研究者らの報告によると、ダイズ植物を遺伝子操作して光防護（日光を大量に浴びた植物が、過剰に吸収した光エネルギーによる損傷に対処するための自然作用）の調整機能を改良すると、ダイズ種子の生産量が33％も増加するという。この方法を用いれば、作物生産量を増やして地球規模の食糧安全保障を持続的に支えるという、切望される戦略が実現する可能性がある。食用作物の光合成を改善することは、これ以上の土地を農地に転用することなく、作物生産量を増やし、迫り来る地球規模の食糧不足を軽減するための、持続可能な方法と考えられている。大量に日光を浴びた植物は、過剰に吸収した害になりうる光エネルギーを熱として放散する。このメカニズムを非光化学的消光（NPQ）という。しかし、NPQは植物の光合成器官を過剰な日光から守るのには欠かせないが、日陰になってもNPQはすぐには低下せず、作物冠の中でよく見られるように頻繁に日なたと日陰を繰り返すと、光合成効率は著しく低下する。ダイズの場合、日陰になってもすぐにはNPQが低下しないせいで、一日の炭素同化の11％以上を失うと推定されている。屋外栽培のタバコ植物の場合、遺伝子操作によってNPQの低下を促進すると、光合成効率が上昇し、生物量が増加することがわかっている。これまでの研究を基づき、この手法が主要な食用作物に応用可能かどうか判断するため、Amanda De Souzaらはこれと同じ操作を、広範囲で栽培されているダイズ植物に施した。ダイズ植物は4番目に重要な穀類作物で、植物性タンパク源としては世界で最も重要である。野外実験を繰り返した結果、De Souzaらは遺伝子組み換え作物の光合成効率が、光条件を変動させても高くなり、5つの実験において遺伝子組み換えでない作物よりも最大で33％も生産量が増えた。しかも、植物の生産量が増えたにもかかわらず、種子のタンパク質や油分の含有量は変わることがなかった。

コンピュータ計算に基づく細胞生物学およびヒト組織を用いた研究により、遺伝子GPNMBがパーキンソン病（PD）のリスク遺伝子であり、治療標的候補となることが確認されたと、研究者らが報告している。PDは消耗性の脳の進行性神経変性疾患であり、世界中で数百万人の患者がいる。PDの診断は多くの場合、通常数十年の疾患進行後に現れ始める運動症状の存在に基づいて下される。したがって、PDの病理発生について理解を深めることだけでなく、個人におけるPD発症リスクを、重大な神経変性が発生する前に同定できるバイオマーカーパネルを開発することが喫緊に必要とされている。ゲノムワイド関連研究（GWAS）により、PDリスクに寄与する80以上の遺伝子座が同定されているが、標的遺伝子と、そうした遺伝子に関連する生物学的機序は、依然としてほとんど解明されていない。これまで、PDを定義する神経病理学的病変の主要な要素である-シヌクレイン（aSyn）に関連する経路が、治療標的候補として研究されてきた。しかし、これらの取り組みはこれまでに結果が得られていない。Maria Diaz-Ortizらは、第7染色体上の一つのリスク遺伝子座であるPD GWASについて評価を行い、これを膜貫通型タンパクGlycoprotein Nonmetastatic Melanoma Protein B（GPNMB）と関連付けた。Diaz-Ortizらは様々な実験手法を用いて、GPNMBがaSynと相互作用すること、また細胞内で線維状aSynの取り込みと、その後のaSyn病変の発現にとって必要かつ十分であることを発見した。さらに著者らは、有症状の早期PD患者および進行PD患者約800人から得られた血漿サンプルにおいてGPNMBの濃度が高いこと、またその濃度には疾患病期とともに上昇がみられることを見出した。これらの結果から、GPNMBが疾患進行における重要なバイオマーカーとなる可能性が示唆される。Perspectiveでは、Brit MollenhauerとChristine Von Arnimが、この研究とその結果について詳しく論じている。

Doordash、Grubhub、Uber-Eatsといった第三者サービスに自分が食べる食事を配達してもらう人が世界的に急増している。この動向は、世界の多数の地域におけるフードシステムの広範な変化、通信技術革命、および最近のCOVID-19でのロックダウンによるところが大きい。Policy ForumではEva-Marie Meemkenらが、この「フードデリバリー革命」の結果と政策的含意はまだほとんど明らかになっておらず、調査対象としてより大きく注目されるべきだと述べている。この数年で第三者オンラインフードデリバリーサービスは一気に拡大した。その結果、この部門の世界収益は2018年では900億ドルであったのが2021年には2,940億ドルにまで増加し、2026年には4,660億ドルを超えると予想される。また、この増加の大半は低および中所得国で起きており、それと並行して、そういった国々ではレストランなどのフードサービスの設立も同様に増加している。Meemkenらは、これらのフードシステムの変化をそれぞれ「デリバリー革命」と「レストラン革命」と呼んでいる。彼らによると、これらは両者ともに政策と調査に対して、特に環境保護、健康的な食生活、雇用創出による貧困削減という点で示唆するものがあるという。Meemkenらは今回、これらの革命の推進力とその広範な結果について論じている。これらの結果には、フードサービス部門内の市場力と競争の世界的変化、地元および地域の労働市場の変化、高まる食事の「西洋化」、食品包装ゴミの増加による環境への影響の可能性が含まれる。「本論文を執筆した時点で、複数の国がフードデリバリー部門に関係する新たな政策を実施していた」とMeemkenらは書いている。「そういった取り組みは国連の持続可能な開発目標（SDGs）、特にあらゆる形式の栄養不良と貧困の削減、適正な労働の実施と経済成長の促進、持続可能な農業と消費に焦点を当てたSDGsへの進展に役立つと考えられる。」

超小型追跡装置によって、夜間に移動するスズメガが進路維持のために風やその他の地形特徴に反応して絶えず進行方向を調整していることが示された。研究者らは、それは動物が移動中のナビゲーション行動に高度な体内地図ないしコンパスといった仕組みを使っていることを示唆していると報告している。この結果は、昆虫が季節移動でかなりの長距離を移動する仕組みを解明する新たな手掛かりになるとともに、複雑な移動戦略を使うのは脊椎動物だけではないことを示している。チョウ、バッタ、ガといった何兆もの移動性昆虫は毎年、大陸や山岳地帯、海、様々な環境条件の中を進む旅で地球を巡って膨大な距離をナビゲートしている。季節性の長距離移動については、個体群レベルではかなり解明が進んでいるが、個々の昆虫がそれをどうやり遂げているのかは依然として不明なところが多い。このことは特に、ヨーロッパメンガタスズメのようなヨーロッパとサハラ以南のアフリカの間の4,000キロもの距離を夜間に移動する鱗翅目昆虫に当てはまる。そのような夜間に飛行する小型動物をそれほどの長距離にわたって追跡するのは困難なため、個々のスズメガをその移動中を通して観察した例はない。それゆえに、スズメガが長距離に及んで直線的な飛行経路を維持するために使用する能力や行動は分かっていない。Myles Menzらはスズメガの背中に超小型の超短波（VHF）無線送信機を取り付け、飛行機でそれらの夜間の移動飛行を終始監視し、7匹については詳細にわたる追跡データを収集した。彼らは、スズメガは好ましい追い風に乗って一方向に飛ぶだけではなく、妨げとなるような風や地形特徴に遭遇しても特定の方向に進路修正し、意図した目的地への直線的な飛行経路を維持できることを発見した。Menzらによると、様々な風の状態の中で夜を通して一貫して直線的な飛行軌道と飛行速度を維持しているということは、スズメガが体内コンパスという仕組みを持っていることを示唆しているという。これは、その並外れた暗視能力と合わせて、スズメガが移動中に視覚ランドマークと地球の磁場を併用して長距離にわたるナビゲーション行動を行っていると考えられることを示している。 こういった動向に関心のある報道関係者の皆様へ。オオヨシキリが日中の飛行で地理的障害を越えて到達した高度を明らかにした2021年5月のScienceに掲載された研究で、これまで認められていなかった渡り鳥の行動が報告されています。これは夜間飛行の進化の説明に役立つと考えられます。

ヒトの進化において喉頭部が単純化され、全ての非ヒト霊長類に共通してみられる声帯膜および気嚢（喉頭嚢）が消失したことで、ヒトの発話に必要となる高い音声的複雑性が可能となったことが、新たな研究により示されている。この結果から、ヒトの喉頭部における解剖学的形態の単純化が、ヒトによって話される言語を可能にした進化上の重要な一段階であることが示唆される。ヒトにおける発声は、他の陸棲脊椎動物における発声と同じ音声学的・生理学的原理、すなわち肺から出される空気が喉頭部にある声帯を振動させるという原理に基づいている。しかし、ヒトの発話にはいくつか特別な特徴がある。ヒトの声帯の振動ははるかに安定性が高く、他の哺乳類のほとんどに共通してみられる声帯の不規則な振動や周波数遷移がない。ヒトは、こうした特徴が神経制御の向上と相まって、ヒトの発話と発声言語を可能にする幅広い音声を発することができる。しかし、ヒトの発話を生み出した進化的適応を同定することは困難であった。西村 剛氏らは磁気共鳴画像法（MRI）とコンピュータ断層撮法（CT）を用いて、29の属および44の種の霊長類について喉頭部を調べ、ヒトには全く存在しない声帯膜が、全ての非ヒト霊長類に存在することを発見した。霊長類の発声時における声帯膜の機能を観察した後、西村氏らは解剖学的・音声的モデルを作製して、この声帯膜の振動が音声に及ぼす影響を比較した。この声帯膜、そして特にこれが進化において消失したことで、ヒトにおいて安定した音声源が得られ、ヒトの発話を特徴付けている多様で振幅の豊かな音を出す能力が可能になった。「この研究で特に注目すべきなのは、ヒトの喉頭部が現存する非ヒト霊長類の喉頭部が異なるのは、ヒトでは声帯膜が消失したことでより単純で複雑性が低いものとなっていることである、と著者らが結論付けている点である」と、Harold Gouzoulesは関連するPerspectiveで記している。

新しい研究によると、植物の根組織における空間的な遺伝子発現パターンを人工的に制御することで、根の成長の各特徴を「再プログラム」できるという。「つまり、気候変動が進み、農業における新しい解決策が求められる今、植物の新規形質をプログラムする方法はますます有用になるだろう」と著者らは述べている。遺伝回路を操作することによって、遺伝子発現パターンを調整し、特定の形質の発達を促すことが、長年にわたる合成生物学の目標だった。例えば植物では、こうした手法を用いて根の成長を予測可能な方法で変えることができれば、根が重要な土壌栄養に到達し、干ばつ中も水を得ることができるようになる。この目標に向けた一つの手法が、合成遺伝回路（転写および転写後の調節を通じてつながるよう操作された遺伝子のネットワーク）である。合成遺伝回路は、さまざまな原核細胞系や真核細胞系に実装されてきたが、植物の場合は、遺伝子導入系を作るのに時間がかかり、細胞型が多様で回路動作を調整するのが難しいため、実装は困難だった。Jennifer Brophyらは、合成転写調節因子の一群を作り、その因子を使ってシロイヌナズナの根組織における遺伝子発現を制御した。Brophyらは、この手法を使えば、通常の植物の成長にかかわる特徴に影響を与えることなく、根の発達を再プログラムして、側根の密度を予測可能な方法で変えられることを示した。関連するPerspectiveでは、Simon AlamosとPatrick Shihが「Brophyらの研究成果は、今後、植物だけでなくより広く他の複雑な生体系に対して、組み合わせ回路の実装・翻訳が成功するかどうかの鍵を握っている」と述べている。「今回の取り組みは、完全に発達した多細胞生物全体の遺伝子操作において画期的なものであり、それと同時に今後の課題も示している。」

頻繁に交雑する多数の種を含むタイプのトカゲの研究のおかげで、交雑により、１つの種の遺伝的多様性の増加、全く新しい種の創出などの多様な進化の結果がなぜどのようにして生じるのかがよく理解された。この研究の結果は、親ゲノム間の遺伝的距離が交雑の結果の重要な予測因子であり、特にこれらの動物の交雑に起因する新たな種の可能性の予測因子であることを示している。種間の交雑（多くの分類群に共通する現象）では、さまざまな結果が生じうる。例えば、種内の遺伝的多様性が増加することもあれば、まったく新しい種が生じることもある。トカゲでは、交雑によって有性生殖から単為生殖に移行する場合がある。しかし、分岐する系統間の交雑によって、いつ、そしてなぜこのような多様な結果が生じるのかは不明である。これらの疑問をよく理解するために、Anthony Barleyらは、脊椎動物の中で単性系統の多様性が最も高い属である北米ハシリトカゲをモデル系として用い、交雑の進化的結果の可能性を評価した。Barleyらは、系統発生的ネットワークアプローチを用いて、どの有性種が、雑種の単性種の親系統であったかを調べた。親ゲノム間の遺伝的距離があるレベルを超えた場合（種間の分岐時間が約1,000万年を超えたとき）のみ、交雑により単性トカゲが得られたことが、結果から示された。「これらの結果は、これまで検討されていない交雑のモデルを識別しており、進化的転帰が予測可能であることを示唆している」と著者らは述べている。