サイエンスジャーナル

自然科学大好き!サイエンスジャーナル!気になる科学情報をくわしく調べ、やさしく解説します!

2013年06月

わずか1滴の血液から、クローンマウス誕生!

 1滴の血液からクローン誕生!
 理化学研究所(理研)は6月26日、1滴の血液から分離した非リンパ球の白血球を用いて、体細胞クローンマウスを作出することに成功したと発表した。

 これまでのクローンは体細胞クローンといって、体の臓器や組織の細胞の核を使った。しかし、血液中の赤血球には核がないので、これまでクローンには使われたことがなかった。だが、白血球には核がある。理化学研究所はそこに目をつけた。

 体細胞核移植クローン技術は、同じ遺伝情報を持ったコピーを無限に生産できることから、畜産分野、創薬、絶滅の危機にある種の保存などに応用が期待されており、マウスでは、これまでに10種類以上のドナー細胞からクローンを作出できることが報告されてきた。


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カロリー“0”奇跡の糖が人類を救う!

 奇跡の糖
 希少糖とは自然界にわずかしかない糖。ガムで使われているキシリトールも希少糖のなかまである。その一つ「プシコース」は血糖値の上昇を抑え、脂肪の蓄積も防ぐ効果がある。1g数万円の価値がある。

 「プシコース」は一見すると砂糖のようにも見えるが、砂糖の約7割くらいの甘さでさわやかな甘さがする。カロリーはゼロだ。

 「プシコース」は今、「奇跡の糖」として、世界中の研究者から大注目を集めている。実はこのプシコース、40億年以上も前に地球で糖が誕生して以来、まったく日の目を見ることのなかった、いわば「落ちこぼれの糖」! 様々な自然の偶然と、研究者の努力によって、私たちの前に現れたのである。


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第2の母国を救いたい!セシウム吸着剤“HOM”を開発

 セシウム含む廃棄物の最終処分場はどこ?
 福島第一原発事故で発生した指定廃棄物(放射性セシウム濃度が1キログラム当たり8000ベクレルを超える廃棄物)の最終処分場の選定をめぐって、国と地方自治体の考え方が平行線をたどっている。

 最終処分場問題については、民主党政権時代に候補地としてあがった栃木県矢板市と茨城県高萩市が猛反発、政府は今年2月に方針を撤回して、それぞれの地域の問題として、各県単位で処分するのが適当とし、特に早急な処理が必要な宮城県、福島県、茨城県、栃木県、群馬県、千葉県の5県については、市町村長会議を設置して議論を進めている。

 しかしながら、その中で「福島県の1カ所に集約すべき」との意見が噴出する一方で、福島県からは、「放射性物質汚染対処特措法及び基本方針に基づいて、各県内で国が処分すべき」と受け入れ拒否を環境省に回答している。

 果たして放射性廃棄物の最終処分場はどこになるのであろうか?

 現在、放射性セシウムは、ゼオライトに吸着させる方法がとられている。今回、紹介する技術は、ゼオライトよりも吸着力のあるセシウム吸着材(Cs-HOM)である。


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「KIROBO(キロボ)」宇宙へ!

 ヒュマノイド「KIROBO」
 ヒューマノイド(humanoid)とは、「人間によく似た」人型ロボットなどを指し、アンドロイド (android)と、ほぼ同義である。2011年、2月25日に打ち上げられたスペースシャトル「ディスカバリー」には、ヒューマノイド・ロボット「ロボノート2」が初搭乗した。

 今回、日本の人型ロボット「KIROBO」が8月4日、国際宇宙ステーション(ISS)に向けて打ち上げられることが決まった。KIROBOは音声認識によって会話機能などを備え、宇宙飛行士の若田光一さんの“相棒”として、世界初となる宇宙での会話実験に挑む。

 6月26日に都内で開かれた完成発表会で、KIROBOは「これは小さな一歩ですが、ロボットにとっては大きな一歩です」と自らあいさつ。プロジェクトメンバーは「ロボットと共生する夢の未来を宇宙という舞台から世界に発信したい」と意気込んでいる。


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火星の砂丘に走る謎の溝!正体はドライアイス?

 火星にご招待!ただし、片道切符のみ
 オランダの非営利団体「マーズ・ワン」が、片道のみの有人火星飛行計画を立て、参加者を募っている。予定では2022年に地球を出発し、7カ月の旅を経て23年に火星に到着する。参加者はそのまま地球に戻ることなく、火星で生涯を終えることになる。「死者をどうするかは火星にいる人たちで決める」(マーズ・ワンのランスドープ代表)という。

 つまり、「地球に戻ることができない火星探検」これを読んだ時には、「さすがにこれほど無謀なものに応募する人はそれほどいないだろうなあ」と思っていた。ところが、わずか2週間で 7万8000人の応募があったという。1回の飛行につき男性2人、女性2人を搭乗させる予定で、18歳以上なら誰でも応募できる。手数料は米国から応募する場合で38ドル(約3800円)。 実際に計画は実行されるのだろうか?

 そんな火星には不思議な現象がたくさん見られる。写真には火星表面に広がる巨大な砂丘が見える。NASAの火星探査機マーズ・リコナイサンス・オービタ(MRO)搭載の高解像度カメラHiRISEが、斜面に平行に走る何本もの溝をとらえた。10年ほど前からその存在が知られていたが、最新の研究により、溝の形成過程が解明された。長さおよそ2.5キロに達する深い溝は、初春に形成される。冬の間、この辺りには二酸化炭素の雪が降り、何層にも積み重なったドライアイスが砂丘を覆う。


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痛風に尿酸排泄遺伝子(ABCG2)変異!20代以下の男性痛風発症者の約9割

 痛風にABCG2遺伝子変異
 痛風は、高尿酸血症を原因とした関節炎を来す疾患。名称は、痛み(発作の箇所)が風が吹く様に足・膝・腰・肩・肘や手など全身の関節・骨端を移動し、尚且つ風が強くなったり穏やかになったりする様に痛みが酷くなったり和らいだりを繰り返す(痛みの悪風に中(あた)る意、または吹いた風が当たっただけでも痛む、の説もある)ことから命名された。

 防衛医科大学校(防衛医大)、東京薬科大学、東京大学の3者は6月19日、痛風患者の発症年齢と尿酸を運ぶ輸送体の遺伝子解析から、若くして痛風を引き起こす主な要因が「ABCG2」という尿酸輸送体の特定の遺伝子変異と強く関連していることを発見し、ABCG2に遺伝子変異が認められる場合では、そうでない場合を比べた場合、平均発症年齢は最大6.5歳ほど若いことが判明したこと、ならびに20代以下における発症リスクは最大22.2倍高いことを発表した。

同成果は防衛医大の松尾洋孝 講師、中山昌喜 医官、東京薬科大学の市田公美 教授、および東京大学医学部附属病院の高田龍平 講師らによるもので、成果の詳細はネイチャー・パブリッシング・グループのオンライン総合科学雑誌「Scientific Reports」に掲載された。


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コエンザイムQ10に新機能!スポーツトレーニングを効果的にする働き

 コエンザイムQ10の摂取がスポーツトレーニングの効果を促進させる
 コエンザイムQ10(CoQ10)というと、美容成分として人気を集めている。身体の中から老化を防止する高いアンチエイジング効果が有名だ。

 CoQ10は、もともと人間の体内で合成される成分。身体のエネルギーを作るために不可欠な成分だが、体内での生成量は多くの場合30代に突入すると減少し始める。体力の衰えや外見的な老化を感じ始めるのは、 コレが原因の一つとなっている。

 今回、コエンザイムQ10に、運動能力を向上させる効果が発見され話題を呼んでいる。6月20日、カネカは同社の欧州子会社Kaneka Pharma Europeが米Capsugelと共同で独オリンピック候補選手を用いたダブルブラインド試験において、還元型コエンザイムQ10(還元型CoQ10)がアスリートにおけるトレーニングの効果を高めることを示す結果が得られたことを発表した。

 同成果の詳細は「Journal of the International Society of Sports Nutrition」電子版に掲載された。


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人工衛星による「緑の世界地図」公開!森林伐採・山火事などで減少は続く

 緑の世界地図、地球の緑地画像
 後退が進む地球の植物分布を示すには、衛星観測が最適だ。

 NASAと米国海洋大気庁(NOAA)が共同運用する地球観測衛星「スオミNPP」は、極軌道を1日約14回周回している。スオミによる各種データを利用すれば、陸地の植物分布に見られるわずかな変化をも検知できる。今回、地球全体の植生を表すため、2012年4月から2013年にかけて撮影したデータを合成した。

 NOAAによると、濃い緑色は植物が非常に豊かな領域を示し、寒冷地や乾燥地、岩石地帯、都市部など、不毛な領域ほど緑色が薄くなる。こうした分布図は、天気予報や農業用地の最適な利用法に関する研究など、さまざまな用途に活用されているという。(Christine Dell'Amore for National Geographic News June 21, 2013)

 世界の森林の現状というと、やはり減少を続けている。その主な原因は森林伐採である。世界的な食料やバイオ燃料等の需用増加により、森林を伐採して畑にしたり、建築資材、紙の原料として伐採する。


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ω-3脂肪酸に精神安定効果?マグロやサバ食べると恐怖の記憶和らぐ

 マグロやサバ食べると恐怖の記憶和らぐ実験結果
 体によいといわれる、DHAやEPAなどの「オメガ3(ω-3)系脂肪酸」。今回、「オメガ3(ω-3)系脂肪酸」の割合が多い食事を取ると、恐怖や苦痛を伴う記憶を緩和させる傾向がある…ということがわかった。話題を呼んでいる。

 DHAやEPAなどオメガ3系脂肪酸は、マグロやイワシ、サバなどの青魚に多く含まれる。これらを食べることで、不安障害などの発症予防に役立つ可能性がある。

 発表したのは、国立精神・神経医療研究センター(東京都)の関口正幸室長らの研究チーム。6月20日から京都市内で開かれる脳神経分野の合同学会で報告する。その実験方法がユニークだ。


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銀河(NGC 3783)中心ブラックホールが、吹き飛ばす低温の塵を発見!

 銀河中心ブラックホール
 ブラックホール (black hole) とは、極めて高密度かつ大質量で、強い重力のために物質だけでなく光さえ脱出することができない天体である。名称は、アメリカの物理学者ジョン・ホイーラーが1967年に命名した。

 ブラックホールはその特性上、直接的な観測を行うことは困難である。しかし他の天体との相互作用を介して間接的な観測が行われている。X線源の精密な観測と質量推定によって、いくつかのブラックホールが発見されている。また、ほとんどの銀河の中心には、巨大質量ブラックホールがひそんでいることもわかっている。

 ブラックホールは、その巨大な重力によって、近くの恒星のガスを吸いとっており、周囲には降着円盤が形成されている。そして、その中心付近から光の90%のスピードでジェットを噴出すると考えられている。

 今回、ヨーロッパ南天天文台(ESO)の超大型望遠鏡(VLT)干渉計を用いてケンタウルス座の方向にある活動銀河「NGC 3783」を観測した。ところ、銀河中心にあるブラックホールのまわりには、約700~1000℃の高温の塵(ダスト)がトーラス状(ドーナツ状)に分布していたが、トーラスの上下(極)方向に膨大な量の低温の塵が存在していることがわかった。


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新時代の到来か?プレートに新たな動き、2億年後に大西洋消滅の可能性

 想像もつかない地殻変動
 今から約560万年前、地中海はほぼ完全に干上がった状態で、非常に塩濃度の高い塩湖が点在していただけだった。しかし、その30万年後の氷河期の終わりとともにやってきた海水面の上昇によって、大西洋からの大量の海水がジブラルタル海峡を通って地中海に流入したと考えられている。

 その規模は凄まじく、ピーク時には一日で海水面が10m上昇し、2-3ヶ月から2年で、地中海の約9割の海水を満たしたという。これぞまさしく大自然のカタストロフィーである。局地的な大地震や、火山活動しか知らない人類は、未だ本物の天変地異を経験していないのかもしれない。

 地中海だけでない。およそ40億年の地球の歴史の中では、大規模な超大陸の分離と再形成など、想像もつかない地殻変動が少なくとも3回起こっているという。

 今回、イベリア半島沖の海底に、地球の地殻の裂け目が新たに発見された。この裂け目から、北アメリカ大陸とヨーロッパ大陸が接近していって、2億2000万年ほど後には大西洋が消滅してしまう、と専門家は予測している。


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デボン紀に史上初めて上陸した、首を持つ魚「ティクタアリク」

 史上初の首を持つ魚、ゆっくりと陸へ
 古代の魚類がどのようにして陸生動物に進化したのかについては依然として謎が多いが、首と足と持つ3億7500万年前の魚類の化石がまた新しい手掛かりを与えてくれたようだ。

 2004年、カナダの北極地方で、ある魚類の化石が発掘された。「ティクタアリク・ロゼアエ(Tiktaalik roseae)」と名付けられたこの化石は、魚類と陸生脊椎動物の間のミッシングリンクを埋める大発見であった。ティクタアリクは、現在確認されている中では、地球の歴史において初めて“首”を持つ生物であり、そのヒレは“足”のような形状に進化している。

 最新の研究によると、ティクタアリクは、脊椎動物が水から出て陸へ上がった重大事の先駆者であることは間違いないが、移行の進化過程は以前に想定されていたほど突然に生じたものではないという。


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温熱と抗ガン剤でダブル攻撃する、新素材「ナノファイバーメッシュ」開発!

 がん細胞を死滅させる不織布
 患部に貼ることでがん細胞を死滅させる効果がある不織布を、物質・材料研究機構の荏原充宏主任研究員らが開発した。不織布の超微細な繊維(ナノファイバー)には、交流磁場をかけることで発熱する微粒子(磁性ナノ粒子)、および抗がん剤が含まれ、発熱したナノファイバーが縮むことで抗がん剤を放出する。がん細胞が熱に弱いことを利用した温熱療法と抗がん剤を使った化学療法を同時に行う“ダブル療法”として注目される。

 研究者らは、皮膚がんの一種である悪性黒色腫の細胞を入れた皿に不織布を乗せ、培養3日目に磁場を5分間かけたところ、翌日にはがん細胞が7割近く死滅した。さらに5分間磁場をかけると、翌日(培養5日目)には8割近くのがん細胞が死滅した。磁性ナノ粒子だけを入れた不織布や抗がん剤だけを投与した場合に比べ、より多くのがん細胞が死滅した。これらの処理をしない場合は、がん細胞が6割近く増加した。また、がん細胞を染色することで、磁性ナノ粒子と抗がん剤を含む不織布を乗せて磁場をかけた時に、効果的にがん細胞を死滅させることも確認された。

 今後は、手術後の再発防止への使用や、抗がん剤や磁性ナノ粒子以外の薬物との併用、さらには体内に残せるような生分解性の性質を加えるなど、より機能的な不織布の開発が考えられるという。


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銀河団50個のダークマター分布を観測、「冷たい暗黒物質(CDM)」モデルと一致!

 冷たい暗黒物質・熱い暗黒物質
 ダークマターとは、宇宙にある星間物質のうち電磁相互作用をせずかつ色電荷を持たない、光学的には観測できないとされる仮説上の物質である。「暗黒物質」とも呼ばれる。"人間が見知ることが出来る物質とはほとんど反応しない"などともされており、そもそも本当に存在するのか、もし存在するとしたらどのような正体なのか、何で出来ているか、未だに確認されておらず、不明のままである。

 ダークマターの正体は何だろうか?2003年から、宇宙背景放射を観測するWMAP衛星の観測によって、宇宙全体の物質エネルギーのうち、74%が暗黒エネルギー、22%が暗黒物質で、人類が見知ることが出来る物質の大半を占めていると思われる水素やヘリウムは4%ぐらいしかないことが分かってきている。

 具体的に何が暗黒物質として宇宙の質量の大半を占めているかであるが、その候補は大別して素粒子論からの候補と天体物理学からの候補に分けることができる。素粒子論からの候補はWIMPと呼ばれ、さらに熱い暗黒物質と冷たい暗黒物質の2種類に分けられる。


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シリア政府化学兵器使用!オバマ大統領、軍事介入か?化学兵器の歴史と科学

 オバマ大統領ついに軍事介入か?
 6月13日、アメリカ政府は、内戦が続くシリアでアサド政権が化学兵器を使用したと結論づけ、オバマ大統領は、反政府勢力に対して新たな軍事的な支援を行う方針を明らかにした。今回、化学兵器を使った攻撃で100人から150人が死亡したとみられるという。(NHKnews 2013.6.14)

 一方、トルコでは、反政府デモが2週間余り続いた6月15日夜、エルドアン政権は抗議行動の拠点となってきたイスタンブール中心部の公園に警官隊を突入させ、デモ隊を強制排除した。

 エルドアン政権はデモの抑え込みを続ける方針で、一夜明けた6月16日は、公園一帯に多数の警官隊を展開させ、厳重な警戒態勢を敷いている。これに対して、デモ隊は公園周辺の少なくとも3か所に場所を移して数百人規模の抗議行動を続けており、警官隊が一部のデモ隊に向けて催涙ガスを発射するなど混乱は収まっていない。

 アメリカが、他国に起きている紛争についても、「人権」を正義の基準として介入するのは、アメリカらしい行動だ。日本人を何人拉致されても、北朝鮮に対して何もできない日本政府とは雲泥の差がある。ノーベル平和賞のオバマ大統領が、他国に軍事介入できるかどうかが注目される。

 化学兵器というと、サリンなどを思い浮かべるが、トルコで使用されている催涙弾も化学兵器に含まれるという。戦争行為での催涙ガスの使用はジュネーブ条約で国際的に禁止されており、一般市民に対して用いる行為が問題とになっている。数年前の「アラブの春」では、各国政府がデモ制圧に利用、多くの市民が負傷し死者も出た。


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ウナギの緑色蛍光タンパク質「UnaG」が、「ビリルビン」で光ることを発見!

 緑色蛍光タンパク質 
 蛍光タンパク質というと、2008年のノーベル化学賞の受賞対象となった緑色蛍光タンパク質(GFP, Green Fluorescent Protein)が有名だ。これは、1960年代に下村脩博士によってオワンクラゲから発見された。

 そして、30年が経過して1990年代にGFP の遺伝子が単離され、生きた細胞にその遺伝子を導入するだけで蛍光を作り出すことができることが明らかになって以来、生物学研究における重要なツールとして、多くの研究者に利用されている。

 しかし、蛍光を発するのはオワンクラゲだけではない。葉緑体も蛍光を発しているし、サンゴやイソギンチャクなど、オワンクラゲ以外のたくさんの生物種から新しい蛍光タンパク質が発見されている。色も緑色以外に、様々な蛍光色を発する蛍光タンパク質が発見されている。

 鹿児島大学の林征一教授(当時)らは、緑色蛍光タンパク質がニホンウナギの筋肉にも存在し、精製に成功したことを2009年に報告したが、蛍光の仕組みについては不明だった。

 今回、理化学研究所がその発光の仕組みを解明。研究グループは、ニホンウナギの稚魚(シラスウナギ)から、緑色蛍光タンパク質に対応する遺伝子を単離。その遺伝子が作るのは139個のアミノ酸からなるタンパク質で、それを“ウナギ”由来の「UnaG(ユーナジー)」と命名した。

 蛍光タンパク質「UnaG」は、何らかの化合物が結合することで初めて蛍光を発することが分かった。研究グループは、その物質は「ビリルビン」であることを特定した。「ビリルビン」は赤血球の色素ヘモグロビンが分解してできる物質である。


 

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アンデスの穀物「キヌア」食料問題の救世主?ビタミン・アミノ酸など栄養豊富

 食料問題の救世主?
 世界の人口が70億を超えたのは昨年の11月だった。さらに増加し続けていて、食料や原材料、エネルギー、飲料水はすでに足りなくなりつつあり危機にある。 しかし、実は50億人から60億人になるのに12年かかったのに対し、60億人から70億人に達するのには13年かかった。つまり、人口増加のスピードは遅くなっているという。

 そして専門家たちの推測では、増加スピードは落ち続けて、最後には止まるだろうと見られている。おそらく70〜80年後にはそうなるはずだ。そこからは、人口減少が始まる。 先進国では、以前から出生率が問題となっていることは知られている。この数十年、平均的な出生率は、人口の均衡を維持するのに必要な女性1人あたり2.1を下回っている。最新のデータには多少変化もあるが、本質は変わっていない。

 しかし、当面の食料不足はどうするか?世界では、昆虫食や犬食などの文化もあり、ヒトが生きるためには、これまでの食文化を見直す必要もあるかもしれない。しかし、虫を食べるのはどうしても無理!という人も多いだろう。

 そんな人のために、新しい穀物はどうだろう。アンデスの穀物「キヌア」が、食料問題の救世主になる可能性があるとして期待が高まっている。国連は今年を「国際キヌア年」に設定、欧米での人気を背に原産地のペルーやボリビアでは生産、輸出が増えている。


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加熱したのに食中毒?ウェルシュ菌食中毒に注意!NHKためしてガッテン

 梅雨といえば食中毒だが・・・
 6月13日に雨が降り、ようやく梅雨らしさを感じた。今年の梅雨は雨が少ない。6月14日、沖縄地方では早くも梅雨明けした。

 梅雨といえば気になるのが食中毒。ふだんから食べ物を腐らせない工夫や手洗いなど、予防や対策をしっかりしていると思うが、しっかり加熱したのに食中毒になる場合があるという、衝撃の新事実が明らかになった。

 作って一晩おいたカレーを食べるのが大好きな人は多い。調理の時しっかり加熱したのはもちろん、翌朝食べる前にも5分以上グツグツ火を通したにもかかわらず、なぜか食中毒になる場合がある。その正体はウェルシュ菌。

 食中毒菌というと、サルモネラ菌、黄色ブドウ球菌、大腸菌などだが、その多くは加熱すると死滅してしまう。ところが、このウェルシュ菌加熱しても、小さく縮こまるだけで死滅しない。


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パワー10倍!マグネシウム電池!材料は海水中にほぼ無尽蔵に存在

 パワー10倍!マグネシウム電池
 マグネシウムを新しいエネルギーとして活用することを、矢部孝東工大教授が提唱している。理科の授業では、リボン状にしたマグネシウムを燃焼させる実験を行うが、そのとき発生する「熱と光」には驚かされる。これを利用してタービンを回せば発電できる理屈だ。

 そして、マグネシウムは海水中に大量に存在する。たとえば 10t の海水からは 13kg のマグネシウムが採れるという。矢部教授は、太陽光レーザーを使ってマグネシウム化合物を精錬して取り出せば、リサイクルでき、経済的にもエネルギーとして利用可能になると主張している。

 一方、東北大学の小濱教授が開発した、マグネシウム燃料電池がすごい。この電池、 ー極にはマグネシウムを使うが、+極には空気中の酸素を使い、電解液として食塩水を使うからコストがかからない。さらに電力がこれまでの10倍になった。

 空気が+極というとピントこないが、理科の実験で行う備長炭電池。この-極がアルミニウム、+極が空気である。

 また、マグネシウムは酸と反応しよく溶け、アルカリ中では皮膜ができてしまうので、制御が難しかった。しかし、マグネシウムにカルシウムを混ぜることで安定して電力を供給できることを発見!この電地、3週間も回り続け、これまでのものの約10倍も電力があった。

 反応後にできる、水酸化マグネシウムは、矢部教授の太陽光レーザーを利用して、マグネシウムが再生できる。


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便利で美しい!金属・合金とは何か?黄銅、青銅、白銅の違い

 金属とは?

 金属(metal)とは、展性、塑性(延性)に富み機械工作が可能な、電気および熱の良導体であり、金属光沢という特有の光沢を持つ物質の総称である。水銀を例外として常温・常圧状態では透明ではない固体となり、液化状態でも良導体性と光沢性は維持される。

 単体で金属の性質を持つ元素を「金属元素」と呼び、金属内部の原子同士は金属結合という陽イオンが自由電子を媒介とする金属結晶状態にある。

 地球の環境下において、天然の状態で得られる純金属はごく少数に限られ、ほとんどは酸化物、硫化物、炭酸塩、ケイ酸塩、ヒ化物といった化合物となっている。これらから他の元素を排除して利用に耐えうる金属を取り出す手法を精錬、冶金と言う。

 その方法は加熱して行う乾式精錬法(乾式冶金法)と、電気分解(電解精錬)や溶液内で抽出する湿式精錬法(湿式冶金法)があり、これらは金属と他の元素間に働く結合力(親和力)などから選ばれる。


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