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抗生物質

病院に行くと大抵の場合、何らかの抗生物質が処方されます。昔、おなかを壊したとき(2010年 2月 1日の日記参照)はホスホマイシンを処方されました。

色々種類があるようなので、ちょっとした興味で調べてみたんですが、思っていたより抗生物質の種類は多かったよ……。

系統 作用原理
β-ラクタム系 ペニシリン 細胞壁(ペプチドグリカン)に必要なムレイン架橋を阻害
アミノグリコシド系 ストレプトマイシン リボソーム 50S サブユニット、23SrRNA 阻害
リンコマイシン系 リンコマイシン リボソーム 50S サブユニット阻害
ホスホマイシン系 ホスホマイシン MurA 阻害、細胞壁(ペプチドグリカン)に必要なムレイン合成を阻害
テトラサイクリン系 テトラサイクリン リボソーム 30S サブユニット阻害
クロラムフェニコール系クロラムフェニコール リボソーム 50S サブユニット阻害
マクロライド系 エリスロマイシン
ケトライド系 テリスロマイシン
ポリペプチド系 コリスチン 細胞壁の傷害、合成阻害など
グリコペプチド系 バンコマイシン 細胞壁(ペプチドグリカン)に必要なムレイン合成を阻害
キノロン系 キノロン DNA ジャイレース阻害
ニューキノロン系 フルオロキノロン DNA ジャイレース阻害
サルファ剤 サルファメソキサゾール葉酸合成阻害
オキサゾリジノン系 リネゾリド リボソーム 50S サブユニット阻害

「〜マイシン」という命名が多いです。これは放線菌(Streptomyces 属)が産出する抗菌剤を意味するのだとか。なぜ放線菌が数多の抗生物質を作り出すのか、不思議ですね?

細菌に存在する生命維持の機構も、いくつか種類があるので、万能の抗生物質はありません。理解しているのはこのくらいで、作用原理は書き写してみたものの、詳しい仕組みは知りません。

抗生物質の基本的な戦略

付け焼刃の知識ですが、抗生物質の基本的な戦略は、
「人間には存在せず、細菌にしか存在しない生命維持もしくは増殖機構を妨害する」
当たり前ですよね、人間の生命活動まで妨害したら、細菌と一緒に人間まで死んでしまう(=副作用)ので、薬として成立しません。

例えば、リボソームは mRNA からたんぱく質を生成する器官です。リボソームの働きを妨害すると生命維持に必要なたんぱく質が作れなくなって、細胞は死んでしまいます。リボソームは真核生物(人間)の細胞にも、原核生物(細菌)の細胞にも存在しますが、大きさと形が異なります。真核生物は 60S, 40S という大きさ、原核生物は 50S, 30S という大きさのサブユニットを持っています(参考: 生命の重要な機構である「リボソーム」 | 株式会社 A&T)。

ですので 50S, 30S のサブユニットだけを妨害するような物質を使えば、細菌のみ攻撃して退治できるという寸法です。賢い戦略ですよね。

しかし世の中はそう単純ではなく、真核生物は細胞内にミトコンドリアを持っています。ミトコンドリアは酸素を使いエネルギーを生成するための、非常に大事な器官です。ミトコンドリアは少々変わった器官で、太古の昔に真核生物の細胞内に共生した細菌(リケッチアに近い種類)が祖先と考えられています。

細菌が先祖のミトコンドリアは、細菌と似たようなリボソームを持っています。そのため抗生物質が間違ってミトコンドリアのリボソームまで攻撃してしまい、人間の具合まで悪くなる(=抗生物質の副作用)原因となっているそうです。

真核生物の中に原核生物が融合しているなんて、何とも場当たり的でムチャクチャに思えますが、ムチャクチャなのに驚きの精密な機構があったりして、生物って面白いですね。

[編集者: すずき]
[更新: 2019年 6月 9日 15:04]
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がんばれ HiFive Unleashed

HiFive Unleashed に Debian を導入した記念に、いつもやっているベンチマークを取ってみました。

モナコインのハッシュ方式に使われている Lyra2REv2 のベンチマークです。1秒にいくつハッシュ値を計算できるか測ります。

おそらくクロスコンパイルでビルドすることもできるとは思いますが、curl, libssl などに依存していて意外と面倒です。Debian の力を借りてセルフコンパイルすると超簡単です。

測定結果ですが、結論から言うと、Unleashed はメチャクチャ遅いです。Unleashed の結果は下記のとおりです。4コアなので 4スレッド並列で測定しています。

HiFive Unleashed の測定結果
CPU #0: 4.53 kH/s
CPU #2: 4.53 kH/s
CPU #1: 4.53 kH/s
CPU #3: 4.53 kH/s
Total: 18.12 kH/s

参考までに RockPro64 RK3399(Cortex-A72 x 2, Cortex-A53 x 4)で同じプログラムをコンパイルして測定すると、下記の結果になります。6スレッド並列です。

RockPro64 RK3399 の測定結果
CPU #4: 64.17 kH/s
CPU #5: 64.16 kH/s
CPU #1: 34.07 kH/s
CPU #2: 34.11 kH/s
CPU #0: 33.97 kH/s
CPU #3: 33.92 kH/s
Total: 264.94 kH/s

CA72 は 64kH/s くらい、CA53 は 33kH/s くらいです。このプログラムは CubeHash に NEON 対応を入れた特別版ですが、NEON 対応を外しても CA53 は 29kH/s くらいは出ます。

買う前から Unleashed があまり速くないことは知っていましたが、4コア束になっても CA53 1コアに勝てないとは思っていなかったです……。

しかもこのボード、かなり高価(10万円以上する)なので、お蔵入りは避けたいんですが、拡張性に乏しくて(USB がない)、一体何に使えるのか謎です。

後日追記

追加で Rock64 上で測定したので、結果を載せておきます。

Rock64 RK3328 の測定結果
4 miner threads started, using 'lyra2rev2' algorithm.
CPU #2: 31.29 kH/s
CPU #0: 31.22 kH/s
CPU #1: 31.23 kH/s
CPU #3: 31.30 kH/s
Total: 125.04 kH/s

RK3399 の Cortex-A53 とあまり変わりません。同じ CPU コアで動作周波数もほぼ同じなので、当然といえば当然ですけども。

メモ: 技術系の話は Facebook から転記しておくことにした。多少追記。

[編集者: すずき]
[更新: 2019年 7月 6日 00:47]
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RISC-V 64 CPU が我が家に来た

SiFive の HiFive Unleashed を購入しました。現状、世界唯一かつ最速の Linux が動作する RISC-V 64bit SoC です。

ボードには SD カードが付属しており buildroot がインストールされています。電源を入れれば Linux が起動し、ユーザ root、パスワード sifive でログインできるようになっていました。

インストールされているカーネルは、
Linux buildroot 4.15.0-00044-g2b0aa1d #1 SMP Tue Mar 20 12:18:35 PDT 2018 riscv64 GNU/Linux
でした。うーん、4.19 かと思ったら、意外と古い?

Linux と buildroot だけでは面白くないので Debian ports から riscv64 向けのパッケージを引っ張ってきて Debian の環境を構築しました。

Debian の riscv64 向けポーティングは絶賛作業中らしく、ffmpeg など用意されていないパッケージもチラホラありますが、自分で用意する手間を考えれば、使えるだけでどれだけありがたいかわかるというものです。

元の SD カードを書き潰すのは若干ためらわれた(後で元に戻せなくなった時に面倒)ので、今は chroot で使っています。

購入時の罠

Crowd Supply から購入しました。本体 $999, 送料 $40, 消費税が 5,000円くらい、合計で 11万円くらいです。SBC にしてはかなり良いお値段です。

送料を払うのですが、家には着払いで届く点にも注意しなければなりません。

UPS が米国→日本まで持ってきて、国内はクロネコヤマトが運びます。受け取りの際に、消費税を着払いでクロネコに払う必要があります。私は消費税のことを知らなくて、何で送料を 2回払うんだ??と混乱しました。

メモ: 技術系の話は Facebook から転記しておくことにした。かなり追記。

[編集者: すずき]
[更新: 2019年 5月 28日 03:30]
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