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火星大接近って何? [探究心の喚起]

2018年7月31日、火星と地球の間の距離は5,759万kmとなり、2003年以来15年ぶりに6000万kmよりも近い距離の接近になるそうです。太陽・地球・他の惑星が接近し、一直線に並ぶ事を会合といいますが、会合の時期に、最も距離が近くなる事を「最接近」。「最接近」の中でも特に距離が近い時を「大接近」というそうです。

なんで最接近の距離が違うの?
地球の公転周期は365日。火星の公転周期は687日のため、会合周期は約2年2ヶ月です。ただし、「最接近」時の距離は、年によって大きく異なります。
(最接近時の距離)
2016年 5月31日  7528万km
2018年 7月31日  5759万km
2020年10月 6日  6207万km
2025年 1月12日  8145万km
2027年 2月20日 1億142万km
2029年 3月29日  9682万km
2031年 5月12日  8278万km
2033年 7月 5日  6328万km
2035年 9月11日  5691万km

次の「大接近」は17年後の2035年の9月になるようです。なぜ、ここまで最接近時の距離が違うのでしょうか。

これは、地球が太陽を中心にほぼ円状に公転しているのに対し、火星が太陽の中心から少しずれた形で、かつ楕円軌道を描いている事が影響しているようです。そのため、火星が太陽に最も近づく時(近日点)と、会合周期がほぼ一致した時に「大接近」になるため、数年に1度の珍しい現象になるようです。

火星の明るさは、6月下旬から9月上旬まで、マイナス2等を超えて明るく見えるという事で、天体を指導する上では、探究心を喚起するきっかけになりそうです。

参考
・火星の接近(国立天文台)
・火星大接近2018(国立天文台)

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イーロンマスクの火星移住計画 [探究心の喚起]

中学3年生は天体を学習します。「惑星の特徴」について学習しますが、せっかく魅力的な単元なのに、地球型惑星は密度が大きい、木製型惑星は密度が小さいなど、単純暗記で終わってしまうのはもったいない。という事で、惑星の特徴を少しでも印象づけるために、「惑星」に関するネタを収集してみました。

イーロンマスクの火星移住計画
イーロン・マスクが描く「火星移住計画」の衝撃(DIAMOND ONLINE)の引用です
SpaceXの最高経営責任者(CEO)であるイーロンマスク氏は、2016年9月、火星に居住地を建設する「火星移住計画」を発表しました。今後、10数年以内に地球と惑星との間で数千人を輸送する事業をスタートさせ、その後、約40年から100年後には、火星を100万人が暮らし、自給自足できる居住地にする、というものです。

火星移住計画では、巨大な火星行きの惑星間輸送システムで火星まで約80日かかる日数を、最終的には30日まで短縮するとしています。また火星行きのチケットも、1枚10万ドル(約1000万円)まで値下げするなど、具体的なイメージを語っていました。

予算としては100億ドル(約1兆円)もあれば、この計画を進められるとのことでした。さすがにこれほどの資金力はイーロン・マスクをもってしても難しく、「民間の活力からも、政府の資源からも、できる限り多くを得たいと考えている」と語っていました。

宇宙開発のそもそもの目的には、複数の惑星に人類が住むというものがあります。人口が急激に増えたり、資源が枯渇したり、食糧問題や水の危機が起きたりして、地球に何かが起きたとき、別の惑星にも住めるようにしておくという思想があったのです。

また アマゾンの創業者兼CEOのジェフ・ベゾスも、具体的な惑星を限定していませんが、「宇宙に100万人が住んで、100万人が働く」と言っています。宇宙に経済圏を広げる、ということです。

~以上引用~

なぜ火星なのか
理科の教科書のデータを見ると、地球から太陽までの平均距離を1とすると、太陽から金星までの距離は0.7、太陽から木星までの距離は1.5。このデータだけ見ると、金星にも可能性があるのでは?という気がします。

しかし、金星は、大気圧が90気圧もあり、平均気温は400℃以上。厚い硫酸の雲があるというのも障害になりそうです。また、自転周期が243.02日(火星は1.02日)と極端に自転スピードが遅く、実際に住むとなると生活リズムにも影響しそうです。大きな影響があるとは思いませんが、金星だけが他の惑星と違い、自転が時計回りだそうです。

火星の大気の組成は主に二酸化炭素で、植物を栽培できる可能性もあるそう。表面の気温は-140℃~20℃程度。重力は地球の37%程度。月の重力は地球の6分の1に比べると、まだ地球に近い環境と考えられているようです。

また、火星にはかなり強い風が吹いていており、火星での輸送用に翼があるグライダーのように飛ぶものが研究・開発されているそうです。

他の候補は?
イーロン・マスクが描く「火星移住計画」の衝撃(DIAMOND ONLINE)から引用
NASAは最近、人が住める候補天体の範囲を広げてきています。例えば、木星の衛星のひとつ「ガニメデ」。ガニメデは、1610年にガリレオ・ガリレイによって発見された木星の第3衛星です。

なんと、ガニメデには水があることが、すでに発見できています。その想定量が最近の探査プログラムの中ではっきりしたのですが、地球よりも多くの水があると考えられているのです。
~以上引用~

※ガリレオが発見した木星の4大衛星(イオ・エウロパ・ガニメデ・カリスト)。木星は現在60個以上の衛星が発見されている。

ガニメデの半径は2630Km。地球の半径が約6400km、火星の半径3390km、月1737kmと比べると、ガニメデも一つの移住先の候補になってもおかしくない大きさなのかもしれません。ただし、表面温度は-160℃という事で、気温の問題を克服しなければいけません。

追求テーマ
ガニメデに水がある事を発見した仕組みに興味があるのでもう少し調べてみます。また、ガニメデには生物がいるのではという調査も進んでいるようなので、合わせて調べてみます。

あまり時間をかけて扱う単元ではありませんが、少しでも興味関心を引き出す授業ができるよう構成を考えていきます。

参考
イーロン・マスクが描く「火星移住計画」の衝撃(DIAMOND ONLINE)
イーロン・マスク氏「人類存続のため」火星移住を主張--10年で実現の可能性
オーロラから探る、ガニメデの地下海「ガニメデ」木星の第三衛星にも生物?(宇宙の果て)

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界面活性剤って何?~シャンプー・リンスとイオンの関係~ [探究心の喚起]

シャンプーについて調べてみると、多くの化学物質が登場するだけでなく、イオンに関係する情報も多く出てきました。中3理科の内容とリンクできるように整理してみます。

【界面活性剤って何?】
・界面活性剤は、界面(物質の境の面)に作用して、性質を変化させる物質の総称。
・構造としては、1つの分子の中に、水になじみやすい「親水性」と、油になじみやすい「親油性」の2つの部分を持っている。この構造が、本来、水と油のように混じり合わないものを、混ぜ合わせるのに役に立ち、汚れを落とす洗浄の働きをする。
・界面活性剤は水になじみやすい「親水性」と油になじみやすい「親油性」の2つの性質をもった成分。油にも水にもなじみやすいので、油と水を混ぜ合わせる力がある。

【界面活性剤の種類】
①アニオン界面活性剤(親水性部分が ーイオン)
②カチオン界面活性剤(親水性部分が+イオン)
③両性界面活性剤(親水性部分が条件によって、+にもーにもなる)
④ノニオン界面活性剤(イオンがない)

【アニオン界面活性剤(親水性部分が ーイオン)=シャンプー】
・親油性の部分が「油に吸着」→「油を浮かせる」→「油を閉じ込める」という流れで汚れを落とす。
・大半の洗剤やシャンプーはアニオン界面活性剤。

【カチオン界面活性剤(親水性部分が+イオン)=リンス】
・-に停電した髪の毛などに吸着するという特徴。
・髪の毛のタンパク質は+に帯電しているため、タンパク質が抜けた髪の毛は-に傾く。したがって、トリートメントやコンディショナーはカチオン界面活性剤を使用している。
・髪の毛を洗うシャンプーはアニオン界面活性剤(陰イオン)で洗うので-に帯電するので、カチオン界面活性剤の吸着力が上がる。
・カチオン界面活性剤は傷んだ髪の毛に成分が吸着するという性質があるため、カチオン洗浄成分を使用したシャンプーの場合コンディショニング効果が得られる。
・肌や髪の毛に非常に優しい洗浄成分と言えます。

【両性界面活性剤(親水性部分が条件によって、+にもーにもなる)】
・洗っている時のpHで性質が変わったり他に配合する成分で性質が変わる界面活性剤です。
・両性界面活性剤の場合、汚れもおちる(アニオン化)し成分も髪の毛に張り付く(カチオン化)という性質がある。そのため、界面活性剤単独でもリンスやコンディショナーをした感じの質感になる事が多いのが特徴。
・両性界面活性剤はよく両性ベタインと言われる。

【ノニオン界面活性剤(イオンがない)】
・ノニオン界面活性剤の多くは主に洗浄力が無く泡立ちや粘度・乳化剤に使用される。
・ノニオン界面活性剤の洗浄成分はとても泡立ちが少なく洗浄力が少ないため肌に与えるダメージが少ない。

【実践方針】
・シャンプーに含まれる界面活性剤は水と油の境界をなくし、汚れを浮かす事で除去する事ができる。
・髪の毛の80%はタンパク質で、髪の毛のタンパク質は通常+に帯電している。
・親水性部分が陰イオンのシャンプーで、髪の毛を洗う際に、タンパク質が流れ髪の毛が-に帯電する。
・次に、親水性部分が陽イオンのリンスやコンディショナーが髪に吸着する事でコンディショニング効果が生まれる。

大きな流れは上記だと思いますが、シャンプーリンスに含まれている成分やその組成、界面活性剤の分類など、生徒状況に応じて意欲換気につなげていきたいと思います。

【参考】
・界面活性剤とは(花王)
・シャンプーの洗浄成分(界面活性剤)を解り易く説明します(綺麗のミカタ)
・シャンプーの界面活性剤は危険?種類と成分を正しく理解しよう!(女性の美学)

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身近な酸・アルカリ・中和反応 [探究心の喚起]

中学3年生の理科では「酸とアルカリ」「中和反応」を学習します。シャンプーとリンスの関係もそうですが、身近な中和反応の事例を整理します。

【胃薬の働く仕組み】
胃は通常pH1~2。通常は胃壁の粘膜に守られていて胃自身を溶かすことはないが、胃壁が弱っていると、胃粘膜を荒らし、胃炎や潰瘍の原因になる。制酸薬は、過剰な胃酸を中和し、pH4程度まであげる事で胃の粘膜を保護する。
<成分例>
水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウムゲル

【食品に含まれるpH調整剤って何?】
食品は、味・健康面ともに、弱酸性であることが好ましいとされている。pH調整剤は食品のpHを弱酸性(6.0~6.5)になるよう調整することで、食品の腐敗を抑える添加物。クエン酸、フマル酸、重合リン酸塩など複数の成分が配合されているが、一括して「pH調整剤」と表示される。
pH調整剤に使われている添加物の中で、特に問題なのはリン酸塩。リン酸塩の過剰摂取は、ヒトの腸管から血液中にカルシウムが吸収されるのを妨げてしまう。血液中のカルシウムが不足すると、血液のpHを保つために骨からカルシウムが溶け出す。そのカルシウムが神経細胞内に溜まると、イライラや神経過敏を引き起こすといわれている。

【髪の毛とpHの関係】
健康な髪の毛のpH指数の理想は4.5~5程度(弱酸性)だと言われている。髪の毛は酸性にかたむくと髪の表面のキューティクルがギュッと引きしまり、逆にアルカリ性にかたむくとキューティクルが緩んで開いてしまう。

髪がアルカリ性になってしまうとキューティクルにダメージを与えて栄養分や水分が流れて出てしまう。こうなると髪は潤いやツヤ、ハリをなくしパサパサの傷みの目立つ髪になってしまう。

カラーやパーマの施術をすると髪の毛の中にアルカリ剤が残るので、洗っても乾かしてもなかなか髪の毛から出てこない。髪の毛がアルカリ性に傾いていると言える状態で酸性のシャンプーやリンスを使用しても一時的に中和されるが乾いたら同じ。髪の毛はタンパク質が8割で、そのタンパク質を束ねているのがCMCと言われる油の一種。この油分は髪の毛の全体の5%ぐらいで、髪の毛と髪の毛を張り合わせる糊のような役割をはたしている。CMCは弱酸性で、アルカリ性の作用で髪の外に溶け出てしまい、髪の毛のダメージにつながる。

【シャンプーとリンスと中和の関係】
①石鹸シャンプー
石鹸シャンプー(アルカリ性)を使うと髪がきしんだような感じになる。そこで、リンスは中和するためにクエン酸(酸性)などを成分にしている。
②合成シャンプー(界面活性剤で汚れを落とす仕組み)
合成シャンプーは中性から弱酸性で、マイナスイオンを帯びている。マイナスイオンを帯びた髪は静電気などが発生するので、これを中和するためにプラスイオンを帯びた界面活性剤を使用したリンスを使用する。
※合成シャンプーのリンスの役割は、中和というよりは、電気的に中性にする事か?

【アルカリ性洗剤、中性洗剤、酸性洗剤の違いは?】
①アルカリ性洗剤(pH11以上)※pH8~11のものは弱アルカリ性洗剤
アルカリ性がタンパク質と結合し溶かす性質を活かして作られている。お風呂のカビ取り、換気扇用洗剤、窓ガラス洗剤などの多くはアルカリ性。アルカリ性洗剤を触ってぬるぬるするのは皮膚のタンパク質を溶かしているからなので使用の際はゴム手袋をするなど注意が必要。
②酸性洗剤(pH3未満)
細胞膜を分解したり、細菌や微生物に必要な酵素を分解する作用がある。トイレの洗剤などがこのタイプ。
③中性洗剤(pH6~8)
食器洗いなど比較的長時間手で触れる洗剤に多いタイプです。弱アルカリ性の洗剤と区別するためにこう呼ばれている。

【検討事項】
・界面活性剤には多くの種類がありそうなので、その特徴について整理したい
・シャンプー・リンス・トリートメント・カラー・パーマなど、中高生にとっては興味関心が高いテーマなので、授業のネタとして端的に紹介できれば意欲換気につながりそう。

【参考】
暮らしと中和(品木ダム水質管理所)
pH調整剤|避けた方がよい添加物
コンビニのパンは超危険?見えないかたちで大量の添加物、健康被害の恐れ
なぜアルカリ性だと髪の毛は傷むのか?(綺麗のミカタ)
髪とpHの関係(頭美人)
【美容師から見た】リンスとは(リズミカルな美容師よごの記録)
髪の毛のCMCの役割とは(頭美人)

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未来の自動車はどうなる? [探究心の喚起]

燃料電池自動車(FCV)や電気自動車(EV)など、従来のガソリン車と違う燃料で動く自動車の開発が注目されていますが、一般の人にとっては、「燃料がどうなるか?」は正直本質的な問題ではないように感じます。自動運転技術やカーシェアリング、IT技術や仕組みも含めて、人々の潜在的な期待にどのように応えていくかで、未来の自動車の姿が変わっていくのではないでしょうか。

そこで、燃料にとらわれずに、現在の自動車開発がどこまで進んでいて、どこに向かっていこうとしているのかを調べてみました。

【「GMも圧倒する「グーグル」自動運転技術の脅威」より】
・自動車業界は今、4つの変化が同時多発的に起きており、4つの頭文字をとって「CASE」と呼ばれている。
 C(コネクティビティ)通信と車の接続
 A(オートノマス)自動運転
 S(シェアリング)共有サービス
 E(エレクトリックモビリティ)電動化

・自動運転やコネクティッドといった新技術が組み合わされると、ロボットタクシーや無人運転のライドシェア、さらにはeコマースと連動した自動配送の物流など、「MaaS(モビリティ・アズ・ア・サービス)」と呼ばれる新しい事業領域が生まれる。

・グーグルを傘下に持つ持株会社アルファベットの自動運転開発子会社ウェイモは、今年2月までに公道での実走行距離が800万キロメートルに達した。シミュレーションでの走行経験と合わせて、他の自動車会社を圧倒する走行データを蓄積している。

・自動運転開発の格付け
 LEADER(リーダー)ウェイモ、GMなど
 CONTENDER(競争相手)トヨタなど
 CHALLENGER(挑戦者)ホンダ、テスラ、アップルなど
※ウェイモは2017年調査では2番手集団に入っており、入れ替わりが激しい

【「電気自動車は「グーグルカー」のあり方こそが自然体」より】
・市場での需要(実需)と技術的な課題(EV三重苦)を考慮すると、「超小型モビリティー」という結論に。
※EV三重苦(①航続距離が短い ②二次電池の価格が高い ③充電インフラ整備のコスト)

【見解】
グーグルやアップルの動きを見ていても、燃料の問題よりも、「自動運転技術」「車と通信の接続」「共有サービス」がどう活用されるかの方が私たちの生活に与える影響は大きいと感じました。

自動車、通信サービス、電気、建築、運送、宅配など、様々な企業や自治体が協働し、住民がどのような未来を期待しているかを想像し、夢のあるプランを提示する事ができるかどうかが、今後の自動車の未来を決定づけると感じました。

「運送や宅配に関しては、自宅前から玄関までの数メートルの溝を埋められなければ、現状のままだろうな」「まずはタクシーの無人化から始まるのかな?」といったレベルの発想しかまだ浮かんできませんが、他の人がどんな想像をするかも興味深いです。生徒が思い描く未来の自動車社会についても、ぜひ聞いてみたいと思いました。今後の変化にも引き続き注目していきます。

【参考】
GMも圧倒する「グーグル」自動運転技術の脅威
トヨタは本当にEVや自動運転で「攻めの姿勢」に転じたか(DIAMOND Online)
電気自動車は「グーグルカー」のあり方こそが自然体(DIAMOND Online)
買い物先に自動で移動可能に? Appleが自動運転特許を出願(GIZMODO)

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「全固体電池」の可能性 [探究心の喚起]

「燃料電池自動車(FCV)と電気自動車(EV)のどちらに可能性があるのか?」ネット上でも多くの見解が語られています。燃料電池自動車の課題は水素ステーションの設置と電気エネルギーのロス。電気自動車の課題は走行距離と充電時間。電気自動車のデメリットを解消する「全固体電池」が注目を集めているようです。

【全固体電池の特徴】
・リチウムイオン電池やニッケル水素電池に比べ、「充電時間が短く」「容量を大きく」する事ができる。(2009年以降に量産されたEVは「リチウムイオン電池」を利用)

【全固体電池のしくみ】
・「全固体電池」では電解液(液体)ではなく、『固体電解質』(固体)の中を、イオンが自由に行き来することで、充電と放電を行う。
・2017年夏、東京工業大学の菅野了次教授らの研究グループが、従来の液体電解質に匹敵するイオン伝導率(電気の流れやすさ)を持つ、新たな固体電解質材料を発見。スズとケイ素を組成に組み込んだ新電解質はこれまで発見された組成に比べて材料が安価で、しかも合成しやすいという特徴を兼ね備えている。

【全固体電池のメリット】
・液体の場合、液漏れなど安定性に支障をきたす恐れがあり、液体を囲むためのカバーが必要になるが、固体電解質の場合は、カバーが不要になり液漏れもないため安全
・固体なら積層が可能なので、エネルギー密度を既存のリチウムイオン電池よりもさらに高めることができる。これは充電時間を短縮できる可能性を示している。
・温度変化に強い(ー30℃~100℃でも安定した性能を発揮)

【全固体電池実用化への壁】
・今後5〜10年間は従来型のリチウムイオン電池の性能が改善し続けるため、全固体電池が性能と製造コストにおいて追い抜くことは難しい。加えて、リチウム金属電池のようなほかの技術が全固体電池の前におそらく商品化されるはずだ(元テスラ幹部)
※トヨタは2010年にテスラと資本提携し、テスラの電池技術に基づくEV開発を進めていたが「技術に対する姿勢が違う」(幹部)などとして提携関係を解消。16年末までに保有株式をすべて売却している

【参考】
EVの『全固体電池』トヨタはなぜ今なのか(RanQ)
全固体リチウムイオン電池の実用化目前!私たちの生活を変える新時代の電池とは?(EMIRA)
テスラCEO、車載電池開発巡りトヨタを挑発 (日本経済新聞)
元テスラ幹部が予言する「日本車」の未来(東洋経済)
パナソニックが強気、脱「テスラ依存」の勝算(東洋経済)

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燃料電池自動車(FCV)の可能性と課題 [探究心の喚起]

中3理科の授業では、燃料電池を学習します。水素と酸素から電気を取り出し、排出されるのは水のみという燃料電池の仕組みは、環境への悪影響が少ないとして学校教科書でも紹介されています。燃料電池自動車の可能性と課題について調べてみました。

【燃料電池自動車の現状】
・水素5kg(3分間の補給時間)で650km走行できる(トヨタ:MIRAI)。
・燃費は10~14円/km(ガソリン車は14~17円)
※ここまで見るとガソリン車とそこまで違いがない水準のようにみえます。
・普及状況(2017年時点)
 乗用車1807台・バス5台・トラック1813台
※現状、公用車としての利用が多く、一般にはほとんど普及していないようです

【燃料電池自動車の課題】
・水素ステーション不足
 2018年3月14日現在、22都道府県92ヵ所(そのうち33ヵ所は移動式ステーション)
⇒2018年2月にトヨタ自動車・ホンダ自動車・JXTGエネルギー・出光興産など11社が、水素ステーション整備推進を主タスクとする日本水素ネットワーク合同会社(別名:JHymジェイハイム)を設立
・電気自動車に比べ、電気エネルギーのロスが大きい(「イーロン・マスクのすすめ」より
(電気自動車)再生可能エネルギー100kw→送電→充電→電気自動車69kw
(燃料電池自動車)再生可能エネルギー100kw→電気分解→圧縮or液化→移送→燃料電池→燃料電池自動車23Kw~19Kw

【燃料電池自動車のメリット】
・二酸化炭素を排出しない
・製鉄所や製油所から得られる副生水素から不純物を低コストで除去できれば、廃エネルギーの有効活用が可能
・水素は大量貯蔵・大量輸送に向いている

【追求事項】
・電気自動車も充電時間の短縮等、電池の開発が進んでいるようなので、電気自動車と燃料電池自動車のどちらに可能性があるのかを追求していきます。

【参考】
燃料電池車はEVに「もう勝ち目がない」は本当か(DAIAMOND Online)
国内自動車大手がEVよりもFCV(燃料電池車)にこだわるワケ(産経ニュース)
イーロン・マスクが燃料電池車をバカにする理由(イーロンマスクのすすめ)
燃料電池.net
日本水素ステーションネットワーク合同会社を設立(TOYOTA)

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大阪大学のiPS心臓治療、厚労相が正式承認 [探究心の喚起]

【iPS心臓治療、厚労相が正式承認…阪大、今年度中にも移植(ヨミドクター)より】
6/6(水)に配信されたヨミドクターの記事によると、心臓病患者にiPS細胞から作った心臓の筋肉シートを移植する臨床研究計画が厚生相に認められ、5日通知されたとのこと。iPS細胞を使う再生医療が認められたのは、理化学研究所などによる目の難病治療に続いて2例目。

(計画)
京都大学iPS細胞研究所に備蓄しているiPS細胞の提供を受け、心筋細胞に変えて直径数センチ、厚さ0.1mmのシートに加工。心機能が低下した患者3人の心臓にシート2枚を貼り、安全性と有効性を1年間検証。

(懸念点)
阪大によると、治療を受ける患者には1人につき、iPS細胞から作った心筋細胞を約1億個移植する予定。万一、心筋細胞になりきれずに移植されると、患者の体内で細胞ががんになる恐れがある。がんになるリスクは移植する細胞数に比例するため、目の難病治療などに比べ、阪大が使う細胞は圧倒的に多い事が懸念点。

【参考】
iPS心臓治療、厚労相が正式承認…阪大、今年度中にも移植(ヨミドクター)
世界初 iPS細胞で心臓細胞移植へ 大阪大学の研究
iPS細胞を使った「再生医療」の未来~澤芳樹×山田邦雄×山中伸弥×平手晴彦

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iPS細胞の可能性 [探究心の喚起]

中3生物では「遺伝」が扱われます。啓林館の教科書では、2012年にノーベル生理学・医学賞を受賞した山中伸弥博士が紹介されています。子ども達の探究心を喚起するためにも、iPS細胞の最新状況を調べてみました。

【「サイエンスゼロ:iPS細胞10年 夢の医療はここまで来た」より】
(iPS細胞とは)
・皮膚や血液の細胞1に「山中ファクター」という4つの遺伝子を加える事で、どんな細胞にもできるiPS細胞をつくる事ができる。

(再生医療の壁)
・拒絶反応を起こさないためには、本人の皮膚からiPS細胞を作る事が最善だが、遺伝情報がコピーされるため、病気を持った遺伝情報がコピーされるため、そのままでは病気の改善につながらない。
・自家移植の場合、30億個のDNAを調べる必要があるため、1年の調査期間と、5千万円ほどの費用が必要。

(ゲノム編集)
・30億以上並んでいるDNA配列のうちの1箇所だけをハサミのように切り取ることができる技術。「クリスパーキャス」という特別なタンパク質を入れ込むことで、DNAの切り取りたいところを切り、再びつなげる事ができる。切り取ったところがガン化する可能性があるので、安全性の検証が必要。

(iPS細胞ストック)
・他人に移植しても、拒絶反応を示しにくいiPS細胞をストックすることで費用を抑えようという取り組み。2018年までに、30%~50%をカバーする事を目標にしている。拒絶反応に関係するのはHLAという細胞にとっての血液型のようなもの。主に拒絶反応に関わる組み合わせは1万通り近くある。拒絶反応をおこしにくいHLAの細胞をストックする事でお金を削減し、安全性を確認した細胞を使えるようにする。

(創薬への利用)
iPS細胞は病気の遺伝情報もコピーされるため、病気の遺伝情報を持ったIPS細胞を大量につくる事ができる。そのため、今まで動物を使って薬の効用を確認していたことが、iPS細胞を利用して確認することができる。

【参考】
「サイエンスゼロ:iPS細胞10年 夢の医療はここまで来た」

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ブラックホールって何? [探究心の喚起]

【ブラックホールって何?】
・太陽の20倍を超えるような非常に重い星の場合、超新星爆発を起こしたあとに残される中心核は、自らの重力に耐えられず、どんどん潰れていく。極限まで潰れた非常に密度の大きい天体がブラックホールと呼ばれる。
・重力があまりに強く、物体が天体表面から宇宙空間へ脱出するのに最低限必要な速度が光速を超える。そのため、光を含めてすべての物質を吸い込んでしまう。

【超新星爆発って何?】
・恒星の内部では、水素どうしが反応して重い原子になる(最終的に鉄になるまで続く)核融合反応が起こっている。この核融合反応の際に生じる熱による膨張と、重力による収縮がつりあって天体の形ができている。
・核融合の材料がなくなると、急速な収集を始め、天体の表面が吹き飛ぶ=超新星爆発。
・この超新星爆発の後に残るのがブラックホール。

【ブラックホールはどれくらいあるの?】
・ほとんどの銀河の中心にブラックホールがある。
・天の川銀河の中心には射手座A*(射手座Aスター)という太陽の400万倍の質量のブラックホールがある。
・天の川銀河だけでも1億~10億個のブラックホールがあると考えられている。

【ブラックホールが合体するって本当?】
・超新星爆発でできるブラックホールの質量は太陽の10倍程度。重力波の観測により、ブラックホール同士の合体が観測された。

【疑問点】
・重力波って何?
・核融合反応って何?

重力波の観測によって、宇宙空間の謎の解明が進んでいるようです。継続して調べていきます。

【参考】
宇宙情報センター
ブラックホール 未知の世界へ 慶大・岡朋治教授
サイエンスZERO「ついに解明!“ブラックホール成長の謎”」(YouTube)


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