

→微生物コロニーを何枚もの薄片に分けて、MALDI-TOF-IMS（マトリックス支援レーザー脱離イオン化－飛行時間型イメージング質量分析計）による有機分子の二次元マッピングを積み重ねて、微生物種間での有機分子のやり取りを三次元でマッピング。有機分子の空間分布をマッピングするこうした技術は、今後どんどん発展していきそう。そのうち、堆積物や土壌中の有機分子をまとめて三次元マッピングするようになった時に、どんな現象が見えてくるか。

3.    Hydrogen-Nitrogen Greenhouse Warming in Earth's Early Atmosphere

Robin Wordsworth, Raymond Pierrehumbert

Science 4 January 2013: Vol. 339 no. 6115 pp. 64-67, DOI: 10.1126/science.1225759

→「暗い太陽のパラドックス」を解決するメカニズムとして、大気中の高濃度のH2分子とN2分子の衝突による温室効果を提唱。例えば、大気N2量が現在の2-3倍あってH2がその1/10くらいあると、CO2量が現在の2-25倍程度しかなくても、太陽光量が現在の75%の時に気温が0℃を上回るらしい。水素資化メタン生成微生物が増えてくると、この温室効果が失われて寒冷化する？　系外惑星や初期火星でも重要な温室効果メカニズムかもしれない。なるほどなぁ。H2の起源としては、地球内部からの脱ガスを想定している模様。

4.    Nitrogen isotopes in bulk marine sediment: linking seafloor observations with subseafloor records

J.-E. Tesdal, E. D. Galbraith, and M. Kienast

Biogeosciences, 10, 101-118, 2013. Published: 9 January 2013.

→海洋堆積物のバルク窒素同位体組成（d15N）のコンパイルとデータベース構築。表層堆積物は2300地点、海底下堆積物は173地点。役立つ。d15N記録に堆積物中変質が与える影響も考察している。先日出たRobionson et al. (2012, PA) が沈降粒子と表層堆積物の間の変化に着目しているのに対して、この論文では表層堆積物から深部堆積物にかけての変化を主に議論している。深部（＝古い）ほど徐々にd15N値が低くなっていく傾向が認められるとして、「d15N値が高い有機分子が徐々に分解されていくためだろう」と推察している。ふむ。

5.    Prokaryotic responses to hydrostatic pressure in the ocean – a review

Christian Tamburini, Mehdi Boutrif, Marc Garel, Rita R. Colwell, Jody W. Deming

Environmental Microbiology, Accepted manuscript online: 14 JAN 2013, DOI: 10.1111/1462-2920.12084

→海洋の静水圧に対する原核生物の応答のレビュー。これまでに蓄積されてきた、高圧での微生物純粋培養実験の知見まとめ。成層化した海洋では、深海微生物が高圧に適応しており、低圧・大気圧条件のインキュベーションでは、有機物分解などの微生物活性を過小評価してしまう。一方で、混合や粒子沈降が活発な海域では、表層微生物が深海に輸送されるので、低圧・大気圧条件では、活性を過大評価してしまう。なるほど。

6.    Did life originate from a global chemical reactor?

E. E. Stüeken, R. E. Anderson, J. S. Bowman, W. J. Brazelton, J. Colangelo-Lillis, A. D. Goldman, S. M. Som, J. A. Baross

Geobiology, Article first published online: 18 JAN 2013, DOI: 10.1111/gbi.12025

→初期地球における生命の起源は、単一の場所ではなく、複数の環境（大気、沿岸、海氷、海面、堆積物、熱水、地殻など）とそれらのつながりを考慮する必要があるというレビュー＆仮説論文。それぞれの環境の非生物化学反応によって生成された有機分子が輸送されて集まることで生命システムが成立した？（“グローバルな化学反応炉”）という考え。鉱物を触媒にした前生命的代謝ネットワークに着目している。読めば勉強になりそう。

7.    Groundwater activity on Mars and implications for a deep biosphere

Joseph R. Michalski, Javier Cuadros, Paul B. Niles, John Parnell, A. Deanne Rogers & Shawn P. Wright

Nature Geoscience, Published online 20 January 2013, doi:10.1038/ngeo1706

→火星のMcLaughlinクレーターには、地殻深部の岩石が表面に露出しており、アルカリ性地下水の影響を受けて形成された鉱物が見られ、地下深部での水循環が過去にあったことを示唆する。そうした環境では、水素などをエネルギー源にした地下生命圏が存在していた可能性があり、将来の火星探査で岩石を調べれば痕跡が見つかるかもしれない？

8.    Regulation of soil organic C mineralisation at the pore scale

Léo S. Ruamps, Naoise Nunan, Valérie Pouteau, Julie Leloup, Xavier Raynaud, Virginie Roy, Claire Chenu

FEMS Microbiology Ecology, Accepted manuscript online: 24 JAN 2013, DOI: 10.1111/1574-6941.12078

→土壌有機炭素の無機化を制御しているのは、生物的要因（微生物群集組成など）と非生物的要因（微生物の生息環境など）のどちらが重要か？という問題に対して、「ガンマ線で土壌殺菌→単一種バクテリアを再導入→土壌の微小な場所による無機化速度の違いをみる」というアプローチで評価。微生物の種類や代謝ではなく、土壌間隙スケールでの環境の違い（特に基質の可給性）が重要らしい？

9.    Microbiome of the upper troposphere: Species composition and prevalence, effects of tropical storms, and atmospheric implications

Deleon-Rodriguez, N., Lathem, T.L., Rodriguez-R, L.M., Barazesh, J.M., Anderson, B.E., Beyersdorf, A.J., Ziemba, L.D., Bergin, M., Nenes, A., Konstantinidis, K.T.

Proceedings of the National Academy of Sciences of USA 110, 2575–2580. Published online January 28, 2013

→対流圏上層（高度10km）の微生物群集組成。バクテリアが1立方メートルあたり10の4乗くらいとけっこういて、0.25-1umサイズの粒子の20%を占める。真菌はバクテリアよりも桁で少ない。ハリケーンの後の試料では、平常時と群集組成が異なっていて、海洋バクテリアが多くなっている。強風で海洋表層から飛ばされてきた？　氷核や雲凝結核として、バクテリア細胞が従来想定よりもずっと重要かもしれない。微生物の種類によって核になる能力が異なる？　2012年の年末にも「雲中の微生物活動が大気化学に影響？」という論文（Vaïtilingomet al. 2013, PNAS）も出ていたので、合わせて気になる。

読んだ本まとめ 2013年1月 Book memo (Jan. 2013)

2013年1月に読んだ本の一言感想とリンクの記録（Twitterから）。15冊。

『方舟さくら丸』（安部公房 著）

『柿の種』（寺田寅彦 著）

『オブ・ザ・ベースボール』（円城塔 著）

『伝奇集』（ホルヘ・ルイス・ボルヘス 著）

『ムーン・パレス』（ポール・オースター 著）

『方法序説』（ルネ・デカルト 著）

『孤独なバッタが群れるとき サバクトビバッタの相変異と大発生』（前野ウルド浩太郎 著）

『第四間氷期』（安部公房 著）

『青い脂』（ウラジーミル・ソローキン 著）

『ユービック』（フィリップ・Ｋ・ディック 著）

『生命とは何か 第2版 複雑系生命科学へ』（金子邦彦 著）

『ゴーレム100』（アルフレッド・ベスター 著）

『リヴァイアサン ―クジラと蒸気機関―』（スコット・ウエスターフェルド 著）

『青の物理学 空色の謎をめぐる思索』（ピーター・ペジック 著）

『2100年の科学ライフ』（ミチオ・カク 著）

学術書の覚書 [Ocean Biogeochemical Dynamics]

Ocean Biogeochemical Dynamics
Jorge L. Sarmiento & Nicolas Gruber (2006)
Princeton University Press, 526 pp.

炭素循環を中心にした、海洋生物地球化学の教科書。M2の時に買ってD3になってようやく読みきったので、まとめておきます。研究が海洋生物地球化学に関連する人には、扱う時代を問わず、非常にオススメです。輪講に使っている研究室も多いのではないでしょうか。

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章立ては、以下の全10章。
1: Introduction
2: Tracer Conservation and Ocean Transport
3: Air-Sea Interface
4: Organic Matter Production
5: Organic Matter Export and Remineralization
6: Remineralization and Burial in the Sediments
7: Silicate Cycle
8: Carbon Cycle
9: Calcium Carbonate Cycle
10: Carbon Cycle, CO2, and Climate。

1章の序論に始まり、2-3章で基礎的な物理・化学プロセスを紹介して、4-9章が生物地球化学プロセスの各論で、最後の10章で気候変動と海洋生物地球化学の関係を総合的に論じる、という全体の構成。

個人的には、有機物の生産・分解・埋没を扱う4-6章と、第四紀の氷期間氷期サイクルと炭素循環の関係を論じた10章後半が、特に参考になった。他にも、海洋循環の様式や、シリカや炭酸塩の生物地球化学なども、目からウロコな項目が多かった。

本書が教科書として素晴らしい点は、「謎解きしていく構成」と「定量的な議論」の主に2点かなと思う。

１，謎解きしていく構成
各章は基本的に、海洋化学組成分布など観測事実をまず示して、「さて、ではなぜこのような分布になっているのだろうか？」と読者に問いかけた後、様々なプロセスを紹介して謎解きしていく構成になっている。

例えば4章（海洋表層での有機物生産）では、まず下記の海洋表層の硝酸塩濃度分布図が示される。

多くの海域では表層硝酸塩濃度がほぼゼロな一方で、南大洋や北太平洋、東部赤道太平洋など一部の海域では硝酸塩が高濃度に存在する状態（いわゆるHNLC）になっている。そこで「さて、ではなぜこのような分布になっているのだろうか？」と、筆者たちは問いかける。確かに不思議で、ちょっと考えただけでは統一的な説明は難しい。

4章の中では、海流、化学量論、光条件、藻類や動物の生態、微生物ループ、微量元素などなど、様々なプロセスや環境因子の詳細が紹介されていく。それらが海洋生態系モデルとしてまとめられ、その挙動が解析され、最終的には当初の疑問（ここではHNLCの原因）について、筆者たちが考えている仮説が示され、（一応の）統一的な説明が得られる。

読み終わると、「なるほどなぁ」と感心する一方で、まだ謎解きは決着していないことにも気付かされ（多くの場合で示されるのは仮説）、さらに好奇心をくすぐられることになる。


２，定量的な議論
本書では、生物地球化学プロセスの説明では、数式を用いた定量的な議論が、できる限り試みられている。ただし、あまり複雑な数式やモデルは登場せず、そのプロセスに本質的な因子だけを取り出したシンプルな式がほとんどで、文章を読んでいればその式の意味が自ずと分かるように書かれていて、分かりやすい。（自分も物理や数学は得意な部類ではないけど、数式の多くに付いていけた）

例えば、4章では海洋表層の生態系モデルが解説されており、例えばそのうちN-PモデルやN-P-Zモデルでは、無機窒素プールや藻類バイオマス、動物プランクトンバイオマスそれぞれのインプットとアウトプットのフラックスが、下記図のように定式化されており、わりと単純な式で表現されているのが分かる。

各モデルのパラメータを振った時の挙動が解析され、例えば4章では「どのような条件で海洋表層硝酸塩がゼロにならないか」が調べられていき、当初の疑問への答えへとつながっていく。


なお、全体的に地球化学的・地球物理学的な視点で書かれていて、生物学的な記述は比較的控えめになっている。

著者のJorge L. Sarmiento（プリンストン大学教授）は主に海洋炭素循環モデルの研究で有名で、海洋生物地球化学分野の大御所の一人。Nicolas Gruber（スイス連邦工科大学教授）も、まだ40代だけど、既に大御所級の業績を残している（海洋CO2の研究も有名だけど、個人的には海洋窒素循環のイメージが強い）。

なお、本書に掲載されている図は、著者のウェブサイトでPDFもしくはPPTファイルとしてダウンロードでき、授業などに使用可能になっている。また、1章と10章はPDFで試し読みが可能。
http://www.up.ethz.ch/people/ngruber/textbook/

集めた論文の覚書 ［ペプチドグリカンの生化学］ Literature Review [Biochemistry of peptidoglycan]

バクテリアのペプチドグリカンに関連して集めた論文たちのメモ。ペプチドグリカンについては、環境中の有機物としてけっこう寄与が大きいのでは？と言われて議論が続いている（例えば、McCarthy et al., 1998, Science とか）。今回は、主に微生物学・生化学的なレビュー。年代順。後で読む。

1.    Peptidoglycan types of bacterial cell walls and their taxonomic implications

Schleifer, K.H., Kandler, O.

Bacteriological Reviews 36, 407–477. (1972)

2.    Effect of D-amino acids on structure and synthesis of peptidoglycan in Escherichia coli

Caparros, M., Pisabarro, A.G., de Pedro, M.A.

Journal of Bacteriology 174, 5549–5559. (1992)

3.    Assembly of the monomer unit of bacterial peptidoglycan

Van Heijenoort, J.

Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS 54, 300–304. (1998)

4.    Bacterial S-layers

Sleytr, U.B., Beveridge, T.J.

Trends in Microbiology 7, 253–260. (1999)

5.    Chemistry, Nutrition, and Microbiology of d -Amino Acids

Friedman, M.

Journal of Agricultural and Food Chemistry 47, 3457–3479. (1999)

6.    Amino acid racemases: functions and mechanisms

Yoshimura, T., Esak, N.

Journal of Bioscience and Bioengineering 96, 103–109. (2003)

7.    Breaching the great wall: peptidoglycan and microbial interactions

Cloud-Hansen, K.A., Peterson, S.B., Stabb, E. V, Goldman, W.E., McFall-Ngai, M.J., Handelsman, J.

Nature Reviews Microbiology 4, 710–716. (2006)

8.    Three-dimensional structure of the bacterial cell wall peptidoglycan

Meroueh, S.O., Bencze, K.Z., Hesek, D., Lee, M., Fisher, J.F., Stemmler, T.L., Mobashery, S.

Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 103, 4404–4409. (2006)

9.    Murein (peptidoglycan) structure, architecture and biosynthesis in Escherichia coli

Vollmer, W., Bertsche, U.

Biochimica et Biophysica Acta 1778, 1714–1734. (2008)

10.  Peptidoglycan structure and architecture

Vollmer, W., Blanot, D., De Pedro, M. A.

FEMS Microbiology Reviews 32, 149–167. (2008)

11.  Cytoplasmic steps of peptidoglycan biosynthesis

Barreteau, H., Kovac, A., Boniface, A., Sova, M., Gobec, S., Blanot, D.

FEMS Microbiology Reviews 32, 168–207. (2008)

12.  Bacterial peptidoglycan (murein) hydrolases

Vollmer, W., Joris, B., Charlier, P., Foster, S.

FEMS Microbiology Reviews 32, 259–286. (2008)

13.  Structural variation in the glycan strands of bacterial peptidoglycan

Vollmer, W.

FEMS Microbiology Reviews 32, 287–306. (2008)

14.  Peptidoglycan turnover and recycling in Gram-positive bacteria

Reith, J., Mayer, C.

Applied Microbiology and Biotechnology 92, 1–11. (2011)

15.  Structural perspective of peptidoglycan biosynthesis and assembly

Lovering, A.L., Safadi, S.S., Strynadka, N.C.J.,

Annual Review of Biochemistry 81, 451–478. (2012)

16.  Bacterial cell-wall recycling

Johnson, J.W., Fisher, J.F., Mobashery, S.

Annals of the New York Academy of Sciences (2013)