東北大学研究Discovery Saga

がん細胞が、複数の抗がん剤に対して同時に抵抗性を持つようになる現象「多剤耐性」は、がんに対する化学療法において大きな課題となっています。東北大学多元物質科学研究所の都英次郎教授（北陸先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科客員教授）らの研究グループは、多剤耐性がんの治療に向けた革新的なナノ粒子薬物送達システムの開発に成功しました（図1）。本研究グループは、アミノ酸を原料とした超微小粒子（ナノ粒子）を独自の製法で作製し、その表面をイカやタコの墨に含まれる色素に似た物質（ポリドーパミン）で層状にコーティングしました。この...

キーワード：物質科学/軟体動物/近赤外/近赤外線/赤外線/高分子/光熱変換/生体適合性/持続可能/持続可能な開発/コーティング/ナノメートル/ナノ粒子/レーザー/薬物送達システム/抵抗性/臨床応用/ドーパミン/アミノ酸/がん細胞/マウス/多剤耐性/副作用/化学療法/抗がん剤

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発表日：2026年5月7日

液体のように振る舞う金ナノ粒子！？

〜表面分子の小さな変化が粒子集団を大きく操る〜

無機ナノ粒子が集まると、その配列の仕方によって光学的・磁気的特性が変化します。したがって、無機ナノ粒子の配列構造を自在に制御できれば、配列に起因した物性の制御にもつながります。東北大学多元物質科学研究所の佐藤梨奈大学院生（研究当時: 同大学院環境科学研究科、現: 物質・材料研究機構 ICYS研究員）、同大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの蟹江澄志教授らの研究チームは、金ナノ粒子表面に結合させた有機分子の温度や圧縮に応答したわずかな変化を観測し、それが粒子集団全体の並び方を変えるという、新たなナノ粒子配列メカニズムを明らかにしました。本研究チームは、温度応答性...

キーワード：物質科学/異方性/放射光/金ナノ粒子/環境適応/有機分子/持続可能/持続可能な開発/温度応答性/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ流体/集団構造/マイクロ流体デバイス

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発表日：2026年5月3日この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

結晶構造の堅牢性と柔軟性が鍵!

〜多価金属電池正極材料に新たな設計指針〜

この記事は2026年5月17日号以降に掲載されます。

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発表日：2026年4月30日

メタノールを効率よくエネルギー変換する酵素の立体構造を解明

メタノールをエネルギー源として利用する酵母において重要な役割を担う酵素の立体構造を、クライオ電子顕微鏡を用いて高精度で解明しました。その結果、よく似た構造の2種類の酵素が環境に応じて異なる働きをする仕組みが明らかとなりました。カーボンニュートラル社会の実現に向けて、メタノールの効率的な資源化が注目されています。本研究では、より効率的なメタノール利用の鍵を探るため、メタノールで成長する酵母Ogataea methanolica におけるアルコールオキシダーゼ（AOD）という酵素に着目し、その構造と機能の違いをクライオ電子顕微鏡を用いて明らかにしました。AODには複数...

キーワード：物質科学/電子伝達/カーボンニュートラル/ホルムアルデヒド/持続可能/持続可能な開発/カーボン/電子顕微鏡/エネルギー変換/メタノール/酵素活性/アルデヒド/性決定/微生物/クライオ電子顕微鏡/アルコール/分子機構/アミノ酸/エネルギー代謝/立体構造

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発表日：2026年4月30日

フラットバンドが生む世界最大の横磁気熱電伝導率

―磁気秩序下での遍歴フラットバンドを初めて実証―

東京大学大学院理学系研究科の見波将特任助教（研究当時、現：京都大学大学院工学研究科助教）、Yangming Wang博士課程学生（研究当時）、中村紘人博士課程学生（研究当時）、酒井明人講師と中辻知教授らの研究グループは、同大学大学院有田亮太郎教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センターチームディレクター）、理化学研究所創発物性科学研究センターの大岩陸人基礎科学特別研究員（研究当時、現：北海道大学講師）、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の相馬清吾准教授、佐藤宇史教授らと共同で、フェリ磁性体（注 1）GdCo5において、室温で過去最大の横磁気熱電伝導率（注 ...

キーワード：スーパーコンピュータ/計算量/結晶格子/カゴメ格子/ネルンスト効果/角度分解光電子分光/幾何学/光電子分光/磁気秩序/熱電効果/閉じ込め/量子化/ガドリニウム/波動関数/量子化学/磁気モーメント/磁性体/材料科学/電子分光/フェリ磁性体/強磁性/熱電素子/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電気伝導/電子状態/熱電変換/電気伝導性/コバルト/スピン/スピントロニクス/第一原理/第一原理計算/半導体/密度汎関数理論/量子力学/干渉効果/結晶構造/ラット

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発表日：2026年4月30日

小胞体における亜鉛とレドックスのクロストークを発見

〜亜鉛の制御破綻による疾患発症機構の理解に新たな視点〜

亜鉛は必須微量元素の一つで、様々なタンパク質と結合・解離し多様な生命現象を支えています。そのため、亜鉛の不足や過剰は免疫機能、創傷治癒、味覚嗅覚障害といった病態を引き起こします。細胞膜や細胞内小器官（オルガネラ）の膜上で亜鉛トランスポータータンパク質が生体膜を隔てた亜鉛輸送を行うことで、細胞内の亜鉛濃度調節がなされています。ヒトには10種類のZnT、14種類のZIP亜鉛トランスポーター遺伝子がそれぞれ発見されており、それらの欠損が遺伝性疾患と関連することが多く報告されています。しかしながら、亜鉛イオン濃度制御の破綻が細胞機能の破綻につながる詳細な分子機構はほとんど未解明でした。九州...

キーワード：免疫機能/物質科学/微量元素/構造形成/スルフィド/酸化還元反応/遺伝性疾患/細胞内小器官/オルガネラ/クロストーク/ジスルフィド結合/レドックス制御/持続可能/還元反応/持続可能な開発/金属イオン/酸化還元/リボソーム/生体内/システイン/酸化酵素/生合成/嗅覚障害/細胞膜/EGF受容体/レドックス/細胞毒性/生体防御/分子機構/アミノ酸/細胞増殖/酸化反応/受容体/小胞体/生体膜/膜タンパク質/立体構造/遺伝子/創傷治癒

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発表日：2026年4月28日

局所的な電気化学反応とラマン分光情報の同時計測が可能なオペランド顕微鏡の開発に成功

－リチウムイオン電池の長寿命化などに必要な固液界面の理解を後押しする新手法－

熊谷明哉教授、立崎瑛太、石毛亮之介（千葉工業大学）、井田大貴講師、高橋康史教授（名古屋大学）、白木将教授（日本工業大学）、珠玖仁教授（東北大学）らの研究グループは、ラマン分光法とナノ電気化学セル顕微鏡（SECCM）を統合した新規オペランド計測手法を開発しました。リチウムイオン電池や電極触媒などの電気化学エネルギーデバイスでは、固液界面での反応が性能・耐久性を左右する重要な要素であり、界面で進行する電気化学プロセスをナノスケールで理解することが求められています。これまでは、ラマン分光法などの計測技術を用いて、局所的な電気化学反応と、それに伴う構造変化を反応動作下（オ...

キーワード：ラマン散乱/分子構造/反応場/ラマン/微小液滴/電極触媒/材料科学/リチウムイオン電池/電気化学反応/オペランド計測/電解液/持続可能/分光計測/分光測定/計測技術/持続可能な開発/界面反応/電池/ナノスケール/マイクロ/リチウム/レーザー/固液界面/光計測/耐久性/長寿命化/電気化学/同時計測/リン酸/SPECT/ラマン分光/ラマン分光法/寿命/不均一性/構造変化

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発表日：2026年4月27日

頭頸部がん治療で「どの薬が効きやすいか」を予測する新指標を発見

－一人ひとりにあった「精密医療」の実現へ－

頭頸部がんの薬物療法では、免疫チェックポイント阻害薬（注4）と抗EGFR抗体薬（注5）という2つの治療選択肢があります。しかし、どの患者にどちらの薬がより効果的なのかを事前に判断する方法は確立されていません。東北大学病院腫瘍内科の西條憲講師、川上尚人教授らの研究グループは、がん細胞の中で働く炎症のシグナルJAK-STAT経路に注目しました。頭頸部がん患者30名の臨床データを解析したところ、免疫チェックポイント阻害薬が効きにくい患者では、抗EGFR抗体薬が高い効果を示すことを確認しました。さらに、JAK-STAT経路に関わる遺伝子の発現、お...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/リン酸/JAK/STAT/EGFR/炎症反応/分子標的/成長因子/免疫療法/Stat3/T細胞/がん細胞/がん治療/抗体医薬/細胞増殖/受容体/免疫チェックポイント/免疫チェックポイント阻害薬/免疫応答/免疫細胞/がん患者/サイトカイン/バイオマーカー/遺伝子/遺伝子発現/抗体/頭頸部がん/分子標的薬/薬物療法

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発表日：2026年4月21日

バイオマス炭素材料を使った高耐久な全有機電池を開発

－大面積パウチ電池直列モジュールの実証：全有機電池実用化へ向けて－

全有機電池の性能は、材料そのものの性質だけでなく、有機分子と炭素材料がどれだけ適合するかによって大きく左右されます。東北大学学際科学フロンティア研究所（FRIS）の中安祐太准教授らの研究グループは、植物由来バイオマス炭素のミクロ孔を有機分子の大きさに合わせて精密に調整することで、水系全有機電池の高性能化と長寿命化を実現しました。本研究では、キノン系有機分子と炭素材料の相互作用に着目し、分子サイズに適合するミクロ孔を設計する「分子適合型ミクロ孔設計（注4...

キーワード：幾何学/高エネルギー/内部構造/放射光/キノン/有機分子/電解液/持続可能/持続可能な開発/材料設計/電子状態/電池/多孔質/多孔質材料/耐久性/炭素材料/超臨界/長寿命化/相関解析/バイオマス/寿命

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発表日：2026年4月21日

同じ乳酸菌でも生存状態で働きが変わる

－生菌と不活化菌の違いを解明－

乳酸菌は、健康維持に役立つことが知られています。健康に有益な生きた微生物は「プロバイオティクス」と呼ばれ、近年では不活化した微生物やその成分である「ポストバイオティクス」も注目されています。しかし、生菌と不活化菌が腸に与える影響の違いは十分に理解されていません。東北大学大学院農学研究科の松本夏歩大学院生、西山啓太准教授、北澤春樹教授、株式会社島津製作所の橋本豊之氏、株式会社伊藤園の辻川勇治氏らの共同研究チームは、乳酸菌Lacti...

キーワード：免疫機能/持続可能/持続可能な開発/電気抵抗/マイクロ/マイクロ流体/熱処理/食品機能/プロバイオティクス/微生物/代謝産物/共培養/小腸/上皮細胞/免疫応答/タイトジャンクション/細菌

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発表日：2026年4月18日

34億年前の海洋に生物的硫黄代謝の痕跡

――太古の浅瀬は生命にとっての"硫黄のオアシス"だった？――

東京大学大気海洋研究所の笹木晃平特任研究員および高畑直人助教、千葉大学大学院理学研究院の石田章純准教授、東北大学大学院理学研究科の掛川武教授、名古屋大学大学院環境学研究科の杉谷健一郎教授らからなる研究チームは、約34億年前の岩石から地球史初期の生命が硫酸イオン（SO42-）を使って呼吸していた痕跡を見出しました。本研究で調べたのは、岩石の中にある直径0.01mmより小さい同心円状の黄鉄鉱（FeS2）です。最新の分析装置であるナノスケール二次イオン質量分析計（NanoSIMS）を用いて、この小さな黄鉄鉱組織の内部...

キーワード：海洋/古環境/古環境復元/質量分析装置/太古代/堆積岩/同位体/硫黄同位体/同位体比/質量分析/持続可能/持続可能な開発/ナノスケール/ナノメートル/質量分析計/分解能/有機物/生態系/微生物/層構造/空間分解能

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発表日：2026年4月15日

免疫細胞が血管をつくり骨再生を促進

―新規生体活性ガラスによる再生医療の新戦略―

骨折や腫瘍切除後に生じる骨欠損の治療には骨補填材が用いられていますが、大規模欠損に対する再生は依然として困難です。近年、生体内でイオンを放出する生体活性ガラスが注目されていますが、その作用機序、特に免疫系や血管新生との関係は十分に解明されていませんでした。東北大学大学院歯学研究科の大竹航季博士、近藤威講師、江草宏教授らの研究グループは、亜鉛やフッ化物イオンを放出するリン酸塩系生体活性ガラス（ZFBG）を開発し、これが免疫細胞であるマクロファージを血管新生促進型の「M2dマクロファージ」に誘導することを明らかにしました。さらに、この作用により血管形成が促進され、骨再生が大幅に向上する...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/生体内/リン酸/免疫系/マウスモデル/血管内皮/細胞遊走/骨折/血管形成/骨再生/歯学/ファージ/マウス/マクロファージ/血管新生/血管内皮細胞/再生医療/内皮細胞/免疫細胞

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発表日：2026年4月14日

ナノサイズの「磁気の渦」の正体を解明

― 次世代・超省電力メモリ実現へ新たな設計指針 ―

スキルミオンは、電子のスピン（小さな磁石）が渦巻状に並んだ特殊な構造（図1a）で、一度できると壊れにくく、しかもごくわずかな電流で動かせるという優れた性質を持つことから、次世代の超低消費電力メモリや情報デバイスの切り札として注目されています。これまでスキルミオンの形成には、結晶構造に表と裏の区別がある特殊な環境が必要であると考えられていました。しかし近年、これまでの常識では説明できない材料から、直径わずか約2ナノメートルという「世界最小級」のスキルミオンが発見され、世界的な注目を集めています。特にEu（Ga,Al）...

キーワード：化学物質/トポロジー/フェルミ面/角度分解光電子分光/光電子分光/加速器/軟X線/放射光/γ線/磁場/赤外線/超伝導/スキルミオン/磁性体/材料科学/電子分光/メモリ/可視光/強磁性/持続可能/紫外線/持続可能な開発/強磁性体/電子状態/アルミニウム/スピン/ナノサイズ/ナノメートル/低消費電力/電磁波/結晶構造/スキル

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発表日：2026年4月14日

世界初！光で加速するコレラ菌

～新しい細菌のエネルギー制御経路～

琉球大学大学院医学研究科の許駿助教、山城哲名誉教授、東北大学大学院工学研究科の中村修一准教授、東京大学大学院工学研究科の冨岡倫太郎研究員らの研究グループの研究成果が、米国科学アカデミーが発行する学術雑誌「PNAS」誌に掲載されました。図１コレラ菌の感染サイクルと環境応答A：コレラ菌の感染サイクル。コレラ菌に汚染された飲料水や食品の摂取によりヒトに感染し、下痢症を...

キーワード：環境適応/持続可能/持続可能な開発/水環境/センシング/リスク評価/運動制御/環境応答/環境要因/公衆衛生/細菌

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発表日：2026年4月8日

高誘電体を高精度に予測・発見するAI手法を開発

― 分解統合型AIが切り拓く高誘電体探索 ―

物質の微視的構造が示す振る舞いを高精度に理解することは新規材料の創出や特性制御に不可欠ですが、その本質的理解には膨大な計算資源を要する量子力学計算が必要であり、大規模材料探索や迅速な設計の大きな障壁でした。東北大学大学院工学研究科の滝川敦之大学院生、同大学金属材料研究所の清原慎講師、熊谷悠教授らのグループは、物質の原子配列情報のみから誘電率へのイオンの寄与を高精度に予測できるAI手法を開発しました。具体的には、物質の結晶構造をグラフとして表現し、グラフニューラルネットワーク（GNN）を用いてBorn有効電荷（注４...

キーワード：AI/グラフニューラルネットワーク/ニューラルネットワーク/機械学習/人工知能（AI）/電気分極/材料科学/DFT/バンドギャップ/フォノン/誘電体/誘電率/持続可能/持続可能な開発/原子配列/点欠陥/電子構造/電子状態/ニューラルネット/金属材料/酸化物/周波数/密度汎関数理論/量子力学/結晶構造/スクリーニング

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発表日：2026年4月6日

エンベロープウイルス粒子を検出するサンドイッチELISAを実現

―脂質膜結合性リガンドの利用により「タンパク質」検出を「ウイルス粒子」検出に変換―

A型インフルエンザなど、ここ10年ほどの間に世界的に大流行したウイルス感染症のほとんどは、脂質膜を持つウイルス（エンベロープウイルス）によるものです。ウイルスによる感染症拡大抑制対策にはウイルス解析技術が必要不可欠であり、一般的にはウイルス粒子内に含まれるタンパク質を計測する抗体法ならびにゲノム（核酸）を計測するPCR法が用いられています。一方、これらはウイルス粒子構造を破壊後に解析する手法であり、感染力などのウイルス粒子としての機能を評価することは困難です。東北大学大学院理学研究科の佐藤雄介准教授らの研究グループは、典型的なエンベロープウイルスであるA型インフルエンザウイルス（I...

キーワード：分析技術/両親媒性/PCR法/ELISA法/持続可能/持続可能な開発/粒子計測/機能性/脂質膜/ELISA/機能解析/脂質二重膜/ウイルス感染症/酵素反応/PCR/インフルエンザ/インフルエンザウイルス/リガンド/酸化反応/ウイルス/ゲノム/感染症/抗体/脂質

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発表日：2026年4月3日

小惑星ベヌー試料から核酸塩基と高濃度の尿素を検出

～小惑星環境での化学プロセスの絞り込みに成功～

北海道大学低温科学研究所の大場康弘准教授、海洋研究開発機構の古賀俊貴ポストドクトラル研究員、高野淑識上席研究員、九州大学大学院理学研究院の奈良岡浩教授（研究当時）、東北大学大学院理学研究科の古川善博教授らが所属する国際研究グループは、アメリカNASA主導の小惑星探査計画「OSIRIS-REx」で炭素質B型小惑星（101955）ベヌー（Bennu）から持ち帰られた粒子から、地球生命に必須の核酸塩基全5種を含む、合計38種の窒素複素環化合物*1、及び高濃度の尿素*2の検出に成功しました。小惑星サンプルリターン計画「OSIRIS-REx」では、...

キーワード：海洋/化学進化/小惑星/惑星/惑星探査/アンモニア/環状化合物/複素環化合物/グルコース/有機分子/アミン/前駆体/有機物/リン酸/代謝産物/RNA/アミノ酸/ヌクレオシド/核酸塩基/遺伝子

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発表日：2026年4月3日

竹シートで高強度化した生分解性複合材料を開発

―海水環境における分解挙動を力学特性に基づいて予測―

プラスチックごみによる環境負荷の低減に向けて、使用後に自然環境中で分解する材料の開発が求められています。しかし、生分解性を持つだけでは実用材料として十分ではなく、使用期間中に必要な強さや剛性をどのように確保するかが大きな課題です。東北大学工学部材料科学総合学科のRova Lovisa助教、環境科学研究科のDas Snigdha大学院生、王真金助教、栗田大樹准教授、成田史生教授（工学部材料科学総合学科兼担）らは、竹シートと海洋生分解性ポリマーPHBHを熱圧縮により積層した新しいグリーン複合材料を開発しました。最適な積層構成では、引張強さ71.2 MPaを達成し、PHBH単体および竹単...

キーワード：海洋/環境調和/高分子/生分解性ポリマー/材料科学/生分解/持続可能/持続可能な開発/水環境/環境負荷低減/プラスチック/ポリマー/環境負荷/高分子材料/積層構造/二酸化炭素/複合材/複合材料/生分解性/コンポスト/土壌/微生物/層構造

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発表日：2026年3月31日

活性酸素が引き起こす見逃されていたDNA損傷プロセス

― 光反応による「脱塩基部位」の生成を発見、次世代の光機能性DNAを実現する精密設計の基盤へ ―

光や炎症などで生じる酸化ストレスは、DNAに損傷を与え、老化やがんをはじめとする疾患の原因となることが知られています。しかし、DNAの損傷プロセスには、まだ解明されていない部分が残されています。東北大学多元物質科学研究所の山野雄平助教、鬼塚和光准教授、永次史教授らの研究グループは、光触媒による光酸化反応において、DNA中のグアニン残基から「脱塩基部位（APサイト）」が生成する未知の損傷プロセスを明らかにしました（図1）。また、質量分析に基づく独自の解析法により、酸化されたDNAをオリゴマー（注4）の状態で直接解析しま...

キーワード：物質科学/芳香族/光反応/光機能性材料/質量分析/光機能/一重項酸素/酸素分子/持続可能/持続可能な開発/光触媒/機能性材料/機能性/DNA損傷/オリゴマー/核酸塩基/活性酸素/酸化反応/分子設計/ストレス/酸化ストレス/老化

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発表日：2026年3月28日

PROTAC分子の効率的な改良を可能にする合成手法

―タンパク質分解医薬の開発を加速―

PROTACsは、標的タンパク質を分解する新しい創薬手法として注目されていますが、分子構造が大きく複雑であるため、有望な分子を効率よく見いだすことが難しいという課題があります。東北大学大学院薬学研究科の山越博幸助教、岩渕好治教授らの研究グループは、アトピー性皮膚炎の治療薬開発を目指し、標的タンパク質BRD4を分解するPROTAC「TKP-5」を見出しました。さらに、リンカーに「1,3-ブタジイン」構造を導入した新たな合成手法を開発し、類似分子を効率的に合成することに成功しました。また、類似分子の効果を調べ、コンピュータ解析も活用することで、TKP-5が高い分解効果を示すために重要な...

キーワード：最適化/分子構造/機能性分子/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/機能性/炭化水素/アトピー性皮膚炎/アルキン/タンパク質分解/創薬

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発表日：2026年3月28日

有望な骨補填材の骨再生力を増強

―リン酸八カルシウム/ゼラチン/コラーゲン様ペプチド組成が骨形成を促進―

自己修復が困難な骨欠損を治療するために、自家骨に代わる安定供給可能な人工材料が開発されていますが、その適用の拡大には骨再生能の増強が課題とされています。東北大学大学院歯学研究科（生体材料理工学分野）の濱井瞭講師、土屋香織学術研究員、鈴木治教授、同大医学系研究科（整形外科学分野）の原田健登大学院生、森優講師、金淵龍一助教、相澤俊峰教授らの研究グループは、北海道大学大学院歯学研究院（硬組織微細構造学教室）の長谷川智香准教授、網塚憲生教授と共同で、OCP/Gel/CMPの骨再生がどのように生じているかを研究し、その発現メカニズムを提案しました。Gelの部位に、コラーゲンよりも小...

キーワード：TCP/水溶液/分子構造/共重合体/ゲル化/らせん構造/共重合/高分子/物理化学/材料科学/前駆体/アパタイト/持続可能/複合化/持続可能な開発/リン酸カルシウム/ナノサイズ/高分子材料/自己修復/微細構造/人工骨/カルシウムイオン/生体内/リン酸/アミノ酸配列/ヒアルロン酸/整形外科学/臨床応用/ハイドロキシアパタイト/骨再生/骨細胞/歯学/石灰化/組織再生/アミノ酸/カルシウム/コラーゲン/プロリン/ラット/間質細胞/骨芽細胞/骨吸収/骨形成/細胞接着/破骨細胞/脂質/生体材料/線維化

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発表日：2026年3月23日

記憶を生み出す脳細胞の再編成を視る

－ストレスがシナプス構造を書き換える仕組みを明らかにした技術革新－

脳は膨大な数のシナプス(注１)を介して情報をやり取りすることで、記憶を形成し行動を制御しています。シナプスにはさまざまな構造や機能がありますが、ひとつの神経細胞の内部でその構造がどれほど多様であり、この違いがどのように決まるのかは、これまでほとんど分かっていませんでした。東北大学大学院生命科学研究科の谷本拓教授らの研究グループは、モデル生物のショウジョウバエを用いて、空腹や睡眠不足といった生理的ストレスが神経細胞内の再編成を促し、ヒトのノルアドレナリンに相当するオクトパミン(注２...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/微細構造/モデル生物/シナプス/哺乳類/技術革新/神経伝達物質/ショウジョウバエ/ノルアドレナリン/神経回路/神経細胞/ストレス/睡眠

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発表日：2026年3月19日

骨格筋修復を促進する新たな分子の発見

－筋ジストロフィーの治療標的として期待－

損傷が起きやすい骨格筋では、微小な傷に対応する細胞膜修復は重要な機能です。ジスフェルリン異常症はジスフェルリンの欠損により骨格筋の細胞膜修復機能が障害される成人発症の筋ジストロフィーで国の指定難病です。東北大学大学院医学系研究科神経内科学分野の中村尚子非常勤講師、青木正志教授、臨床障害学分野の鈴木直輝准教授、病態液性制御学分野の菅野新一郎学術研究員（研究当時：同大学加齢医学研究所）、国際医療福祉大学成田キャンパス基礎医学研究センターの三宅克也教授らの研究グループは、ジスフェルリンに結合し細胞膜修復を促進する分子として新たにCK2αを同定し、CK2αの過剰発現によりジスフェルリン欠損...

キーワード：筋細胞/持続可能/持続可能な開発/レーザー/筋ジストロフィー/リン酸/細胞膜/神経内科学/治療標的/筋線維/筋肉/骨格筋/キナーゼ/マウス/リン脂質/蛍光色素/膜タンパク質/遺伝子/加齢/脂質/難病

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発表日：2026年3月18日

培養ニューロンによる機械学習で時系列信号生成を実証

―人工ニューラルネットワークの機能を生体神経回路に実装―

人工ニューラルネットワーク（ANN）やスパイキングニューラルネットワーク（SNN）（注4）は、現在のAI技術の基盤となっています。これらは、脳神経回路に着想を得て作られた技術ですが、逆に、ANNやSNNの働きを生体系に実装できれば、脳の情報処理原理に対する理解を一段と深め、さらに生体の仕組みに基づく新しい計算技術の創出にもつながります。今回、東北大学電気通信研究所の山本英明准教授（同大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼任）、佐藤茂雄教授、公立はこだて未来大学の香取勇一教授らからなる研究チームは、マイクロ流体デ...

キーワード：ハードウェア/電気通信/コンピューティング/パターン認識/タスク/ニューラルネットワーク/機械学習/最適化/自然言語/自然言語処理/人工知能（AI）/言語処理/脳神経回路/材料科学/樹脂/リザバー計算/持続可能/持続可能な開発/ニューラルネット/マイクロ/マイクロ加工/マイクロ流体/低消費電力/大脳/実験動物/TEMPO/リザバーコンピューティング/ニューロン/オルガノイド/イミン/マイクロ流体デバイス/ラット/神経回路/神経細胞/大脳皮質/培養細胞

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発表日：2026年3月18日

細菌の建築学：べん毛の非対称な「鞘」が操るレプトスピラの形と動きのメカニズムの解明

細菌の運動器官であるべん毛は、その構造と機能が菌種ごとに大きく異なります。国立健康危機管理研究機構（JIHS：ジース）国立感染症研究所細菌第一部小泉信夫主任研究員らは、大阪大学蛋白質研究所川本晃大准教授（国立研究開発法人科学技術振興機構さきがけ研究員兼任）、国立大学法人東北大学大学院工学研究科中村修一准教授らと、レプトスピラ症病原体であるスピロヘータ・レプトスピラがもつ特殊な「ペリプラズムべん毛」に着目し、被覆（鞘(さや)）タンパク質群が協調してべん毛の形状と力学特性を制御する仕組みを解明しました。遺伝子欠損株の解析とクライオ電子顕微鏡に...

キーワード：危機管理/持続可能/持続可能な開発/結晶化/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/分解能/病原性/クライオ電子顕微鏡/病原体/高分解能/糖鎖修飾/運動器/分子機構/生体分子/遺伝子/感染症/細菌

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発表日：2026年3月18日

メタ分子を用いてマイクロ波のマジックミラー効果を室温で実現

―新奇キメラ準粒子「磁気カイラルポラリトン」の巨大な人工移動媒質効果が鍵―

現代社会で情報の処理や通信を支える電子デバイスの機能は、電子に影響を及ぼす物質中の様々な準粒子―粒子のように振舞う量子力学的存在―に由来します。その中でも近年、磁石での準粒子（マグノン）と携帯電話で用いられるマイクロ波など電磁波（光子）が結合したハイブリッド準粒子を介した、マイクロ波の一方向透過（マジックミラー効果）が通信の分野で注目されています。しかしながら、これまでは低温や大型の共振器や複雑な構造を必要とする場合が多く、室温動作、小型化、自由空間での応用には課題がありました。東北大学大学院理学研究科の三田健太郎大学院生、同大学高度教養教育・学生支援機構の児玉俊之特任助教（高等研...

キーワード：マグノン/準粒子/らせん構造/スキルミオン/プラズモン/共振器/電子デバイス/スピン/マイクロ/マイクロ波/屈折率/携帯電話/電磁波/量子力学/キメラ/スキル/ラット

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発表日：2026年3月12日

世界初、カリブ海型シガトキシン C-CTX1の全合成に成功

―C3位異性体の毒性発見で中毒予防研究に大きく前進―

シガテラ中毒は、熱帯・亜熱帯海域の魚類の摂食により発生する世界最大規模の急性自然毒食中毒であり、年間2～6万人の中毒患者の発生が推定されています。その原因毒であるシガトキシン（CTX）類は、渦鞭毛藻により産生され、食物連鎖を通じて魚類に蓄積される複雑な巨大ポリ環状エーテル天然物です。近年、カリブ海型シガトキシン（C-CTX）による中毒がヨーロッパでも継続的に発生しています。そのため、その予防対策は世界的に急務の課題となっています。東北大学大学院生命科学研究科の佐々木誠教授らのグループは、遷移金属触媒を用いた環化反応やカップ...

キーワード：海洋/食物連鎖/カップリング反応/遷移金属触媒/遷移金属/金属触媒/持続可能/持続可能な開発/海洋天然物/生物活性/渦鞭毛藻/ナトリウム/カップリング/イオンチャネル/環化反応/抗体

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発表日：2026年3月12日

p型・n型制御に成功：窒化物熱電薄膜の実用化に前進

―残留酸素を活用した欠陥設計でキャリア極性を制御―

近年、集積化や小型化に適した薄膜熱電材料（注4）への関心が高まっています。中でも、高温環境下で安定に動作する遷移金属窒化物は有望材料とされ、特にクロム窒化物（CrN）は優れたn型熱電特性を示すことが知られています。一方、実用的な薄膜熱電モジュールには、同一材料系でn型とp型の両立が不可欠ですが、従来手法ではプロセスの複雑さが課題となっていました。東北大学大学院工学研究科の双逸助教と須藤祐司教授らの研究グループは、スパッタリング装置内の残留酸素を活用し、反応性窒素ガス流量を制御す...

キーワード：EXAFS/放射光/スペクトル/耐熱性/クロム/遷移金属/キャリア/スパッタ法/持続可能/高温環境/持続可能な開発/窒化物/電気伝導/熱電材料/スパッタリング/フーリエ変換/第一原理/第一原理計算/半導体/結晶構造

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発表日：2026年3月12日

電子のふるまいを1マイクロメートルの細かさで見る顕微鏡の開発に成功

～量子材料・次世代情報処理デバイス開発の加速に期待～

量子科学技術研究開発機構（QST）の山本航平研究員、宮脇淳主幹研究員、東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、ナノテラスに設置した電子状態のわずかなエネルギー差を見分ける超高エネルギー分解能をもつQSTの共鳴非弾性X線散乱（RIXS：注２）装置「2D-RIXS」において、物質中の電子のふるまいを1マイクロメートル以下の精度で可視化することに世界で初めて成功しました。本装置は、ナノテラスの高輝度X線と独自の光学設計を組み合わせることで、これまで困難だった「材料内部の量子状態の空間分布」を、顕微鏡のように直接観測することを可能にします。本成果は、量子材料やスピ...

キーワード：位置情報/空間分布/分析技術/高エネルギー/超高エネルギー/加速器/軟X線/非弾性/放射光/太陽/太陽光/磁性体/ナノデバイス/半導体デバイス/微細化/持続可能/空間情報/持続可能な開発/電子状態/シリコン/スピン/スピントロニクス/ナノメートル/マイクロ/半導体/微細構造/分解能/量子力学/マッピング/空間分解能/不均一性

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発表日：2026年3月12日

受容体の活性化サイクルの網羅的可視化

―時間分解構造解析により明らかになったGPCRのGタンパク質選択性と2つのGタンパク質活性化経路―

東京大学先端科学技術研究センターの加藤英明教授と、京都大学大学院薬学研究科の井上飛鳥教授、明治大学理工学部の光武亜代理准教授、京都大学大学院生命科学研究科の角野歩准教授らによる研究グループは、ヒトの生理機能調節に深く関わり、創薬上重要な標的でもあるGタンパク質共役型受容体（GPCR）について、そのGタンパク質活性化メカニズムの詳細を明らかにしました。細胞の表面には、ホルモンや神経伝達物質など外からの合図を受け取る「受容体」が並んでいます。なかでもGPCRは、痛み・血圧・食欲・精神機能など多様な生理機能を調節しており、現在使われる医薬品の多くがこのGPCRを標的とし...

キーワード：時間分解/分子動力学シミュレーション/タンパク質複合体/神経ペプチド/結合状態/選択性/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/原子間力顕微鏡/電子顕微鏡/動力学/分子動力学/リン酸/クライオ電子顕微鏡/高速原子間力顕微鏡/細胞膜/ホルモン/神経伝達物質/生理機能/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/RNA/受容体/創薬/血圧

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発表日：2026年3月11日

外生菌根菌の菌糸ネットワークによる情報伝達を確認

―森のキノコはあなたの立ちションに気づき、ウワサしている!?―

菌根菌は土壌中に菌糸のネットワークを張り巡らせ、植物の根と共生関係を築くことで森林生態系の維持に重要な役割を果たしています。菌根菌の菌糸を介した地下の情報伝達は世間の注目を集めていますが、科学的なデータは多くありません。東北大学大学院農学研究科の深澤遊准教授の研究グループは、アンモニア菌と呼ばれるグループの菌根菌のキノコ（子実体）を森林の地上に大量に発生させて電極を設置することで、人為的な刺激に応じた37本のキノコ間の電気的情報伝達の変化を記録することに成功しました。一部のキノコの根元へ水を与えると、37本の...

キーワード：アンモニア/光合成/持続可能/持続可能な開発/生態系/外生菌根/外生菌根菌/菌根菌/森林生態/森林生態系/土壌/生態学

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発表日：2026年3月10日

光で湿度を測る新材料を開発

― 蛍光の明るさと寿命、二刀流センサーが環境管理を変える ―

湿度の精密な制御は、食品・医薬品の品質管理や半導体製造など幅広い産業で不可欠です。従来の電気式センサーは電磁ノイズの影響を受けやすく、電子部品が密集する環境での使用に課題がありました。東北大学多元物質科学研究所の長谷川拓哉准教授、大阪大学産業科学研究所の後藤知代特任教授（常勤）（奈良先端科学技術大学院大学先端科学技術研究科教授兼務）、岡山理科大学理学部の佐藤泰史教授らの研究グループは、モリブデン酸イッテルビウム（Yb2(MoO4)3）にエルビウムイオン（Er3+）を添加した蛍光材料を合成し、この...

キーワード：品質管理/環境変化/結晶格子/蛍光寿命/水分子/物質科学/ノイズ/近赤外/近赤外線/赤外線/モリブデン/可視光/蛍光体/持続可能/構造モデル/持続可能な開発/光学特性/センサー/マイクロ/レーザー/半導体/結晶構造/ゆらぎ/寿命

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発表日：2026年3月3日

同じ食事内容でも吸収されるエネルギーは異なる？

～食事や健康状態で変わる「消化可能エネルギー」の最新レビュー～

これまでの体重管理は、主にエネルギー摂取量と消費量のバランスで議論されてきましたが、摂取したエネルギーのうち、実際にどれだけが消化・吸収されて利用されるかについてのエビデンスは、体系的に整理されていませんでした。今回、過去50年分のヒトを対象とした研究を系統的にレビューしたことで、食事量や食事内容、加齢、疾患が消化可能エネルギー摂取量（DEI）*1及び代謝可能エネルギー摂取量（MEI）*2に影響することを明らかにしました。本研究は、食品表示のエネルギーと実際に体内で利用されるエネルギーとの差を理解する基盤となり、肥満や低栄養、高齢者のフレイル対策など、幅広い体重管理・栄養戦略の科学的根拠を強...

キーワード：持続可能/エネルギー吸収/持続可能な開発/消化管/フレイル/加齢/高齢者/低栄養

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発表日：2026年2月26日

腸の病気は顎骨破壊も悪化させる

－腸炎で悪化した顎骨破壊に対する新治療技術開発－

歯科医院などで「体調が悪いと歯の病気も治りにくい」と説明されることもありますが、その仕組みは未知の部分が多く、様々な研究が行われています。東北大学大学院歯学研究科の中野将人助教、Moe Sandar Kyaw助教、齋藤正寛教授、東北大学病院の田中志典講師らの研究グループは、腸炎をもつ患者ではAPが重症化し、治療しても治りにくいことに着目し、マウスを用いた実験でこの状態を再現することに成功しました。その結果、腸炎によって顎骨内で好中球と呼ばれる免疫細胞が過剰に活性化し、これが顎骨破壊を悪化させていることを明らかにしました。さらに、この症状を改善するため、キャビテーションという現象を応...

キーワード：免疫機能/持続可能/持続可能な開発/キャビテーション/感染防御/IBD/関節/骨破壊/歯学/歯周病/DDS/マウス/好中球/抗炎症/腸炎/腸管免疫/副作用/免疫細胞/細菌

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発表日：2026年2月25日

Y染色体がもたらす男性特異的な疾患リスク形成機構を解明

―2型糖尿病の性差につながる新たなリスク因子の発見―

東京大学大学院医学系研究科遺伝情報学の佐藤豪助教、岡田随象教授（兼：大阪大学ワクチン開発拠点先端モダリティ・DDS研究センター（CAMaD）教授、大阪大学大学院医学系研究科遺伝統計学教授（研究当時）、理化学研究所生命医科学研究センターシステム遺伝学チームチームディレクター）、東京大学大学院医学系研究科代謝・栄養病態学の山内敏正教授、虎の門病院の門脇孝院長、東京大学医科学研究所附属ヒトゲノム解析センターシークエンス技術開発分野の松田浩一特任教授（兼：同大学大学院新領域創成科学研究科メディカル情報生命専攻クリニカルシークエンス分野教授）、大阪大学大学院医学系研究科呼吸器・免疫内科学の山...

キーワード：情報学/人工知能（AI）/がん研究/ゲノムDNA/遺伝情報/生殖/持続可能/持続可能な開発/リスク評価/遺伝的変異/シークエンス/遺伝統計学/生殖細胞/ゲノム情報/バイオバンク/ヒトゲノム/血清/染色体/体細胞変異/ゲノム解析/DDS/2型糖尿病/ゲノム/リスク因子/ワクチン/遺伝学/遺伝子/遺伝子変異/加齢/感染症/個別化医療/新型コロナウイルス感染症/糖尿病/網羅的解析

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発表日：2026年2月24日

岩石と水の反応による水素生成プロセスの秘密に迫る

〜岩石を詳細解析、地下の水素資源探索の手がかりにも～

海洋底のマントルや下部地殻に含まれるかんらん石と水の反応、すなわち蛇紋岩化反応は、自然界における水素生成の主要なメカニズムとして知られています（図1）。この反応によって生まれる水素は、地下深部に生きる微生物のエネルギー源となるだけでなく、人類が利用可能な新たなエネルギー資源としても関心が高まっています。この反応では、岩石中の2価の鉄が3価の鉄へと酸化されると同時に水が還元され、その結果として水素が生成されます（式1）。しかし、水素発生の鍵を握る鉄の分布や化学状態が、反応の進行にともなってどのように変化するのかこれまで十分に分かっておらず、天然水素の生成プロセスの理解を難しくしていました。...

キーワード：極地/海洋/水素生成/高エネルギー/IODP/XAFS/マントル/下部地殻/加速器/海洋地殻/高温高圧/上部マントル/放射光/スペクトル/ケイ素/吸収スペクトル/X線吸収微細構造/持続可能/持続可能な開発/水素発生/微細構造解析/マグネシウム/微細構造/分解能/微生物/空間分解能

他の関係分野：環境学数物系科学化学工学医歯薬学

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発表日：2026年2月24日

ウイルス感染が寄生虫感染の症状を軽減

―子牛下痢症における新たな制御戦略につながる発見―

子牛の下痢症は生産性の低下や斃死（へいし）を引き起こすことから、畜産現場で深刻な問題となっています。原因となる病原体は一つとは限らず、ウイルスや寄生虫など複数の病原体が同時に関与することも少なくありません。一般に、複数の病原体が感染すると症状は重くなると考えられてきましたが、その影響については十分に検証されていませんでした。東北大学大学院農学研究科の加藤健太郎教授および東京農工大学大学院農学研究院動物生命科学部門の村越ふみ准教授（研究当時：東北大学学際フロンティア研究所助教）らの研究グループは、自然感染した子牛を対象とした調査と実験室での実験により、ウイルスと寄生虫が同時に感染し...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/生産性/寄生虫/病原体/ウイルス

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発表日：2026年2月19日

室温で高感度センシングを実現新規「ベルト状VO₂(B)単結晶」ガスセンサー材料を創製

─実験と理論計算でVO₂(B)の高度機能性の本質を解明─

低消費電力・高性能ガスセンサーの実現には、室温で揮発性有機化合物（VOC）を高感度・高選択的に検出する新材料の開発が不可欠です。東北大学多元物質科学研究所の殷澍教授（同材料科学高等研究所（WPI-AIMR）連携教授兼務）、北陸先端科学技術大学院大学（JAIST）サスティナブルイノベーション研究領域の本郷研太准教授、大阪大学産業科学研究所の関野徹教授、北京科技大学材料科学と工程学院の曹文斌教授、台北科技大学材料資源工程系の邱德威教授らを中心とする国際共同研究グループは、一次元V2O5ナノファイバーを原材料として、水熱還元法により、配向し...

キーワード：環境モニタリング/揮発性有機化合物/物質科学/反応場/電子線/材料科学/ファイバー/バナジウム/前駆体/DFT/選択性/持続可能/還元反応/持続可能な開発/ガスセンサー/ナノシート/ナノファイバー/ナノワイヤ/金属ナノ粒子/磁性材料/単結晶/電池/エタノール/センサー/センシング/ナノ材料/ナノ粒子/モニタリング/金属イオン/金属酸化物/酸化物/低消費電力/添加剤/電荷移動/密度汎関数理論/有機物/SEM/機能性/表面構造/結晶性/健康管理

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発表日：2026年2月19日

日本の天候を揺さぶる熱帯の巨大雲群マッデン・ジュリアン振動の移動を左右する鍵を解明

―数週間先の天候予測の精度向上に資する着眼点を提示―

熱帯域には、東西数千kmにも及ぶ巨大な積乱雲群がインド洋から太平洋に移動するマッデン・ジュリアン振動（MJO）という顕著な気象現象があります。MJOは世界各地に異常天候を導くテレコネクションの源であり、その移動がいつどのように起きるかの解明は、熱帯気象学の最重要課題の1つでした。東北大学大学院理学研究科の髙須賀大輔助教らの研究チームは、全球の雲の動態を精緻に計算する気象モデルを用いて、2つのMJOを対象に計4,000個の膨大な「パラレルワールド」を生成し、外的条件が同じ中でのMJOの移動の決まり方を解明しました。冬への季節進行後の12月はMJOの移動...

キーワード：人工知能（AI）/テレコネクション/気象学/数値実験/大気循環/衛星/持続可能/持続可能な開発/シナリオ/シミュレーション/センシング/リモートセンシング/東北地方

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発表日：2026年2月18日

大規模環境DNA調査から沿岸魚分布を決める要因を探る

―魚類相を形成する複雑な海流の働きが明らかに―

近年、人間活動や気候変動による魚類の分布の変化が報告されており、その現状把握や予測には分布に影響する要因を解明することが不可欠です。東北大学・海洋研究開発機構変動海洋エコシステム高等研究所（WPI-AIMEC）の長田穣准教授及び千葉県立中央博物館・北海道大学・京都大学・神戸大学・九州大学・島根大学・龍谷大学・鹿児島大学・かずさDNA研究所らからなる共同研究グループは、日本全国528地点に及ぶ大規模な環境DNA調査を実施し、沿岸魚1,220種（現在論文で報告されている種の約44%）を検出しました。さらに、これらの魚類の分布を解析したところ、魚類の輸送・移動の制限・生息環境の提供とい...

キーワード：人間活動/海洋/気候変動/データ解析/持続可能/持続可能な開発/土壌/環境DNA/生物多様性

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発表日：2026年2月16日

タンパク質の動きを捉える新しい試料導入システムを開発

－テープ搬送による試料導入で試料消費量を低減－

理化学研究所（理研）放射光科学研究センタービームライン開発チームの姜正敏研究員、同SACLAビームライン基盤グループの矢橋牧名グループディレクター、高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室の登野健介チームリーダー、東北大学多元物質科学研究所の南後恵理子教授、京都大学大学院医学研究科の岩田想教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA注1」において、タンパク質の動きを捉える連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）注2のための試料を導入する新たなシステムを開発しました。本研究成果により、わずかな量の試料で...

キーワード：X線自由電子レーザー/パルス/自由電子レーザー/物質科学/SPring-8/加速器/放射光/結晶構造解析/微小液滴/光励起/持続可能/光照射/持続可能な開発/ナノメートル/フェムト秒/レーザー/結晶構造/構造変化/動的構造

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発表日：2026年2月12日

がん抑制遺伝子p53を強く活性化する新たな抗がん治療の鍵分子MKRN1の発見

―抗がん剤耐性がんに対する新規治療戦略に期待―

DNA損傷応答は、細胞ががん化を防ぐために備える最も重要なシステムの一つです。その中心的役割を担うp53は、定常時にはMDM2により速やかに分解されており、必要な時にだけ活性化される精密なフィードバック制御機構によって守られています。東北大学大学院薬学研究科の島田竜耶博士、小松龍斗大学院生、大谷航平大学院生、松沢厚教授および岩手医科大学薬学部の野口拓也教授らの研究グループは、これを調節する新たな分子としてE3ユビキチンリガーゼMKRN1を同定しました。MKRN1は定常時にp53を分解することでその発現を制御する一方で、DNA損傷が起こるとMDM2を選択...

キーワード：品質管理/持続可能/持続可能な開発/フィードバック/フィードバック制御/脱アセチル化/抵抗性/キチン/differentiation/DNA損傷応答/Mdm2/p53/SIRT1/治療抵抗性/寿命/がん化/DNA損傷/アセチル化/アポトーシス/がん治療/がん抑制遺伝子/シスプラチン/ユビキチン/ユビキチン化/抗がん剤耐性/細胞死/細胞周期/遺伝子/抗がん剤

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発表日：2026年2月10日

「高密度化×極微小化」で膵臓がんまで届く抗がん剤ナノ粒子の作製に成功

膵臓がんは、周辺の間質が発達しており、抗がん剤が腫瘍内部へ届きにくい難治性のがんです。サイズを粒径200 nm以下に制御したナノ薬剤をがん病巣へ効率的に集積させる研究が活発に行われてきましたが、膵臓がんの場合、より極微小な30 nm程度でなければ効率的に集積しないことが報告されていました。東北大学多元物質科学研究所の笠井均教授らの研究グループは、膵臓がん周辺の間質を通過し、高い薬理活性と低い毒性を両立する抗がん剤ナノ粒子の作製に成功しました。本研究グループは、プロドラッグのみで構成され、従来型ポリマーキャリア...

キーワード：物質科学/トポイソメラーゼ/キャリア/持続可能/持続可能な開発/ナノ粒子/ポリマー/SEM/膵臓/線維芽細胞/イリノテカン/がん細胞/がん治療/コラーゲン/プロドラッグ/マウス/細胞外マトリックス/代謝物/膵臓がん/抗がん剤/臨床研究

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発表日：2026年2月9日

なぜ粗い研磨でステンレス鋼は錆びやすくなるのか？

－MnS介在物に着目した耐食性低下の機構解明－

ステンレス鋼は高い耐食性を有していますが、海水などの塩化物水溶液にさらされる環境では、表面に腐食が生じることがあります。ステンレス鋼は一般的に、美観性・清浄性の向上を目的として、研磨による平滑化が施されますが、研磨後の表面粗さが大きいほど耐食性が低下するという課題が知られています。東北大学大学院工学研究科の王思奇大学院生、西本昌史助教、武藤泉教授は、粗い機械研磨によりステンレス鋼の耐食性が低下する要因を詳細に解析し、従来から指摘されていた不働態皮膜の厚さの不均一化だけではなく、MnS介在物の変形や鋼中への埋没といった形態変化が最も重要な要因であることを明らかにしました。本成果は、ス...

キーワード：医療機器/水溶液/X線分光/クロム/走査型電子顕微鏡/マンガン/持続可能/持続可能な開発/ステンレス鋼/ナノメートル/耐食性/電子顕微鏡/表面粗さ/平滑化/形態変化

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発表日：2026年2月9日

五角形のケイ素π電子系化合物の合成に成功

―全ケイ素置換シクロペンタジエニドの登場―

ケイ素は元素周期表で炭素の一つ下にあり、半導体、炭化ケイ素繊維、シリコーンなどの身近な高機能性材料を与える元素です。しかし、ケイ素の場合、機能性炭素（有機）材料によく見られるπ電子系化合物（ベンゼンやフラーレンなど）は通常は安定ではありません。π電子系化合物を構成するπ結合がケイ素の場合は強くなく安定ではないからです。そのため、ケイ素の数が増えるほど、そのπ電子系化合物の合成は難しくなり、5つ以上の連続するケイ素原子上にπ電子を非局在化させた分子の合成は挑戦的な課題でした。東北大学大学院理学研究科の岩本武明教授、石川朋樹大学院生、石田真太郎准教授の研究グループは、五角形のケイ素骨格...

キーワード：π電子/分子構造/芳香族/ケイ素/保護基/芳香族化合物/有機ケイ素化合物/有機金属化合物/有機金属/フェロセン/金属触媒/ベンゼン/耐熱材料/電子状態/機能性材料/半導体/機能材料/機能性/フラーレン/合成化学/配位子

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発表日：2026年2月6日

ソルガム残渣を分解・糖化する酵素群の全容解明！

―微生物酵素による環境にやさしいブタノール製造に期待―

植物の細胞壁の主成分リグノセルロース系バイオマスの分解・糖化には基質特異性の異なる複数の糖質加水分解酵素の存在とそれらの相乗効果が必須です。グリーンクロステック研究センターのSahar Hamido特任助教、同センター兼大学院工学研究科の田丸浩（ゆたか）教授、東北大学東北メディカル・メガバンク機構の菱沼英史助教（未来型医療創成センター兼任）、松川直美学術研究員、三重大学大学院生物資源学研究科博士後期課程3年のMohamed Yahia Eljonaid氏、同研究科の岡﨑文美准教授の研究チームは、資源作物として注目されているソルガム（Sorghum bicolor）...

キーワード：グルコース/生産技術/加水分解/水分解/電気泳動/持続可能/持続可能な開発/たんぱく/基質特異性/セルロース/バイオマス/加水分解酵素/細胞壁/生物資源/微生物/LC-MS/MS

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発表日：2026年2月6日

3次元多孔性材料が切り拓く新技術

―水質汚染の原因となる硝酸からグリーン燃料を合成―

アンモニア（NH3）は、肥料や化学原料として不可欠なだけでなく、燃焼時に二酸化炭素を排出しない次世代エネルギーキャリアとしても注目されています。しかし、従来のハーバー・ボッシュ法によるアンモニア合成は、高温・高圧条件を必要とし、大量のエネルギー消費とCO2排出を伴います。一方、農業排水や工業排水に含まれる硝酸イオン（NO3⁻）は、水質汚染や富栄養化の原因となる有害物質です。この硝酸イオンを電気化学的に還元してアンモニアへ変換する「電気化学的硝酸イオン還元反応（eNO3...

キーワード：最適化/硝酸イオン/窒素循環/環境浄化/富栄養化/物質科学/アンモニア/ピリジン/電子移動/有機分子/電極触媒/触媒設計/電気化学反応/アンモニア合成/エネルギー貯蔵/キャリア/エネルギー消費/持続可能/還元反応/細孔構造/持続可能な開発/有害物質/水素発生/カーボン/3次元構造/環境負荷/資源循環/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/比表面積/機能材料/結晶性/官能基/分子設計

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発表日：2026年2月4日

青森県東方沖の地震に伴う調査航海の実施について

国立研究開発法人海洋研究開発機構（以下「JAMSTEC」）及び国立大学法人東北大学（以下「東北大学」）は、令和7年12月8日に発生した青森県東方沖の地震（マグニチュード7.5）を踏まえ、令和8年2月4日よりJAMSTECが所有する東北海洋生態系調査研究船「新青丸」（写真1）を用いた調査航海を行いますのでお知らせいたします。今回の地震は日本海溝・千島海溝において巨大地震が想定されている領域内で発生しました。これを受け、令和7年12月9日午前2時には「北海道・三陸沖後発地震注意情報」が初めて発表されました。また、地震調査研究推進本部地震調査委員会の評価で余効変動が確認されていることから...

キーワード：海洋/GNSS/プレート境界/巨大地震/地殻変動/日本海溝/噴火予知/余効変動/衛星/モニタリング/大地震/津波/生態系/海洋生態/海洋生態系/調査研究

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発表日：2026年1月30日

新しい結合形成戦略による高機能三次元多孔性材料の創製

― アニオン性有機染料を高効率で除去可能なイミダゾール結合型COF ―

工業排水や染色工程から排出される有機染料は、水環境に深刻な影響を及ぼす汚染物質の一つであり、その効率的かつ持続可能な除去技術の確立が強く求められています。特に、化学的に安定で、選択的に有害物質を除去できる多孔性材料の開発は、環境浄化分野における重要な研究課題です。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授、Das Saikat 講師らの研究グループは、分子を共有結合によって三次元的に連結した共有結合性有機構造体（COF）に着目し、従来とは異なる結合形成戦略を用いることで、新規三次元多孔性材料「TU-123」を開発しました。これまでイミダゾール結合を有...

キーワード：最適化/環境浄化/水溶液/物質科学/アニオン/アンモニア/静電相互作用/有機分子/アミン/カルボニル化/分子吸着/エネルギー貯蔵/可視光/持続可能/細孔構造/持続可能な開発/水環境/水処理/有害物質/構造制御/構造設計/排水処理/比表面積/機能材料/結晶性/アルデヒド/カチオン/官能基/多成分反応/分子設計

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発表日：2026年1月30日

樹皮資源を活用した高バイオマス複合材料の開発

―力学特性に基づく生分解評価手法を確立―

プラスチックごみによる環境負荷が世界的な課題となる中、生分解性材料や再生可能資源を活用した材料開発が強く求められています。一方で、森林資源の利用過程で大量に発生する樹皮は、十分に活用されないまま廃棄処理されているのが現状です。東北大学大学院環境科学研究科博士課程のRova Lovisa大学院生（JSPS特別研究員）と、王真金助教、栗田大樹准教授、成田史生教授（工学部材料科学総合学科兼担）は、こうした課題に対し、樹皮を60wt.%含有する生分解性複合材料を作製し、分解の進行と力学特性の変化を同時に捉える評価手法の構築を試みました。コンポスト（注...

キーワード：材料科学/定量評価/生分解/持続可能/森林資源/持続可能な開発/評価手法/材料設計/プラスチック/環境負荷/再生可能資源/資源循環/複合材/複合材料/有機物/生分解性/コンポスト/発酵/バイオマス/土壌/微生物

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発表日：2026年1月28日

嫌気性環境から新たな脂質分解酵素を発見

―バイオガス生産効率向上と産業応用に期待―

脂質を多く含む廃棄物はエネルギー源として高いポテンシャルをもちます。しかし、微生物によるエネルギー変換であるメタン発酵の際に、反応を担う微生物の活動を阻害することが課題でした。東北大学大学院農学研究科の多田千佳准教授らは、嫌気性消化槽から、極めて高温・高アルカリ条件でも活性を示す新規リパーゼ（脂質分解酵素）を発見するとともに、その酵素を生産する微生物を特定しました。培養に依存しない手法である機能メタプロテオミクス・メタゲノミクス...

キーワード：微生物群集/ゲノミクス/生物群集/電気泳動/持続可能/バイオガス/持続可能な開発/メタン/廃棄物/エネルギー変換/メタゲノミクス/機能性/発酵/バイオマス/微生物/ゲノム情報/リパーゼ/微生物叢/オミクス/プロテオミクス/ゲノム/遺伝子/細菌/脂質/脂質代謝

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発表日：2026年1月23日

暑さの継続時間に応じて異なる遺伝子応答

―ヤモリを用いて順応とストレス応答の違いを遺伝子レベルで解明―

温度に晒される時間は温度に対する応答を形作る上で重要な要因の一つであると考えられますが、時間による分子的な応答メカニズムの違いは爬虫類において十分に理解されていませんでした。東北大学大学院生命科学研究科の坂本芙久大学院生（研究当時。現：自然環境研究センター研究員）、河田雅圭教授（研究当時。現：東北大学総長特命教授）らの研究グループは、アンタナナリボ大学のFélix Rakotondraparany博士と共同で、ソメワケササクレヤモリを対象に異なる時間スケールの環境温度の変化が生物に与える影響を分子レベルで調査しました。結果、数時間の急激で極端な温度変化が既知の熱ストレス応答を誘導す...

キーワード：気候変動/爬虫類/持続可能/持続可能な開発/温暖化/体温調節/ストレス応答/遺伝子発現制御/転写因子/発現制御/ゲノム/ストレス/遺伝子/遺伝子発現

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発表日：2026年1月22日

高配向性マクロチャネルを備えた超軽量かつ強靭なハニカム炭素材料を開発

―環境・エネルギー技術を支える材料構造設計―

マクロチャネルを有する多孔材料は、電池や触媒、水処理など多分野で重要であり、とりわけ多孔炭素材料は高い安定性と電気・熱伝導性から有望です。しかし従来の材料は、高密度高重量、加工性・耐久性の低さ、流体輸送経路の制限といった課題を抱えていました。東北大学多元物質科学研究所の中辻博貴助教、同材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の西原洋知教授らは、これらの課題を克服するため、低密度・高機械強度・優れた流体輸送経路を併せ持つ高い配向性のマクロチャネルを備えた一体型のハニカム型炭素材料の作製方法の開発に成功しました。本研究では、氷結晶を鋳型とするアイステンプレート法の1技術である一...

キーワード：環境技術/物質科学/材料科学/ファイバー/テンプレート/持続可能/圧縮強度/持続可能な開発/水処理/ナノファイバー/電池/構造設計/耐久性/炭素材料/熱伝導/物質移動/配向性/セルロース/セルロースナノファイバー

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発表日：2026年1月20日

光で操る「ナノ温度スイッチ」を実現

-光の右回り・左回りで熱分布を書き換える-

ナノメートルサイズの金属構造が光によって加熱される現象は、化学反応の局所制御や医療応用、エネルギー変換など、幅広い分野で注目されています。これまで、金属のナノ構造は、光を当てると表面全体が等温になると考えられてきました。しかし今回、兵庫県立大学大学院工学研究科の瀬戸浦健仁准教授、東北大学多元物質科学研究所の押切友也准教授、関西学院大学理学部の田村守専任講師、早稲田大学先進理工学研究科の森田賢さん（博士後期課程）および同大学理工学術院の井村考平教授、北海学園大学工学部の藤原英樹教授、国立研究開発法人物質・材料研究機構の石井智チームリーダー、北海道大学大学院総合化学院の藤井優祐さん（博...

キーワード：物質科学/円偏光/持続可能/光照射/持続可能な開発/物質輸送/チタン/ナノスケール/ナノメートル/ナノ構造/微細構造/エネルギー変換

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発表日：2026年1月19日

コンクリート製品工場の「脱炭素革命」

―製造現場で脱炭素と廃棄物削減を同時に実現―

コンクリート製品の製造工程では、大量の固体廃棄物の発生およびCO₂排出という環境課題を抱えています。CO₂鉱物化は、廃棄物中の金属成分を炭酸塩として固定化することで、これらの課題を同時に解決できる有望な手法として注目されています。しかし、従来技術では薬剤の大量使用や廃水の発生といった課題があり、環境面・経済面の両面で実用化に向けた大きな障壁となっていました。東北大学大学院環境科学研究科の王佳婕（Jiajie Wang）助教、渡邉則昭教授、八戸工業高等専門学校の土屋範芳校長（東北大学名誉教授）らの研究グループは、コンクリート製品の製造現場に再生可能な環境調和型キレート剤を導入したCO...

キーワード：環境影響/環境技術/地球温暖化/水溶液/炭酸塩/環境調和/多座配位子/金属錯体/走査型電子顕微鏡/生分解/持続可能/コンクリート/持続可能な開発/水処理/環境負荷低減/セメント/環境負荷/金属イオン/炭酸カルシウム/電子顕微鏡/二酸化炭素/廃棄物/CO2固定/SEM/生分解性/温暖化/カルシウム/配位子

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発表日：2026年1月19日

物質中の「磁石」をジグザグに整列させて電気の流れをコントロール

―新しい電流制御で超小型・省エネ・高機能デバイスへの道を拓く―

電気回路で使う「ダイオード」は電気を一方向にだけ流す電子部品で、性質の異なる半導体を接合して作ります。今回研究グループは、ミクロな磁石（電子のスピン）がジグザグ形に並んだ特別な構造を持つ金属の中で、電気の流れやすい方向に偏りが生じる「電気の一方通行的な性質」（非相反伝導）が自然に現れることを見いだしました。この金属は原子がジグザグに並ぶ構造を持ち、電子のスピンもジグザグに並んでいます。温度を下げると、スピンの向きが互いに反対向きになる性質（反強磁性）(注１)を示します。このスピンの配置が内部にミクロな磁場（内部磁場）を形成した結果、電気の流れやすい方向に偏りが生じる非相反伝導が出現...

キーワード：反強磁性/反強磁性体/磁場/強相関/磁性体/強磁性/持続可能/省エネ/持続可能な開発/電荷輸送/強磁性体/アクチノイド/スピン/金属材料/原子力/省エネルギー/半導体/機能材料/機能性

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発表日：2026年1月16日

赤潮原因プランクトンの天敵を発見！

―寄生生物を用いた赤潮プランクトン防除に期待―

カレニア・ミキモトイは、アジア圏の沿岸を中心に世界中の海域で赤潮の原因となるプランクトンで、日本沿岸の過去30年間における本種による漁業被害金額の総額は、90億円にものぼると報告されています。東北大学大学院農学研究科の西谷豪准教授らの研究グループは、赤潮プランクトンに高い寄生性を有する新規の寄生性渦鞭毛藻（Amoebophrya sp.）を大阪湾から世界で初めて発見し、その単離・培養に成功しました。さらに、この寄生生物は、珪藻などの無害なプランクトンには寄生しない（安全性が高い）ことを示しました。今後、寄生が起こりやすい環境条件を解明することで、その年の...

キーワード：珪藻/生物海洋/海洋/持続可能/持続可能な開発/沿岸域/プランクトン/渦鞭毛藻/漁業/植物プランクトン/赤潮/微細藻類

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発表日：2026年1月15日

植物のストレス反応スイッチの受容体を狙い撃ち制御

－二面性をもつ分子による新戦略－

植物ホルモンの一つであるジャスモン酸は、虫に食べられたり病原菌に感染したりしたときに働き、植物の防御反応を起動させるホルモンです（図1）。その他にも、乾燥や塩害、病原菌の感染、昆虫の食害といったストレスに対する防御反応や、花を咲かせるタイミング、背丈や根の伸び方など、成長や環境への適応をコントロールする「スイッチ」の役割を担っています。東北大学大学院理学研究科上田実教授、松本幸太郎大学院生の研究グループは、北海道大学大学院薬学研究院前仲勝実教授、野村尚生特任講師、スペイン国立生物工学センターとの共同研究で、植物ホルモン・ジャスモン酸を受容するCOI1-JAZ複合体をモデルとして...

キーワード：ストレス反応/生物工学/持続可能/持続可能な開発/システイン/植物ホルモン/病原菌/ジャスモン酸/キチン/ホルモン/アミノ酸/アンタゴニスト/イミン/チオール/ユビキチン/受容体/阻害剤/創薬/低分子化合物/ストレス/遺伝子/遺伝子発現

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発表日：2026年1月15日

トマトの花粉稔性を回復させる新たな遺伝子を発見

―ミトコンドリアDNA複製に関わる遺伝子が鍵―

細胞質雄性不稔性（CMS）は、ミトコンドリア遺伝子の異常によって花粉が形成・機能しなくなる植物の性質です。CMS は、収量性の高い一代雑種（F1 品種）の種子を作るために、様々な作物で利用されてきました。一方、 F1 品種の種子生産には、花粉稔性を回復させる核遺伝子（稔性回復遺伝子）も不可欠ですが、トマトにおいてはその遺伝子の同定例が限られていました。東北大学大学院農学研究科の桑原康介特任助教らの研究グループは、筑波大学、かずさDNA 研究所と共同で、ミトコンドリアDNA 複製に関わる遺伝子であるDNA polymeras...

キーワード：突然変異/ミトコンドリアDNA/持続可能/持続可能な開発/ミトコンドリアゲノム/花粉/トマト/DNA複製/ミトコンドリア/ゲノム/遺伝子

他の関係分野：環境学生物学工学医歯薬学

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発表日：2026年1月15日

海洋下のマントルに由来する岩石中に有機物を発見

―上部マントル中での生物が関与しない有機物合成の証拠―

京都大学大学院理学研究科三津川到博士課程学生、三宅亮同教授、伊神洋平同准教授を中心とし、京都大学、広島大学、立命館大学、東北大学、高輝度光科学研究センター（JASRI）、早稲田大学、東京大学、高エネルギー加速器研究機構（KEK）物質構造科学研究所のメンバーで構成される共同研究チームは、南太平洋タヒチ島で採取されたマントル捕獲岩中の包有物から、多環芳香族炭化水素を主体とする有機物を発見しました。地球のマントル内部で生物とは無関係に有機物が合成されている可能性は古くから指摘されてきましたが、海洋下のマントルに由来する天然のマントル物質からそのような有機物を検出した例は極めて限られていまし...

キーワード：多環芳香族炭化水素/海洋/高エネルギー/マグマ/マントル/マントル捕獲岩/加速器/上部マントル/放射光/放射光X線/硫化鉱物/芳香族/芳香族炭化水素/ラマン/X線CT/二酸化炭素/二酸化炭素/有機物/炭化水素/ラマン分光/ラマン分光法/CT画像

他の関係分野：環境学数物系科学化学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2026年1月14日

早期消化管がんのESD（内視鏡的粘膜下層剥離術）シミュレータモデルを開発産学連携「Medical Rising STAR」プロジェクト第3弾の成果

ESDは、早期消化管がんに対して根治性が高く低侵襲な治療が可能である一方、穿孔や出血などの合併症リスクが高く高度な技術習得が不可欠で、初学者が安全に練習できるトレーニング環境が不足しているという課題があります。東北大学大学院医学系研究科消化器病態学分野の菅野武准教授、正宗淳教授の研究グループとデンカ株式会社（本社：東京都中央区、代表取締役社長：石田郁雄）は、ユー・エー株式会社（東京都大田区、代表取締役社長：稲永寛）との共同研究の成果をもとに、「Medical Rising STAR」プロジェクトの第3弾として実際の内視鏡と治療用具を用いて、早期消化管...

キーワード：持続可能な開発のための教育（ESD）/産学連携/キャリア/持続可能/持続可能な開発/シミュレータ/消化管/下部消化管/層構造/合併症/内視鏡/トレーニング/大腸/低侵襲

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発表日：2026年1月14日

細菌と薬剤耐性拡散の関係理解に新たな道筋

―水環境中の細菌のエネルギー配分に着目した数理モデル―

水環境中に存在する細菌は、限られたエネルギーをどの生理機能に優先的に使うのかという選択を迫られています。東北大学大学院環境科学研究科のKatayoun Amirfard助教、大学院工学研究科の佐野大輔教授らの研究グループは、細菌が増殖、バイオフィルム形成、接合による薬剤耐性遺伝子伝播、ならびに重金属耐性といった多様な機能に、エネルギーをどのように振り分けているのかを、Dynamic Energy Budget（DEB）理論に基づく数理モデルを用いて解析しました。特に、さまざまな分野で使用され、水環境中にも広く...

キーワード：フラックス/環境汚染/重金属/フィルム/エネルギー利用/ZnO/酸化亜鉛/持続可能/持続可能な開発/水環境/プラスミド/環境ストレス/バイオマス/生理機能/抗生物質/ストレス/バイオフィルム/遺伝子/細菌/薬剤耐性

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発表日：2026年1月14日

化学固定剤を使わない「水凍結乾燥法」による生物試料のSEM観察に成功

～従来の常識を覆す、シンプルかつ高精度な電子顕微鏡試料調製法を開発～

2025年12月、島根大学大学院自然科学研究科の石田秀樹准教授らの国際共同研究グループは、走査電子顕微鏡（SEM）観察において、化学固定剤を一切使用せず、水のみを用いた凍結乾燥法によって微細構造を良好に保存した生物試料を観察可能にする新手法を開発し、国際学術誌『Scientific Reports』に論文が掲載されました。【図 1：アーティファクトのない高解像度 SEM 画像】化学固定なしで作製され...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/電子顕微鏡/微細構造/SEM

他の関係分野：工学

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発表日：2026年1月13日

中温域で10⁻²S/cmを大きく超える酸化物超イオン伝導体a軸配向SDC電解質膜を開発

～中温作動型固体酸化物燃料電池への応用に一歩前進～

東京理科大学先進工学部物理工学科の樋口透教授、同大学大学院先進工学研究科物理工学専攻の森實亮太氏（2025年度修士課程2年）、田淵理久氏（2025年度修士課程2年）、東北大学多元物質科学研究所の志賀大亮助教、組頭広志教授らの共同研究グループは、200 ~ 550℃の中温域で動作する固体酸化物燃料電池（SOFC）の新規電解質材料として、a軸配向Sm3+ドープCeO2（Ce0.75Sm0.25O2-δ: SDC）薄膜を作製し、世界最高水準の酸化物イ...

キーワード：物質科学/高周波/電気二重層トランジスタ/固体酸化物燃料電池/酸化物イオン伝導体/イオン伝導体/固体酸/トランジスタ/絶縁体/電気二重層/SOFC/YSZ/イオン伝導/イオン輸送/固体酸化物形燃料電池/固体電解質/単結晶/電解質膜/電池/燃料電池/ジルコニア/スパッタリング/酸化物/電解質/結晶構造

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発表日：2026年1月13日

反強磁性体で電流による電子の液晶化を実証

―エレクトロニクス応用可能な電気抵抗変化として世界初観測―

近年、自発的な磁化を持たない反強磁性体は、耐磁場性などの利点から次世代デバイスへの応用が期待されています。現在の開発の主流は、磁化を持つ強磁性体と同様に時間反転対称性のみが破れた反強磁性体です。一方、空間反転対称性も同時に破れる特殊な反強磁性体では、強磁性体とは全く異なる電子状態となるため、新原理の電気伝導が予言されていましたが、実験的な証拠はこれまで得られていませんでした。東北大学金属材料研究所の酒井英明教授（研究開始時：大阪大学大学院理学研究科）、宮本雄哉氏（研究当時：大阪大学大学院理学研究科）、日本原子力研究開発機構の木俣基研究副主幹（研究開始時：東北大学金属材料研究所）らは...

キーワード：ディラック方程式/フェルミ面/時間反転対称性/精密測定/対称性/反強磁性/反強磁性体/非線形/磁場/液晶/空間反転対称性/磁性体/キャリア/メモリ/渦電流/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電気抵抗/電気伝導/電子状態/電気伝導性/スピン/金属材料/原子力/半導体/結晶構造

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発表日：2025年12月25日

植物の永続的な成長を支える分子機構を解明

～成長点の司令塔を担う転写因子が鍵～

東京理科大学創域理工学部生命生物科学科／総合研究院生命のゆらぎ研究部門の西浜竜一教授（元京都大学准教授）、同大学大学院創域理工学研究科生命生物科学専攻の今井雄星元大学院生、京都大学大学院生命科学研究科の河内孝之教授、灰庭瑛実元大学院生、木南武元大学院生、東北大学大学院生命科学研究科の鈴木秀政助教（元京都大学大学院生）、帝京大学先端機器分析センターの湯本絵美技術職員、同大学理工学部総合理工学科／先端機器分析センターの朝比奈雅志教授らは、モナシュ大学、ケンブリッジ大学と共同で、植物の幹細胞は分化を促進するホルモンを作るものの、自身はその影響を受けずに周辺で器官...

キーワード：オーガナイザー/コケ植物/ゼニゴケ/器官形成/持続可能/持続可能な開発/遺伝子改変/オーキシン/植物ホルモン/環境応答/生合成/生合成酵素/自己複製/ホルモン/ゆらぎ/分子機構/インドール/遺伝子発現制御/幹細胞/細胞分裂/転写因子/発現制御/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現

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発表日：2025年12月24日

機能性流体を用いた誘発地震抑制技術の開発に成功

―地震を起こす断層滑りにブレーキをかける地震抑制技術の黎明―

様々な地下開発では、地下に流体を注入する際に断層の応力状態が変化し、微小地震が発生しますが、時に被害を伴う誘発有感地震が発生してしまうことがありました。これまで、注入する流体の量を減らすなどの対策が試みられてきましたが、経済性や技術的な制約があり、抜本的な解決策は見つかっていませんでした。東北大学流体科学研究所の椋平祐輔准教授、Lu Wang氏（研究当時：流体科学研究所特任助教）、大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センターの矢部康男准教授、大学院理学研究科地学専攻の澤燦道助教、武藤潤教授の研究グループはせん断増粘流体（STF）を、断層を模擬し...

キーワード：地下構造/微小地震/噴火予知/惑星/粘性係数/持続可能/せん断/持続可能な開発/せん断応力/機能性流体/資源開発/二酸化炭素/非ニュートン流体/摩擦特性/機能性

他の関係分野：環境学数物系科学化学工学

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発表日：2025年12月23日

東北大学と富士通、「NanoTerasu（ナノテラス）」の測定データに因果発見AIを適用し、超伝導発現メカニズム解明に繋がる因果関係を自動抽出地球環境問題を解決する新規機能性材料の研究開発を加速

国立大学法人東北大学（以下、東北大学）と富士通株式会社（以下、富士通）は、「3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、ナノテラス）」の測定データに因果関係を自動抽出するAI技術を適用し、物性発現メカニズムの全容解明が期待されるカゴメ格子超伝導材料（注4）において、超伝導発現メカニズムの解明に繋がる新しい知見の導出に成功しました。本成果は2025年12月22日付けで科学誌Scientific Reportsに掲載されました。両者は、富士通のAIプラットフォーム「Fujitsu Kozuchi」のコア技術である因果発見技術をベースに、信頼性が高い因果関...

キーワード：コンピューティング/人工知能（AI）/パートナーシップ/空間分布/化学物質/カゴメ格子/コヒーレント/角度分解光電子分光/光電子分光/因果関係/加速器/放射光/γ線/磁場/赤外線/超伝導/光電子分光法/材料科学/電子分光/新物質/可視光/高温超伝導/超伝導材料/電子デバイス/持続可能/地球環境問題/紫外線/持続可能な開発/地球環境/電気抵抗/電子構造/電子状態/ダイナミクス/環境問題/機能性材料/自動化/低消費電力/電磁波/分解能/機能性/結晶構造/SPECT/空間分解能/ラット/創薬

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発表日：2025年12月20日

働く酵素の姿をミリ秒で捉える

―SACLAが拓く新しい時分割タンパク質構造決定法の可能性―

大阪医科薬科大学，大阪大学，東北大学，龍谷大学，大阪公立大学，量子科学技術研究開発機構，神戸大学，理化学研究所，高輝度光科学研究センター，京都大学，兵庫県立大学などから構成される研究グループは，X線自由電子レーザー（XFEL）※1施設「SACLA※2」を用いた連続フェムト秒結晶構造解析（SFX）※3により，銅含有アミン酸化酵素の触媒過程の可視化に成功しました。本研究では，SACLAが開発を主導した二液混合装置※4が提供されました。本装置を用いることにより，酵素と基質が反応を開始してから数十から数百ミリ秒経過後の，反応時間軸に沿った様々な中間体の構造を決定しました。得られた構造情報から，本酵素...

キーワード：X線自由電子レーザー/コヒーレンス/パルス/フェムト秒パルス/時間分解/自由電子レーザー/物質科学/SPring-8/加速器/放射光/タンパク質構造/結晶構造解析/原子分解能/アミン/持続可能/持続可能な開発/フェムト秒/マイクロ/レーザー/分解能/酸化酵素/結晶構造/構造決定/空間分解能/反応時間/構造変化/立体構造

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発表日：2025年12月17日

テトラゼンラジカルカチオン塩の単離と構造決定に成功

―安定ラジカルを触媒とする持続可能な酸化反応技術の創出―

2-テトラゼンは、窒素原子が4つ直線的に連なった構造をもつ化合物群で、エネルギー材料などの用途が研究されています。しかし、その一電子酸化（注4）で生じるテトラゼンラジカルカチオンは、これまで分光学（注5）的な手法で存在が確認されるのみで、単離や構造決定には至っていませんでした。東北大学大学院薬学研究科の岩渕好治教授、笹野裕介准教授、大城彩里大学院生らの研究グループは、アダマンタン（注6）...

キーワード：分光学/芳香族/アニオン/シリカゲル/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/シリカ/電磁波/構造決定/炭化水素/アルコール/カチオン/クロマトグラフィー/ラジカル/酸化反応/分子設計/立体構造

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発表日：2025年12月16日

原始地球を模擬した実験でRNAを構築する一連の化学反応を実現：ホウ酸と脱水リン酸が豊富な海岸で原始RNAが誕生か

ホウ酸と脱水リン酸が豊富な海岸で原始RNAが誕生か

RNAはDNAを基にタンパク質を作り出す際に遺伝情報を伝える分子ですが、最初の生命ではDNAとタンパク質の両方の役割を果たし生命誕生に不可欠な分子であったと考えられています。しかし、RNAの材料分子からRNAを構築する化学反応がどこでどのように起こったのかは明らかになっていませんでした。東北大学大学院理学研究科の平川祐太大学院生（研究当時、現・海洋研究開発機構ポストドクトラル研究員）、米国応用分子財団のSteven A. Benner博士、東北大学大学院理学研究科の古川善博准教授らは、RNAの構成要素であるリボースと核酸塩基をホウ酸、アミドリン酸、火山ガラスの存在下で反応させると...

キーワード：海洋/化学進化/アミド/アンモニア/オリゴヌクレオチド/ホウ酸/遺伝情報/前駆体/酸化物/ホウ素/リン酸/RNA/核酸塩基

他の関係分野：環境学数物系科学化学生物学工学医歯薬学

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発表日：2025年12月15日

コケ植物における共生シグナル物質の空間的制御

― ストリゴラクトンの生合成と分泌 ―

アーバスキュラー菌根菌（AM菌）は、陸上植物の約8割と共生し、リンや窒素などの必須栄養素の土壌からの吸収を助けています。この共生関係は、陸上植物で広く見られるため、陸上植物の共通祖先で確立され、植物の陸上進出とその後の繁栄に大きく貢献したと考えられています。ストリゴラクトンは、AM菌との共生に必須の物質ですが、植物のどの部分で作られ、どこから土壌へ分泌されるかはほとんどわかっていませんでした。東北大学大学院生命科学研究科の依田彬義特任研究員、経塚淳子教授らの研究グループは、コケ植物のフタバネゼニゴケを用いてストリゴラクトンが生合成され、分泌される部位を1細胞レベルで明らかにしました...

キーワード：コケ植物/ゼニゴケ/持続可能/持続可能な開発/一細胞/biosynthesis/糸状菌/ストリゴラクトン/菌根菌/土壌/生合成

他の関係分野：生物学工学総合生物

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発表日：2025年12月15日

道路そのものを「動き続けるコンピュータ」に変える新手法を提案

─省エネルギーなAI基盤技術への発展に期待─

近年、交通予測や需要予測などに機械学習・深層学習が広く使われていますが、その計算には大量の電力と高性能計算機が必要であることから、リザバーコンピューティング（RC）や、それを実世界の物理系に拡張した物理リザバーコンピューティング（PRC）が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の安東弘泰教授らの研究チームは、現実世界の複雑なダイナミクスをそのまま計算に利用する新しい機械学習フレームワーク環境物理リザバーコンピュ...

キーワード：ハードウェア/コンピューティング/パターン認識/フレームワーク/機械学習/高性能計算/深層学習/人工知能（AI）/数理科学/臨界点/数値シミュレーション/材料科学/リザバー計算/電子回路/持続可能/省エネ/マネジメント/持続可能な開発/需要予測/シミュレーション/センサー/ダイナミクス/モビリティ/交通流/省エネルギー/自律走行/リザバーコンピューティング

他の関係分野：情報学数物系科学工学医歯薬学

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発表日：2025年12月13日

材料に潜む「欠陥」を予測する新AI技術を開発

―新材料探索の新たな基盤技術として期待―

物質中に必ず存在する点欠陥は、材料特性を大きく左右する重要な要素であり、新材料の発見においてその特性の把握は不可欠です。しかし、欠陥形成エネルギーの評価には多大な計算資源が求められる量子力学計算が必要であり、実用材料探索の大きな障壁となっていました。東北大学大学院工学研究科の澁井千紗大学院生（研究当時）、同大学金属材料研究所の清原慎講師、Soungmin Bae助教、熊谷悠教授らは、結晶をグラフとして扱うグラフニューラルネットワーク（GNN）を活用し、半導体や絶縁体中の欠陥がとり得る複数の電荷...

キーワード：AI/グラフニューラルネットワーク/ニューラルネットワーク/機械学習/人工知能（AI）/材料科学/DFT/バンドギャップ/光吸収/絶縁体/持続可能/材料特性/持続可能な開発/ドーピング/点欠陥/電気伝導/電子構造/ニューラルネット/金属材料/酸化物/半導体/密度汎関数理論/量子力学/エネルギー変換/結晶構造/スクリーニング

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発表日：2025年12月13日

低酸素環境においてRNAの骨格がメチル化される！

―立体選択的なRNAの修飾がリボソームを活性化する―

東京大学大学院工学系研究科の石黒健介特任助教、鈴木勉教授らの研究グループは、大腸菌リボソームのペプチド転移反応活性中心（PTC）に、嫌気環境で特異的に導入される新たなRNAメチル化修飾を発見し、その生合成機構と嫌気環境への適応に果たす生理学的役割を明らかにしました。リボソームはタンパク質合成（翻訳）を担う巨大複合体で、リボソームRNA（rRNA）とタンパク質から構成されます。従来、リボソームは一定の組成と構造を持つと考えられてきましたが、近年、環境に応じてリボソームの構成要素の組成が変化し翻訳を最適化する「Specializedリボソーム」という概念が注目さ...

キーワード：最適化/原子核/高磁場/磁気共鳴/水溶液/質量分析法/磁場/立体選択的/RNA修飾/タンパク質合成/tRNA/リボソームRNA/核スピン/質量分析/電子線/持続可能/持続可能な開発/スピン/電子顕微鏡/リボソーム/生体内/発酵/rRNA/リン酸/環境応答/生合成/クライオ電子顕微鏡/アミノアシルtRNA/mRNA/大腸/RNA/アミノ酸/クロマトグラフィー/ヌクレオシド/メチル化/核磁気共鳴/合成生物学/生体分子/大腸菌/低酸素/細菌/生理学

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発表日：2025年12月8日

高齢者の細胞で染色体異常が増加するのは酸化ストレスが原因

－老化が染色体の維持に及ぼす影響を解明－

遺伝情報が安定に維持されなくなることは、老化とがんに共通する特徴です。東北大学加齢医学研究所・分子腫瘍学研究分野の朱楷林大学院生、田中耕三教授らの研究グループは、高齢者の細胞では染色体の異常や断片化が増加している原因として、ミトコンドリアの機能低下によって活性酸素種が増加することによる酸化ストレス(注4)が関係していることを明らかにしました。酸化ストレスは複製ストレス（DNA複製がスムーズに進まない状態）につながり、これが紡錘体微小管の安定化などを通じて染色体不安定性を引き起こすことがわかりました。同...

キーワード：細胞内小器官/遺伝情報/紡錘体/一重項酸素/酸素分子/持続可能/ヒドロキシラジカル/持続可能な開発/哺乳類/腫瘍学/染色体/染色体不安定性/微小管/ATP/DNA複製/スーパーオキシド/マウス/ミトコンドリア/ラジカル/活性酸素/活性酸素種/抗酸化/ストレス/加齢/高齢者/酸化ストレス/脂質/染色体異常/老化

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発表日：2025年12月4日

ひずみ状態が逆でも同じ磁気特性

―成長誘導磁気異方性が支配する新しい磁性材料作製法を確立―

磁性ガーネット薄膜、特にセリウム置換イットリウム鉄ガーネット（Ce:YIG）は、優れた磁気光学効果を示すため、情報通信・処理デバイスへの応用が期待されています。これらのデバイスでは、膜面に垂直な磁化配向（垂直磁気異方性）が重要です。従来、Ce:YIG薄膜の垂直磁気異方性は、基板と薄膜の格子定数差によって生じる格子ひずみ（弾性磁気異方性）で制御されると考えられ、基板選択が材料設計の自由度を制約していました。東北大学、豊橋技術科学大学、信越化学工業株式会社、マサチューセッツ工科大学による国際共同研究グループは、イオンビームスパッタ法を用いて、格子定数の異なる2種類のガーネット基板上にC...

キーワード：電気通信/情報通信/磁気光学/X線回折/異方性/化学組成/近赤外/磁場/光学材料/磁気異方性/磁区構造/ガーネット/スパッタ法/光通信/磁気光学効果/持続可能/持続可能な開発/希土類/原子配列/材料設計/磁気特性/磁性材料/垂直磁化/垂直磁気異方性/イオンビーム/スピン/スピントロニクス/ひずみ/レーザー/結晶成長/磁気記録/結晶構造

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発表日：2025年12月4日

ビニグロールの生合成に関与する新しいタイプのテルペン環化酵素の機能を解明

―実験と理論の協奏により詳細な反応機構を提唱－

ビニグロールはジテルペン(注２)と呼ばれる化合物群の一種で、抗腫瘍活性や血小板の凝集抑制など様々な生物活性を示すことから、創薬のシードとして期待されています。また、ビニグロールがもつ化学構造には他の天然有機化合物には見られない特徴があることから注目されてきました。これまでにビニグロールの有機合成が多くの研究グループによって検討されてきましたが、本化合物が生体内で作られる仕組みについてはほとんどわかっていませんでした。東北大学大学院薬学研究科の浅井禎吾教授の研究グループは、ビニグロールを生産する糸状菌のゲノム配列から、...

キーワード：反応機構/持続可能/持続可能な開発/生物活性/生体内/biosynthesis/ゲノム配列/ジテルペン/テルペン/リン酸/生合成経路/糸状菌/生合成/生合成遺伝子/機能解析/テルペノイド/環化反応/血小板/合成生物学/創薬/天然有機化合物/有機合成/ゲノム/遺伝子/抗がん剤

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発表日：2025年12月4日

ネイチャーポジティブの実現を支える自然共生未来基金を設立

―ネイチャーポジティブを共に目指すパートナーとの共創活動を推進―

東北大学大学院生命科学研究科の近藤倫生教授がプロジェクトリーダーを務めるNP拠点は、産学官民の連携活動を通じて、事業活動と地域の自然資本との関係性を再構築することや、地域内外の多様な主体が協働してネイチャーポジティブの実現を推進することの重要性を認識してきました。NP拠点は2025年11月12日、自然共生未来基金を設立しました。本基金は、様々なステークホルダーが協働して自然の豊かさと社会の豊かさをともに育む取り組みを支援するとともに、こうした協働の動きを後押しし、ネイチャーポジティブの実現を促進するものです。まずは富山県黒部川流域で取り組まれている黒部川流域ネイチャーポジ...

キーワード：生物多様性条約/自然再生/持続可能/持続可能な開発/ステークホルダー/ランドスケープ/生物多様性/ラット

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発表日：2025年12月3日

小惑星べヌーの砂に生命を構成する「糖」が存在

―アミノ酸、核酸塩基に並ぶ主要な生命材料分子を検出―

小惑星のカケラである隕石からは、生命の材料分子であるアミノ酸、核酸塩基、糖が検出されています。このことから、隕石によって宇宙から地球にもたらされた分子が、生命の材料として使われたという仮説が提案されています。日米の小惑星サンプルリターン計画「はやぶさ2」と「OSIRIS-REx」では、地球物質の混入がない小惑星試料から、核酸（DNAとRNA）の構成分子である核酸塩基とリン酸、タンパク質の構成分子であるアミノ酸の存在を明らかにし、隕石による生命材料分子の供給を裏付けました。しかし、核酸の材料となる分子群のうち糖だけは見つかっていませんでした。東北大学大学院理学研究科の古川善博准教授ら...

キーワード：小惑星/惑星/惑星探査/隕石/グルコース/はやぶさ2/リン酸/SPECT/RNA/アミノ酸/核酸塩基

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発表日：2025年12月1日

東北地方初確認のカツオノエボシの仲間が新種と判明

ー伊達政宗にちなみ「ミカヅキノエボシ」と命名ー

カツオノエボシ（鰹の烏帽子、英名：Portuguese man-of-war）は、世界中の熱帯から温帯の海域に広く分布する有毒クラゲで、青く透明な浮き袋と長い毒触手を持つことで知られています。これまで日本の北部沿岸ではカツオノエボシの仲間のクラゲが正式に記録されたことはありませんでした。東北大学大学院農学研究科のエイムズ・シェリル(Ames Cheryl)教授と大越和加教授の研究チームは、共同研究チームが仙台湾の蒲生海岸で採取したカツオノエボシ属（Physalia）と見られる個体の同定を行いました。その結果、形態的および遺伝的解析により、本種が既知のカツオノエボシ...

キーワード：海洋/気候変動/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/海洋環境/東北地方/海洋生物/生態系/温暖化/海洋生態/海洋生態系/粒子追跡

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発表日：2025年11月30日

あらゆる材料に適用可能な量子ビット評価手法を確立

―二次元材料・ヘテロ構造まで網羅―

量子コンピューター向け材料を見分ける新しい方法を発見しました。東北大学の金井駿准教授、米国シカゴ大学及び米国アルゴンヌ国立研究所のジューリアガリ教授、マイケルトリヤマ博士らの研究チームは、材料内部の磁気的な揺らぎが量子状態を乱す仕組みに注目し、計算科学を使って量子状態の安定性を高速に予測する手法を開発しました。特に、従来は三次元の材料のみが評価可能でしたが、今回、二次元材料や積層構造まで解析を広げることで、より実在材料に近い環境で量子状態の安定性を予測することに成功しました。約千種類の候補から190種類の有望な材料を抽出し、中でも代表的な二次元材料である二硫化タングス...

キーワード：近似計算/行列計算/電気通信/アルゴリズム/人工知能（AI）/量子計算/スケーリング則/位相緩和/原子核/揺らぎ/陽子/量子コンピュータ/スケーリング/中性子/二次元材料/量子ビット/材料科学/タングステン/メモリ/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/評価手法/材料設計/スピン/スピントロニクス/センサー/ナノメートル/積層構造/微細加工/量子力学/微細加工技術/緩和時間/層構造/心臓/評価法

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発表日：2025年11月27日

多様な元素置換が可能な歪んだ三角格子反強磁性体を開発

―「複合アニオン化合物」で磁性の一次元化の謎に迫る―

東京大学物性研究所の厳正輝助教、小濱芳允准教授、河村光晶助教（研究当時）、廣井善二教授、名古屋大学大学院工学研究科の平井大悟郎准教授、矢島健准教授、東北大学大学院理学研究科の森田克洋助教、同大学多元物質科学研究所の那波和宏准教授、佐藤卓教授、高エネルギー加速器研究機構の幸田章宏教授、日本原子力研究開発機構J-PARCセンターの古府麻衣子研究副主幹（研究当時）らの共同研究グループは、磁性を持つレニウム原子が異方的に歪んだ三角形格子のネットワークを持つ複合アニオン化合物の開発に成功し、非磁性元素の置換によって磁気的性質を自在に制御できることを明らかにしました。本研究では全7種類...

キーワード：フラストレーション/高エネルギー/三角格子/三角格子反強磁性体/磁気相転移/反強磁性/反強磁性体/物質科学/揺らぎ/J-PARC/ハロゲン/加速器/相転移/アニオン/磁性体/レニウム/複合アニオン/新物質/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/スピン/極低温/原子力/酸化物/結晶構造

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発表日：2025年11月23日

巨大磁気嵐がもたらす宇宙空間の変動観測に成功

～宇宙空間に電離大気の供給が抑制されていたことを発見～

名古屋大学宇宙地球環境研究所の新堀淳樹特任助教らの研究グループは、全球測位衛星システム（GNSS）注6)と「あらせ」衛星などの観測データを解析し、2024年5月10日に発生した巨大磁気嵐時のプラズマ圏と電離圏の電子密度の時間変化と空間構造の観測に成功しました。観測データにおいて、通常、地球半径（6,378 ｋｍ: 赤道半径）の4～6倍の高度域までの宇宙空間に広がっているプラズマ圏が地球半径の１．５倍の高度域にまで急速に縮小し、元の状態にまで回復するまでに4日以上要していたことが分かりました。この回復時間は、通常の磁気嵐時に比べて約2倍長いことが統計解析から...

キーワード：電波伝搬/地球科学/環境変動/高エネルギー/高エネルギー粒子/磁気嵐/太陽フレア/地球磁気圏/GNSS/磁気圏/地磁気/データ解析/衛星/磁場/太陽/惑星/空間構造/紫外線/地球環境/統計解析/TEMPO/構造変化

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発表日：2025年11月15日

「地域のネイチャーポジティブ活動の手引きVer. 1.0」を公開

－ランドスケープアプローチで導く自然の保全・回復と地域の価値創造－

東北大学大学院生命科学研究科の近藤倫生教授がプロジェクトリーダーを務める「ネイチャーポジティブ発展社会実現拠点」（以下、NP拠点）は、拠点参画機関であるアミタホールディングス株式会社（本社：京都府京都市、代表取締役社長兼 CIOO 末次貴英）と共同で、『ネイチャーポジティブ活動の手引き Ver.1.0 ― ランドスケープアプローチで導く自然の保全・回復と地域の価値創造 ―』を公開しました。NP拠点では、2030年までに自然の劣化を回復基調に転じる「ネイチャーポジティブ」の理念に基づき、自然の価値の見える化、自然資本への資金流入の...

キーワード：価値創造/生物多様性条約/自然再生/持続可能/持続可能な開発/ランドスケープ/生物多様性

他の関係分野：複合領域環境学工学

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発表日：2025年11月15日

RNAを修飾する遺伝子CMTR2の変異の意義を解明免疫チェックポイント阻害薬、RNAスプライシング阻害剤への感受性が高い可能性を確認

国立研究開発法人国立がん研究センター（東京都中央区、理事長：間野博行）研究所ゲノム生物学研究分野中奥敬史ユニット長、河野隆志分野長、慶應義塾大学医学部内科学（呼吸器）　額賀重成助教らの研究グループは、1,000例を超える肺がん試料を解析し、CMTR2注1という遺伝子に変異があると、メッセンジャーRNA（タンパク質の設計図）の編集過程であるRNAスプライシング注2にミスが起きやすくなることを明らかにしました。さらに、CMTR2に変異があるがん細胞は、スプ...

キーワード：がん研究/化学物質/陽子/キャップ構造/RNA修飾/タンパク質合成/遺伝情報/持続可能/持続可能な開発/イントロン/RNAスプライシング/がんゲノム/治療標的/mRNA/RNA/がん細胞/スプライシング/マウス/メチル化/メラノーマ/阻害剤/免疫チェックポイント/免疫チェックポイント阻害薬/免疫細胞/がん患者/ゲノム/遺伝子/遺伝子変異/加齢/肺がん/薬剤耐性

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発表日：2025年11月15日

従来困難だった磁性体の結晶対称性由来の磁区を識別する手法を開発

─ 超低消費電力・高速動作素子を実現するスピントロ二クス材料の開発に拍車 ─

交替磁性体は全体としての磁化がゼロでありながら、スピンの分極した電子バンドを持つため、スピントロニクス材料として注目されています。交替磁性体の代表例であるMnTeにおいては従来技術では識別が難しい結晶構造の対称性に由来する磁区の存在が詳細な電子状態解明の障害となっていました。東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、早稲田大学先進理工学部の武上大介博士研究員、大阪公立大学大学院工学研究科の播木敦准教授らとの共同研究により、円偏光を用いた共鳴非弾性X線散乱（RIXS）による新たな磁区識別法を開発しました。本研究では、右・左回り円偏光の散乱強度の差である円二色...

キーワード：空間分布/バンド構造/異常ホール効果/時間反転対称性/対称性/反強磁性/反強磁性体/反磁性/ホール効果/軟X線/非弾性/放射光/スペクトル/円二色性/吸収スペクトル/円偏光/磁性体/対称性の破れ/マンガン/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電子状態/スピン/スピントロニクス/低消費電力/結晶構造

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発表日：2025年11月13日

細胞内チオールのリアルタイム可視化に成功

―ラマンプローブの実用化に向け大きく前進―

チオールは酸化ストレスの制御をはじめ、生体機能の維持に欠かせない分子として広く認識されています。しかし、生きた細胞内でその量を正確に測定することは難しく、生命科学における長年の大きな課題となってきました。東北大学大学院薬学研究科の山越博幸助教らは、これまでに小型のラマンプローブ「ThioRas」を開発し、ラマン顕微鏡を用いてチオールを検出できる技術を報告していました。しかし、感度や水への溶解性に限界があり、生細胞中の内在性チオール（注4）を測定することはできませんでした。今回、研究グループはこの課題を克服するために改良を...

キーワード：ラマン散乱/アミド/細胞イメージング/生細胞/ラマン/光プローブ/生体内/システイン/グルタチオン/アミノ酸/ストレス応答/チオール/プローブ/蛍光プローブ/抗酸化/ストレス/酸化ストレス

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発表日：2025年11月13日

ミトコンドリア翻訳のダイナミクスを描く

－網羅的で高解像度な手法が切り開くエネルギー工場の新知見－

理化学研究所（理研）開拓研究所岩崎RNAシステム生化学研究室の岩崎信太郎主任研究員、脇川大誠リサーチアソシエイト、水戸麻理テクニカルスタッフⅠ、山城はるな特別研究員（研究当時）、戸室幸太郎大学院生リサーチ・アソシエイト、七野悠一上級研究員（研究当時、現筑波大学医学医療系教授）、東京大学大学院理学系研究科の濡木理教授、伊藤弓弦准教授、安藤佑真大学院生、同大学大学院工学系研究科の鈴木勉教授、長尾翌手可講師、東北大学加齢医学研究所の魏范研教授、谷春菜助教、熊本大学大学院生命科学研究部の富澤一仁教授、中條岳志准教授らの共同研究グループは、ミトコンドリア[1]内で行われるタンパク...

キーワード：複雑性/タンパク質合成/tRNA/塩基配列/ミトコンドリアDNA/持続可能/持続可能な開発/ダイナミクス/リボソーム/カルス/リン酸/アミノ酸配列/翻訳制御/免疫沈降/免疫沈降法/アデノシン/mRNA/ATP/RNA/アミノ酸/エネルギー代謝/てんかん/ミトコンドリア/加齢/脳卒中

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発表日：2025年11月11日

NanoTerasuのビームラインでタンパク質結晶立体構造解析を開始

－全自動測定とスパコンAOBAによる即時データ解析によりライフサイエンスを加速―

国立大学法人東北大学（以下、東北大学）、一般財団法人光科学イノベーションセンター（以下、PhoSIC）及び国立研究開発法人日本医療研究開発機構（以下、AMED）は、11月11日より、3GeV高輝度放射光施設NanoTerasu（以下、NanoTerasu）のコアリションビームラインBL09Uにおいて、東北大学が中心となって整備を進めてきたタンパク質構造解析エンドステーション（以下、MX-ES）の運用を開始します。本MX-ESはタンパク質のような複雑かつ巨大な生体高分子の立体構造を原子レベルで決定することが出来るエンドステーションで、メールインによる完全自動測定と東北大学サイバーサイ...

キーワード：スループット/科学技術計算/スーパーコンピュータ/データ統合/最適化/人工知能（AI）/先端技術/物質科学/放射光/データ解析/タンパク質構造/高分子/マルチスケール/機能性材料/計測システム/大規模計算/電子顕微鏡/タンパク質結晶/構造予測/機能性/クライオ電子顕微鏡/オミックス/オミックス解析/スクリーニング/ラット/医薬品開発/化合物ライブラリー/細胞・組織/生体高分子/創薬/立体構造/立体構造解析/臨床試験/疾患モデル

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発表日：2025年11月11日

マウスで新規吸入型肺炎球菌ワクチンの開発に成功

－ナノ粒子で気道粘膜免疫を誘導感染予防に期待－

本邦において肺炎は死因の第5位で、高齢化の進む我が国では対策は急務です。肺炎の原因菌として最も多い肺炎球菌に対しワクチンが存在しますが、現在のワクチンでカバーできないタイプの肺炎球菌が増えていることや、粘膜免疫の誘導ができず肺炎の予防効果が十分でないことなど、解決すべき問題があります。東北大学大学院医学系研究科感染病態学分野の佐藤光助教、石井恵子非常勤講師、青柳哲史教授、川上和義名誉教授らの研究グループは、肺炎球菌の膜上に存在するPspAと呼ばれる共通タンパク質をターゲットとして、アジュバントに酸化鉄...

キーワード：持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/ナノ粒子/生体内/感染防御/病原体/獲得免疫/アジュバント/リンパ球/NKT細胞/粘膜免疫/NK細胞/T細胞/マウス/抗原/自然免疫/敗血症/免疫応答/ワクチン/感染症/高齢化/細菌

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発表日：2025年11月11日

日周リズムを刻む時間脳機能の解明

－世界の受け止め方と記憶の相対性を支える仕組み－

私たちは、同じ刺激を受けても、脳の状態しだいで異なる体験として捉えることがあります。東北大学大学院生命科学研究科の道念佑樹大学院生、生駒葉子助教、松井広教授（大学院医学系研究科兼任）らは、ラットを用いて、1日の時間帯による脳内での神経信号応答の変化を世界で初めて直接観測しました。ラットは夜行性動物であり、夜間での行動が盛んです。観測により、夜が明ける頃には、眠気に関わる神経調節物質アデノシン濃度が脳内に蓄積し、神経活動が抑制されることが明らかになりました。一方で、学習や記憶に関わる神経信号の長期的増強現象（LTP）は、日の出前の時間帯にのみ誘導可能でした。この結果は、脳の興奮性や可...

キーワード：最適化/信号処理/生活リズム/生物時計/光環境/持続可能/持続可能な開発/LTP/シナプス/神経活動/大脳/リン酸/チャネルロドプシン/遺伝子操作/アデノシン/グリア細胞/トレーニング/ホルモン/可塑性/体内時計/リハビリ/光遺伝学/ATP/グリア/マウス/ラット/ロドプシン/受容体/神経科学/神経回路/神経細胞/大脳皮質/脳機能/薬理学/遺伝学/遺伝子/概日リズム/血圧/睡眠

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発表日：2025年11月10日

誘電体メタ表面を用いた新規高圧物性計測技術を開発

～惑星科学への応用が期待されるナノ光学計測～

高圧物性計測技術の開発は惑星科学や物性物理学などの分野で重要です。これまでに、表面プラズモン共鳴により色づく金ナノ粒子の色の変化からアンビルセル内の物質の屈折率変化を計測する方法が、簡便で高感度な手法として提案されてきました。しかしながら、金ナノ粒子は柔らかいため、ある一定の圧力以上では大きく変形し、予期しない色の変化が起きてしまうという課題がありました。東北大学多元物質科学研究所の新家寛正助教と北海道大学低温科学研究所の木村勇気教授、鳥取大学工学部機械物理系学科の灘浩樹教授、東京大学大学院総合文化研究科広域...

キーワード：物質科学/物性物理/高圧実験/高圧物性/惑星/惑星科学/金ナノ粒子/表面プラズモン共鳴/光機能/走査型電子顕微鏡/プラズモン/表面プラズモン/誘電体/持続可能/メタマテリアル/計測技術/光照射/持続可能な開発/金属ナノ粒子/光機能材料/SiC/ナノ構造/ナノ粒子/ヒ化ガリウム(GaAs)/屈折率/光学計測/電子顕微鏡/微細加工/微細加工技術/光学顕微鏡/SEM/機能材料

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発表日：2025年11月8日

広帯域X線対応タイコグラフィ装置を開発

―ナノテラス活用で高精度な元素・構造分析を実現―

X線タイコグラフィは、非破壊かつ高解像度の観察が可能な手法として注目されていますが、同一の装置でテンダーX線から硬X線領域まで測定できるシステムはこれまで存在していませんでした。東北大学大学院工学研究科の佐々木雄平大学院生、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの石黒志准教授、高橋幸生教授らの研究チームは、3GeV高輝度放射光施設「NanoTerasu」のビームラインBL10Uを活用し、テンダーX線から硬X線領域にわたる広帯域での高分解能X線タイコグラフィ装置の開発に成功しました。本システムでは、NanoTerasuの高輝度かつ高コヒーレンスなX線に加...

キーワード：コヒーレンス/コヒーレント/高エネルギー/物質科学/X線回折/広帯域/軟X線/放射光/検出器/レンズ/位相回復/持続可能/持続可能な開発/電池/ナノスケール/ナノメートル/機能性材料/屈折率/計測システム/実証実験/分解能/機能性/高分解能/カルシウム

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発表日：2025年11月5日

RNAがALS発症を抑える「防御役」として働く

－ALSなどの治療法の確立に期待－

筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの神経変性疾患は、特定のタンパク質が異常に固まる（凝集する）ことにより引き起こされます。タンパク質の異常凝集は、液-液相分離（LLPS）と呼ばれるタンパク質が高濃度に集まった液体状態（液滴）を経由して生じることが提案されています。近年、細胞内に豊富に存在するRNAが、この液滴の形成や凝集を調節していることが報告されていましたが、どのような仕組みで制御しているのかは不明でした。今回、東北大学大学院薬学研究科の小倉泰成大学院生、松浦宇宙大学院生（研究当時）、田原進也助教、中林孝和教授らは、細胞内にある分子をそのまま観察できる...

キーワード：ラマン散乱/ラマンスペクトル/相分離/スペクトル/分子構造/ラマン/持続可能/持続可能な開発/マイクロ/運動神経/mRNA/筋萎縮/RNA/RNA結合タンパク質/アルツハイマー病/スプライシング/パーキンソン病/凝集体/細胞核/細胞死/神経細胞/神経細胞死/神経変性/神経変性疾患/創薬/筋萎縮性側索硬化症

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発表日：2025年11月4日

100

マウス神経細胞において抗うつ薬３種が異なる遺伝子発現を誘導することを発見

うつ病は世界的に深刻な精神疾患であり、その治療には選択的セロトニン再取り込み阻害薬（SSRI）がよく使用されます。しかし、ある抗うつ薬で十分な効果を得られなかった患者に対し、異なる抗うつ薬を投与すると治療効果が生じる場合があるなど、その機序には不明な点があります。東北大学大学院生命科学研究科の山本創大学院生（研究当時）、安部健太郎教授らは、SSRIに属する3種の抗うつ薬をそれぞれ投与した培養マウス神経細胞を用いて、遺伝子発現解析を実施しました。その結果、これら抗うつ薬は同じ作用原理で機能すると考えられているにも関わらず、異なる遺伝子発現変化を誘導することが明らかにされました。...

キーワード：高次元データ/ニューラルネットワーク/プロファイル/自己組織化マップ/低次元/自己組織/ニューラルネット/シナプス/マッピング/輸送体/遺伝子発現プロファイル/遺伝子発現解析/組織化/発現解析/神経伝達物質/セロトニン/マウス/神経細胞/脳機能/うつ/うつ病/遺伝子/遺伝子発現/精神疾患

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発表日：2025年11月4日

101

日本周辺の魚類体重変動の主原因は餌をめぐる競争

―75%は餌をめぐる競争、50%は環境悪化―

東京大学大学院農学生命科学研究科の林珍大学院生（研究当時）と同大学大気海洋研究所の伊藤進一教授、広島大学大学院統合生命科学研究科の冨山毅教授らの共同研究グループは、日本周辺の魚類16系群の体重変化の原因を調べ、75％の系群の体重変動は餌をめぐる競争が主原因であることを明らかにしました。本研究では長期の体重変動に状態空間モデルを応用することで、餌をめぐる競争、環境要因による影響、漁獲圧の影響を初めて定量的に評価しました。先行研究では、2010年代に日本周辺の多くの魚種・系群で共通して体重減少が生じており、地球温暖化に伴う餌料プランクトンの生産減少に伴い魚種内および魚種...

キーワード：状態空間モデル/海洋/地球温暖化/持続可能/持続可能な開発/栄養塩/プランクトン/温暖化/親潮/東シナ海/環境要因

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発表日：2025年10月29日

102

ポータブル装置による世界最強110テスラ磁場発生とX線実験に成功

電気通信大学大学院情報理工学研究科基盤理工学専攻の池田暁彦准教授と理化学研究所放射光科学研究センターの久保田雄也研究員らを中心とした共同研究グループは、110テスラという極限強磁場下でX線自由電子レーザー実験に成功しました。本研究では、固体酸素が異方的に1％もの巨大な磁歪を示すことを観測し、その成果が国際的な物理学の学術誌Physical Review Letters に掲載され、注目論文（Editors' Suggestion）に選ばれました。...

キーワード：電気通信/X線自由電子レーザー/パルス/パルス磁場/強磁場/自由電子レーザー/超強磁場/X線回折/地磁気/放射光/磁場/固体酸/持続可能/持続可能な開発/電子状態/レーザー/金属材料/極限環境/機能性/結晶構造/イミン

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発表日：2025年10月23日

103

酸化亜鉛における電界制御三重量子ドット形成と量子セルオートマトン効果を観測

─量子コンピュータ開発に向けた新材料量子ビットシステムの構成や情報処理応用に期待─

酸化亜鉛はその良好なスピン量子コヒーレンスや強い電子相関（注4）から、量子ビット（注5）を含めた量子デバイスへの応用が期待されています。これまで、酸化亜鉛において電界制御の単一量子ドットの形成等が確認されていましたが、量子コンピュータ（注6）等への応用に際しては、量子ドットの数を増やすことが課題とされてきました。東...

キーワード：電気通信/オートマトン/コヒーレンス/セルオートマトン/電子相関/閉じ込め/量子コヒーレンス/量子コンピュータ/電子移動/量子ビット/材料科学/走査型電子顕微鏡/ZnO/酸化亜鉛/酸化物半導体/自己形成/量子デバイス/量子閉じ込め/持続可能/持続可能な開発/量子ドット/電子状態/スピン/スピントロニクス/センサー/酸化物/電子顕微鏡/半導体/トマト

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発表日：2025年10月21日

104

植物由来の薬剤で岩盤改良・地熱エネルギーを引き出す

―地下の花崗岩に"水のみち"を形成し、持続可能な発電を後押し―

地熱発電は化石燃料を燃やさず、二酸化炭素の排出が非常に少ない再生可能エネルギーです。特に、深さ2～5 kmにある中温の花崗岩層（150～200℃）は世界中に広く分布しており、未利用資源として注目されています。しかし、こうした岩盤は、発電に必要な水の通り道（透水性の高い割れ目）が少ないため発電利用が難しいとされてきました。東北大学大学院環境科学研究科のLena Muhl 研究生（研究当時）、Luis Salalá特任助教、Eko Pramudyo特任助教、Jiajie Wang助教、渡邉則昭教授は、GFZ（ドイツ地球科学研究センター）およびダルムシュタット工科大学との国際共同研究によ...

キーワード：地球科学/再生可能エネルギー/水溶液/花崗岩/多座配位子/金属錯体/生分解/持続可能/持続可能な開発/X線CT/環境負荷/金属イオン/二酸化炭素/生分解性/透水性/グルタミン酸/配位子

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発表日：2025年10月21日

105

【TOHOKU University Researcher in Focus】Vol.030 人間科学を材料工学に生かしたフレキシブルディスプレイの探究

本学の注目すべき研究者のこれまでの研究活動や最新の情報を紹介します。

東北大学大学院工学研究科　藤掛英夫ディスティングイッシュトプロフェッサー液晶ディスプレイが開発されたのは、かれこれ60年ほど前のことです。アメリカの電機メーカーによってでした。まだ、コントラストが低くて白黒が明瞭でない性能でしたが、壁掛けテレビの実現につながるブレークスルーでした。しかし実際に壁掛けも可能なフラットなテレビが開発されるまでにはそれから30年あまりの月日を要しました。テレビ受信用アンテナとしておなじみの八木・宇田アンテナの伝統を継ぐ東北大学の研究室で無線アンテナの研究に手を染めた藤掛さんは、修士課程を修了後、1985年にNHKに就職。3年間の地方放送局の勤...

キーワード：ハードウェア/アンテナ/ユビキタス/視認性/情報量/トラスト/タブレット/タブレット端末/望遠鏡/ゲル化/ディスプレイ/フィルム/液晶/高分子/フレキシブル/レンズ/光散乱/有機EL/有機材料/発光ダイオード（LED）/プラスチック/フレキシブルデバイス/ロボット/有機物/機能性/寿命/ラット

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発表日：2025年10月18日

106

神経変性疾患に関わる新たな相分離制御因子を発見

― ALSの病態解明や治療法開発に希望 ―

近年、筋萎縮性側索硬化症(ALS) では、生物学的相分離（以下、「相分離」という。）※1の制御異常が病態に関わることが示唆されていますが、その相分離制御の仕組みには未解明の点が多く残されています。奈良県立医科大学の森英一朗准教授（未来基礎医学）、杉江和馬教授（脳神経内科学）、徳島大学の齋尾智英教授、東北大学の青木正志教授らの共同研究チームは、転写因子に広く見られるジンクフィンガードメイン(ZnF)※2が、ALS病態に関わる相分離の調節因子として機能することを明らかにしました。今回の研究成果は、ALSをはじめとする神経変性疾患の病態解明、治療法開発に...

キーワード：DNA結合/弱い相互作用/相分離/高分子/RNA顆粒/オルガネラ/持続可能/持続可能な開発/ポリマー/核小体/システイン/ジンクフィンガー/神経内科学/筋萎縮/病態解明/RNA/RNA結合タンパク質/凝集体/神経変性/神経変性疾患/生体高分子/転写因子/立体構造/遺伝子/遺伝子発現/筋萎縮性側索硬化症

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発表日：2025年10月16日

107

日本人CYP2E1遺伝子多型の網羅的機能解析に成功

～薬物代謝の個人差解明と個別化医療への応用に期待～

医薬品の体内動態は患者ごとに大きく異なります。とりわけ、薬物を酸化・分解するチトクロムP450（CYP）酵素群は、多くの薬の代謝に関与しており、その遺伝的多型は治療効果や副作用に直結します。CYP2E1はアルコールや麻酔薬、発がん物質前駆体などを代謝する酵素であり、肝毒性や薬物の副作用の発症に密接に関与しています。しかし、報告された多くの遺伝子多型について、実際の酵素機能に与える影響は不明のままでした。東北大学大学院薬学研究科ゲノム医療薬学分野　平塚真弘教授、大森悠生大学院生の研究グループは、日本人8,380人の全ゲノム解析データから見出された新規CYP2E1遺伝子多型22種を含む...

キーワード：最適化/ゲノミクス/シトクロム/塩基配列/遺伝的多型/クロム/前駆体/P450/酵素活性/環境要因/機能解析/SNP/アルコール/ゲノム解析/アミノ酸置換/発がん/アミノ酸/シトクロムP450/肝障害/体内動態/代謝酵素/低分子化合物/副作用/薬物代謝/薬物代謝酵素/薬理学/立体構造/ゲノム/遺伝子/一塩基多型/個別化医療/全ゲノム解析

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発表日：2025年10月16日

108

能登地震、地下の「古マグマ」の破壊が引き金に 3年間継続した群発地震が大地震につながった要因を解明

能登半島では、2020年12月頃から活発な群発地震が続いていましたが、2024年元日にマグニチュード7.6の能登半島地震が発生しました。なぜこのような複雑な地震活動が起きたのか、なぜ群発地震が大地震につながったのか、その要因はこれまで不明でした。東北大学大学院理学研究科の髙木涼太准教授らの研究チームは、高密度な臨時地震観測に基づく高解像度の地下構造探査により、能登半島地震の震源域の地下に、周囲に比べて地震波速度が異常に速い領域（高速度体）が存在することを発見しました。3年前から継続していた群発地震はこの高速度体を避けるように発生したのに対し、能登半島地震の主要な断層破壊はその中で発...

キーワード：地下構造/アスペリティ/マグマ/火山活動/地震活動/地震計/地震波/地震波速度/日本列島/噴火予知/持続可能/持続可能な開発/大地震/地震観測/透水性

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発表日：2025年10月15日

109

青色顔料の改良でCO₂からCOへの変換性能を従来比で約4倍に向上

─温暖化ガスを有効な化学原料に変える技術の社会実装へ─

近年、気候変動対策として温室効果のあるCO2を回収し、COなどの有用な化学原料に変換する技術が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の刘騰義（Tengyi Liu）特任助教と藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、李昊（Hao Li）教授（主任研究者）らの研究グループは、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS）の小野新平教授と吉田純也准教授、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、および東北大発スタートアップ企業AZUL Energy株式会社（仙台市、伊藤晃寿社...

キーワード：温室効果/気候変動/放射光/材料科学/ナノサイエンス/フタロシアニン/持続可能/持続可能な開発/電池/燃料電池/コバルト/二酸化炭素/二酸化炭素/温暖化/ナノテクノロジー

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発表日：2025年10月14日

110

カーボンニュートラル燃料を活用したオンデマンドバスの実証運行を実施します

産官学連携による取り組みで、環境に配慮した次世代モビリティ研究開発を加速させます

東北大学並びにWILLER株式会社は、仙台市×東北大学スマートフロンティア協議会が実施する自動運転実証事業「青葉山グリーン回遊プロジェクト」と連携し、2025年11月8日から11月16日までカーボンニュートラル燃料を使用した実証実験を行います。東北大学片平キャンパス－星陵キャンパス間では、内閣府のSIP（戦略的イノベーション創造プログラム）第3期課題「スマートエネルギーマネジメントシステムの構築」に採択されたプロジェクト「カーボンニュートラルモビリティシステム」（研究開発責任者：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）安東弘泰教授）をWILLER株式会社および株式会社IHI...

キーワード：自動運転/マネジメントシステム/再生可能エネルギー/数理科学/太陽/太陽光/材料科学/カーボンニュートラル/持続可能/マネジメント/公共交通/持続可能な開発/太陽光発電/カーボン/エタノール/メタン/モビリティ/実証実験/二酸化炭素/バイオエタノール

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発表日：2025年10月13日

111

バイオマス灰を利用したCO₂固定・肥料製造プロセス

―再エネ副産物を活かし、農林業とカーボンニュートラルをつなぐ―

生物資源を燃料とするバイオマス発電における木質バイオマスの利用は年々拡大し、それに伴い燃焼副産物であるバイオマス灰の排出量も急増しています。木質バイオマス灰にはカリウムやカルシウムなどの有用元素が含まれる一方で、環境や人体に悪影響を及ぼす重金属も共存するため安全かつ効率的な利用が困難でした。その結果、バイオマス発電の経済的・環境的な優位性が損なわれる要因となっていました。東北大学大学院環境科学研究科の王佳婕（Jiajie Wang）助教、渡邉則昭教授、八戸工業高等専門学校の土屋範芳校長（東北大学名誉教授）らによる研究グループは、植物由来で生分解性のキレート剤とCO2...

キーワード：温室効果ガス/海洋/重金属/水溶液/温室効果/多座配位子/金属錯体/樹脂/生分解/カーボンニュートラル/持続可能/持続可能な開発/環境負荷低減/カーボン/カリウム/環境負荷/金属イオン/資源循環/炭酸カルシウム/二酸化炭素/二酸化炭素/CO2固定/生分解性/バイオマス/木質バイオマス/生物資源/カルシウム/官能基/配位子

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発表日：2025年10月9日

112

人と動物実験のギャップをつなぐ卵殻膜研究

― ³Hラベル体内動態解析とIBDモデルによる腸内細菌バランス改善機序の解明 ―

国立大学法人東京農工大学大学院工学府の清水美穂客員准教授、跡見順子客員教授（当時）、同大学大学院工学研究院応用化学部門の渡邊敏行教授らは、卵殻膜の主要タンパク質をプロテオミクス解析によりリゾチームと同定し、動物実験とヒト臨床試験を体重あたり同一投与量で比較することで両者に共通する有効性を初めて明らかにしました。これまでに知られていなかった複合天然素材をトリチウムラベルし、体内動態を簡便に解析できる手法を開発し、この成果により、今後、卵殻膜を活用した新しい機能性食品や医療補助食品の開発が期待されます。本研究成果は、International Journal of Molecular ...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/トリチウム/リチウム/機能性/機能性食品/リゾチーム/IBD/オミクス/オミクス解析/組織修復/動態解析/プロテオミクス/体内動態/臨床試験/細菌/線維化/腸内細菌/動物実験

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発表日：2025年10月8日

113

電子の「自転」と「公転」がもつれ合う姿を可視化

―物性起源の解明から量子材料設計へ―

東京大学大学院新領域創成科学研究科の鬼頭俊介助教、有馬孝尚教授（兼：理化学研究所創発物性科学研究センターセンター長）、高輝度光科学研究センターの中村唯我研究員、近畿大学理工学部の杉本邦久教授、東北大学金属材料研究所の野村悠祐教授らの研究グループは、東京大学大学院工学系研究科、同大学大学院理学系研究科、理化学研究所との共同で、ランタノイド元素周りに存在する「4f電子」の空間的な広がりを世界で初めて直接観測しました。本研究グループは、大型放射光施設SPring-8（BL02B1ビームライン）でのX線回折実験（注4）と、独自に開発した「コア差フーリエ合成（cor...

キーワード：空間分布/強い相互作用/原子核/量子コンピュータ/SPring-8/X線回折/希土類元素/放射光/放射光X線/持続可能/持続可能な開発/希土類/材料設計/電子状態/スピン/レアアース/金属材料/数値解析/結晶構造/ナノテクノロジー/バイオテクノロジー/ランタノイド

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発表日：2025年10月7日

114

水の電気分解に使われる酸化物電極触媒表面の自発的な構造変化を放射光で観察

不安定な太陽光発電や風力発電で得られる再生可能エネルギーを安定的に活用するため、水を電気分解して水素ガスの形でエネルギーを貯蔵する、いわゆるグリーン水素の技術がCO2排出削減に有効です。そのため、高効率に水の電気分解を起こす電極触媒が広く研究されています。東北大学大学院理学研究科の若林裕助教授を中心とした研究グループは、神戸大学大学院工学研究科の宮崎晃平教授らと共同で、水の電気分解が生じる電極と電解液の界面の原子配置が、時間とともに変化していく様子を、放射光を用いた界面構造解析で明らかにしました。貴金属を含まない代表的な酸化物電極触媒材料であるペロ...

キーワード：再生可能エネルギー/コバルト酸化物/放射光/太陽/太陽光/電気分解/電極触媒/貴金属/ペロブスカイト/電解液/持続可能/持続可能な開発/太陽光発電/界面構造/コバルト/固液界面/酸化物/電気化学/二酸化炭素/風力発電/物質移動/表面構造/水素ガス/構造変化

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発表日：2025年10月5日

115

新半導体材料GeSnの量子井戸構造における量子・スピン物性を解明 GeSnが切り拓く量子技術とスピントロニクスの未来

世界中で増え続けるデータを支えるには、従来のシリコン半導体だけでは限界が見えてきています。その次世代を担う有力候補として研究者の注目を集めているのがゲルマニウム・スズです。東北大学大学院工学研究科の好田誠教授は、ドイツ・ユーリッヒ研究センターおよびカナダ・エコールポリテクニック・モントリオールとの国際共同研究により、GeSnの量子井戸構造におけるスピン（注5）量子物性を世界で初めて明らかにしました。本研究では、従来のシリコンやゲルマニウムでは得ることが困難であった低有効質量や大きなg因子、さらには強いスピン軌道相互作...

キーワード：コンピューティング/情報通信/スピン軌道相互作用/相対論的効果/有効質量/量子コンピュータ/磁場/量子ビット/CMOS/トランジスタ/光デバイス/半導体材料/量子井戸構造/持続可能/持続可能な開発/半導体産業/量子コンピューティング/ゲルマニウム/熱電変換/シリコン/スピン/スピントロニクス/低消費電力/半導体/量子井戸/結晶構造

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発表日：2025年10月1日

116

火山灰がもたらす栄養、風と海流に運ばれ遠くの海へ西之島噴火と小笠原・聟島の植物プランクトン急増の関係

火山灰は鉄などの栄養物質を含んでおり、これが海に供給されると植物プランクトンの成長を促す可能性があります。東北大学、名古屋大学、明治大学らの研究グループは、2020年6～7月に活発化した小笠原諸島・西之島の噴火が、約130 km離れた小笠原諸島・聟島周辺における植物プランクトンの増加に寄与した可能性を示しました。衛星データ（Aqua/MODIS・ひまわり8号）の時系列解析と、海流に基づく粒子追跡シミュレーションを組み合わせた結果、噴火で放出された火山灰が海流で北東側へ運ばれ、約6日後に聟島周辺へ到達したことが示唆されました。さらに、衛星クロロフィルa濃度（注...

キーワード：時系列解析/海洋/火山灰/衛星/クロロフィル/可視光/地球環境/システム工学/シミュレーション/人工衛星/生態系/プランクトン/衛星データ/海洋生態/海洋生態系/植物プランクトン/粒子追跡

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発表日：2025年10月1日

117

産官学連携で推進する「黒部川流域ネイチャーポジティブ・プロジェクト」環境省の公募事業「ランドスケープアプローチの実践事業」に採択

〜河川流域の企業や地域が連携する持続可能な新たなモデルの啓発へ〜

東北大学大学院生命科学研究科の近藤倫生教授がプロジェクトリーダーを務める「ネイチャーポジティブ発展社会実現拠点」（以下、NP拠点）の進める事業が、このたび環境省の公募事業「令和7年度ネイチャーポジティブ地域づくり支援モデル事業（通称：ランドスケープアプローチの実践事業）」に採択されました。NP拠点は、全国に先駆けてネイチャーポジティブに関する産官学連携のモデルケースを作る事業を進めています。その一環で取り組んでいる黒部川流域では、企業・行政・研究機関・地域団体など多様なステークホルダーが参画し、自然と社会が共生する持続可能な地域モデルの構築を目指しています。今回の採択を契機に、地域...

キーワード：価値創造/生物多様性条約/河川流域/持続可能/持続可能な開発/ステークホルダー/ランドスケープ/生物多様性

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発表日：2025年10月1日

118

単純な酸化処理で層状クロム酸化物薄膜の電気抵抗が20万分の1に！

ー次世代メモリデバイス開発への新たな一歩ー

遷移金属酸化物には結晶構造や化学組成の違いによって性質が大きく変わる材料が多く存在します。なかでも、酸素の出入り（脱挿入）によって電気抵抗率が大きく変化する材料は、次世代メモリーや高感度センサーなどへの応用が期待されています。東京都立大学大学院理学研究科の岡大地准教授、大阪大学大学院基礎工学研究科のZhaochen Maさん（大学院生）、東北大学大学院理学研究科の福村知昭教授（東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）兼務）、同大学多元物質科学研究所の組頭広志教授（高エネルギー加速器研究機構（KEK）兼務）らの研究グループは、単純な酸化処理によって室温での電気抵抗率が約20万分...

キーワード：高エネルギー/遷移金属酸化物/物質科学/加速器/化学組成/材料科学/クロム/遷移金属/メモリ/持続可能/持続可能な開発/材料設計/酸化物薄膜/電気抵抗/電子状態/センサー/金属酸化物/酸化物/結晶構造

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発表日：2025年9月29日

119

三次元磁気スキルミオンひもの非相反性を観測

～省エネ・創エネデバイス実現への新発見～

ナノメートルスケールにおいて極めて高い安定性を持つと期待されるトポロジカル磁気構造の応用へ向けた研究が進められています。特に近年、二次元的（2D）トポロジカル磁気構造の一種である磁気スキルミオンを膜面直方向に拡張したひものような三次元的（3D）トポロジカル磁気構造が高い安定性や非線形的な励起が期待できることから注目を集めています。しかしながら、そのような三次元的な構造に特有の電流誘起ダイナミクスは、これまで明らかにされていませんでした。今回、独マインツ大学ヨハネスグーテンベルグ校及び東北大学からなる研究チームは、3D磁気スキルミオンひも（図1）の電流誘起ダイナミクスが印加する電流の...

キーワード：電気通信/プロファイル/磁気構造/反強磁性/非線形/スキルミオン/トポロジカル/強磁性/持続可能/省エネ/持続可能な開発/ダイナミクス/ナノスケール/ナノメートル/多層膜/半導体/エネルギー変換/スキル

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発表日：2025年9月25日

120

熱帯雨林の光環境と生物起源ガスの関係

―森林火災が気候に影響する「ホットスポット」を生む可能性―

国立環境研究所、東北大学などの研究チームは、東南アジア熱帯雨林の樹木10種を調査し、かく乱を受けた林縁部に生育する植物が、気候に影響するガス「イソプレン」を放出することを明らかにしました。さらに、森林火災がこうした植物に適した「明るい」環境を作り出すことで、焼け跡から森林が回復する過程でイソプレンが増加する可能性を示しました。一方、「暗い」林内で優占する代表的な樹種からは、イソプレンの放出はほとんど見られませんでした。この結果は、東南アジア熱帯雨林のイソプレン放出量がなぜアマゾンなど他の熱帯雨林より低いのか、という謎を解く手がかりとなります。本研究の成果は、2025年9月...

キーワード：対流圏/温室効果ガス/環境影響/揮発性有機化合物/地球温暖化/ホットスポット/温室効果/光合成/光環境/持続可能/持続可能な開発/オゾン/メタン/長寿命化/森林火災/熱帯雨林/温暖化/寿命/大気汚染

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発表日：2025年9月25日

121

AI時代を支える新磁性体、二酸化ルテニウム薄膜の「交代磁性」を実証

～AI・データセンター向け高速・高密度メモリ開発に期待～

NIMSは東京大学、京都工芸繊維大学、東北大学と共同で、二酸化ルテニウム（RuO₂）薄膜が第三の磁性体である交代磁性を示すことを実証しました。「第三の磁性体」は、強磁性体を用いたメモリの問題点を解決し得るものであり、高速・高密度な次世代メモリ素子として応用が期待されています。本研究により、RuO₂がその有力候補であることに加え、結晶配向制御による機能向上の可能性も示されました。研究成果は2025年9月24日付で『Nature Communications』に掲載されました。■従来の課題　二酸化ルテニウム（RuO2）は、「第三の磁性」である交代磁性...

キーワード：最適化/人工知能（AI）/磁気秩序/磁気抵抗/反強磁性/反強磁性体/磁場/配向制御/磁性体/メモリ/メモリ素子/強磁性/微細化/持続可能/省エネ/持続可能な開発/強磁性体/電気抵抗/電子構造/電子状態/スピン/金属材料/省エネルギー/第一原理/第一原理計算/結晶構造/ルテニウム

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発表日：2025年9月24日

122

航空機の安全性を革新する「リアルタイム乱気流予測プロジェクト」国土交通省交通運輸技術開発推進制度に採択

～晴天乱気流による揺れをリアルタイムで予測し、安全性向上と環境負荷低減に貢献～

日本航空株式会社（本社：東京都品川区、代表取締役社長：鳥取三津子）、国立大学法人東北大学（所在地：宮城県仙台市、総長：冨永悌二）、株式会社ウェザーニューズ（本社：千葉県千葉市、代表取締役社長：石橋知博）、DoerResearch株式会社（本社：愛知県名古屋市、代表取締役菊地亮太）は、2024年12月より「リアルタイム乱気流予測プロジェクト」を開始し、この度、国土交通省の「交通運輸技術開発推進制度」に採択されました。2027年以降の社会実装に向けて航空運航の安全性向上と環境負荷低減の実現を目指します。乱気流による航空機の安全課題と社会的背景「晴天乱気流」は、晴...

キーワード：機械学習/人工知能（AI）/地球温暖化/環境負荷低減/環境負荷/航空機/二酸化炭素/温暖化

他の関係分野：情報学環境学工学

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発表日：2025年9月21日

123

「従来薬では狙えないタンパク質」を標的とする新薬の評価法を確立

～新技術で薬の働きを可視化し、効果を高める道を開く～

愛媛大学先端研究院プロテオサイエンスセンターの山田航大特別研究員、山中聡士特定助教、澤崎達也教授、徳島大学の小迫英尊教授、東北大学の山越博幸助教、岩渕好治教授らの研究グループは、新しいタイプの薬「PROTAC（プロタック）」が細胞の中でどのように働くのかを調べる技術を開発しました。私たちの体には、がんなどの病気に深く関わりながらも、従来の薬では標的にできない"創薬困難（Undruggable）"なタンパク質が数多く存在します。PROTACは、このようなタンパク質と、「分解の目印」を付ける酵素を近接させることで、標的が細胞内の分解装置へ送られる仕組みを作り出します。これにより、これま...

キーワード：タンパク質間相互作用/持続可能/持続可能な開発/キチン/評価法/ユビキチン/創薬

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発表日：2025年9月21日

124

肝臓の糖新生が運動能を決める！

‐新たな運動持久力向上法、肥満・サルコペニア対処法へ‐

体の中には、空腹時や運動時にブドウ糖を作り出して低血糖を防ぐ糖新生と呼ばれる仕組みが備わっています。糖新生では、脂肪分解によりできるグリセロールや、筋肉で作られる乳酸などの材料（基質）をもとに、主に肝臓でブドウ糖が産生されます。東北大学大学院医学系研究科糖尿病代謝・内分泌内科学分野および東北大学病院糖尿病代謝・内分泌内科の金子慶三講師、堀内嵩弘特任研究員、片桐秀樹教授らのグループは、運動の強さに応じて、肝臓での糖新生に使われる基質が異なることを明らかにしました。ゆっくり走る軽い運動ではグリセロール、速く走る激しい運動では乳酸を基質とした肝臓の糖新生が活発化することにより、運動が持続...

キーワード：アミド/酸化還元反応/持続可能/還元反応/持続可能な開発/酸化還元/炭水化物/糖新生/筋肉/骨折/要介護/マウス/血液/代謝物/内分泌/加齢/高齢化/高齢者/糖尿病

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発表日：2025年9月18日

125

室温作動する高起電力マグネシウム蓄電池を試作資源豊富なマグネシウムを用いて資源制約フリーを目指す

資源として豊富なマグネシウム(Mg)を用いるマグネシウム蓄電池(RMB)注1は、希少金属(レアメタル)であるリチウムを使用するリチウムイオン電池を補完・代替しうる次世代蓄電池として期待されます。RMBの実現には、繰り返しMgイオンを貯蔵・放出できる正極材料の開発が必須です。この中でも特に、高電位により大量のエネルギーを蓄えられる酸化物材料は有望な候補ですが、Mgイオンの移動が遅いため、室温での使用が困難でした。さらに、繰り返しの充放電による電極の劣化を抑制し、長寿命化する必要もありました。東北大学金属材料研究所の河口智也助教(研究当時。現...

キーワード：正極材料/材料科学/リチウムイオン電池/蓄電池/電解液/非晶質/持続可能/持続可能な開発/原子配列/電池/プロトタイプ/マグネシウム/リチウム/レアメタル/金属材料/構造制御/酸化物/長寿命化/機能材料/寿命

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発表日：2025年9月17日

126

イオン防災環境都市創生共同研究部門第１期の成果について

イオンモール株式会社（代表取締役社長：大野惠司）、公益財団法人イオン環境財団（理事長：岡田元也イオン株式会社取締役兼代表執行役会長）、国立大学法人東北大学災害科学国際研究所（所長：栗山進一）の三者は、２０２１年に「産学連携協力」に関する協定を締結、以来、安全で安心できるレジリエント・コミュニティーの創生を目指し、「イオン防災環境都市創生共同研究部門」を東北大学災害科学国際研究所内に設置、「防災・減災」「杜のデザイン」「感染症対策」の３つの項目を中心に、地域の皆さまにも参画いただくワークショップなどを実施してきました。今般、３課題に関する第１期の成果を発表するとともに、第２...

キーワード：環境変化/ボランティア/ワークショップ/産学連携/自然災害/地震計/マンション/安全・安心/持続可能/持続可能な開発/避難計画/防災・減災/環境保全/生態系/感染症対策/新型コロナウイルス/ウイルス/コミュニティ/レジリエント/感染症

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発表日：2025年9月16日

127

固体電解質の従来の２大焼結法で特性に差異がでないことを確認

─電気自動車などに用いる全固体電池の早期実用化に道─

全固体電池は火災や発火の危険性が少なく、安全性や寿命などの点で優れていることから、次世代電池として大きな期待が寄せられています。全固体電池の重要な構成要素である固体電解質の作製手法としては、代表的な手法にHPとSPSがありますが、これまではSPSが特に優れていると考えられてきました。今回、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の程建鋒准教授らの研究チームは、固体電解質材料であるガーネット型酸化物Li7La3Zr2O12（LLZO）を対象に、HPとSPSを用いた焼結を直接比較しました。その...

キーワード：パルス/化学組成/材料科学/ナノサイエンス/全固体電池/ガーネット/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/固体電解質/電池/アルミニウム/金属材料/黒鉛/酸化物/自動車/電解質/電気自動車/SEM/結晶構造/寿命/ナノテクノロジー

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発表日：2025年9月16日

128

ひずみで強く光る鉛フリー新材料の発光メカニズムを解明

インフラの老朽化をモニタリングするセンサなどの開発指針に

橋梁やビルなど長年の使用で劣化したインフラが壊れる事故が各地で起きています。人手をできるだけ使わずに事故を未然に防ぐ手段として、機械的な力が加わると発光する応力発光（メカノルミネッセンス：ML）　センサで安全管理するシステムの開発が進められています。東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センターの二宮翔助教と西堀麻衣子教授、同大学大学院工学研究科の徐超男教授の共同研究グループは、特定の組成でML強度が異常に増強される鉛フリーの新しい多機能材料であるプラセオジム添加ニオブ酸リチウムナトリウム（Li₁₋ₓNaₓNbO₃:Pr）に着目し、これまで謎だった強い発光のメカニズ...

キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/物質科学/放射光/可視光/持続可能/安全管理/持続可能な開発/劣化診断/ニオブ/原子配列/ニオブ酸リチウム/ひずみ/モニタリング/リチウム/機能性材料/機能材料/機能性/結晶構造/ナトリウム

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発表日：2025年9月14日

129

メタボリック症候群が胃噴門部腺癌を進展させる機序を解明

腸内環境異常が胃噴門部腫瘍の腫瘍免疫を抑制する可能性

現在、胃がん予防としてピロリ菌除菌療法が普及しています。しかし、胃噴門部腺がんは食生活の欧米化にともない増加し、ピロリ菌以外の細菌感染が関与する可能性があります。生活習慣病のメタボリック症候群と胃噴門部腺がんとの関連性は報告されましたが、両者をつなぐ機序は明らかではありません。東北大学大学院医学系研究科消化器病態学分野の正宗淳教授、宇野要講師、草野啓介大学院生（研究当時）、東北大学東北メディカル・メガバンク機構分子血液学分野の清水律子教授、同機構地域口腔健康科学分野の玉原亨講師らの研究グループは、メタボリック症候群にともなう腸内環境から漏れてきた異常な腸内細菌叢・代謝産物...

キーワード：酸化還元状態/持続可能/持続可能な開発/酸化還元/酸化物/接合部/細胞壁/糖脂質/免疫系/生体組織/Nrf2/PD-1/PD-L1/フリーラジカル/内視鏡/微小環境/高脂肪食/代謝産物/大腸/腸内環境/腫瘍微小環境/T細胞/がん細胞/ストレス応答/タンパク質発現/マウス/メタボリック症候群/ラジカル/リポ多糖/血液/細菌感染/腫瘍免疫/大腸菌/免疫チェックポイント/免疫細胞/ストレス/胃がん/遺伝子/細菌/細菌叢/酸化ストレス/脂質/食生活/生活習慣病/腸内細菌/腸内細菌叢

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発表日：2025年9月10日

130

藻類の太陽光エネルギーの高効率な伝達状態を解明

－巨大タンパク質複合体の単離と光エネルギー移動の詳細－

理化学研究所（理研）放射光科学研究センター生体機構研究グループの川上恵典研究員、米倉功治グループディレクター（最先端研究プラットフォーム連携（TRIP）事業本部理研－JEOL連携プロジェクト副プロジェクトディレクター、東北大学多元物質科学研究所教授）、熊本大学産業ナノマテリアル研究所の小澄大輔准教授、同大学院自然科学教育部の板東（魚谷）未希博士後期課程学生、木田雅俊博士前期課程学生（研究当時）、廣田悠真博士前期課程学生（研究当時）、同大学理学部理学科物理学コースの加藤善大学士課程学生（研究当時）、豊橋技術科学大学応用化学・生命工学系の広瀬侑准教授の共同研究グループは、太陽光エネルギーを高効率...

キーワード：光エネルギー/物質科学/バクテリア/分光学/放射光/太陽/ナノマテリアル/光化学/耐熱性/クロロフィル/シアノバクテリア/タンパク質複合体/光合成/電子伝達/太陽光/エネルギー移動/人工光合成/持続可能/持続可能な開発/原子力/電子顕微鏡/カロテノイド/ラット/膜タンパク質

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発表日：2025年9月8日

131

加齢による寄生虫排除不全には２型免疫の低下と腸内フローラの応答鈍化が関与している

加齢による免疫力の低下は「免疫老化」と呼ばれます。腸管への寄生虫感染を排除する際に必要となる「２型免疫応答」も、加齢によって低下します。腸管寄生虫が感染すると、若齢マウスでは２型免疫応答を担うサイトカイン遺伝子の発現が大きく上昇しますが、高齢マウスではこれが起こりません。東北大学大学院農学研究科の大坪和香子助教（JST創発研究者）と宮城大学食産業学群生物生産学類の森本素子教授の共同研究グループは、寄生虫感染時において、若齢マウスでは「腸内フローラ」の構造の変化や「短鎖脂肪酸」の増加が起こるのに...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/腸内フローラ/発酵/寄生虫/生物生産/微生物/好酸球/代謝産物/短鎖脂肪酸/ヘルパーT細胞/T細胞/マウス/構造変化/脂肪酸/生理活性/生理活性物質/肥満細胞/免疫応答/免疫細胞/アレルギー/サイトカイン/ディスバイオーシス/遺伝子/加齢/細菌/細菌叢/食生活/腸内細菌/腸内細菌叢/老化

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発表日：2025年9月8日

132

電子の連携、量子物質の巨大分極を誘発

─高速エレクトロニクスを拓く新材料としての応用に期待─

強誘電体はメモリや光変調器などのエレクトロニクスに欠かせない材料です。昨今のデジタルトランスフォーメーション（DX）（注8）と呼ばれる情報の活用方法の変革は、電気素子のテラ（1兆）ヘルツ以上の超高速動作を至近の課題としています。ところが従来の強誘電体は、結晶内で重いイオンや分子を動かす必要があり、高速動作の妨げとなっていました。また、この機構にはエネルギー消費や結晶劣化を招くという問題もあります。東北大学大学院理学研究科の岩井伸一郎教授と伊藤弘毅助教（現在：関西学院大学理学部物理・宇宙学科教授）、東京科学大学理学院化...

キーワード：AI/人工知能（AI）/ビジネスモデル/テラヘルツ光/パルス/光誘起相転移/高温超伝導体/超伝導体/電荷秩序/電気分極/反強磁性/反強磁性体/誘電性/希土類元素/相転移/テラヘルツ/超伝導/トポロジカル/トポロジカル物質/強誘電性/磁性体/有機分子/パルスレーザー/テラヘルツ波/メモリ/強磁性/光エレクトロニクス/光変調/光変調器/高温超伝導/超短パルス/波長変換/分極反転/誘電体/エネルギー消費/持続可能/持続可能な開発/希土類/強磁性体/強誘電体/電気抵抗/レーザー/酸化物/周波数/電磁波/導電性/有機物/量子力学/超短パルスレーザー/結晶構造

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発表日：2025年9月7日

133

温室効果ガス削減効果を高めたダイズ・根粒菌共生系を開発

－農地からの一酸化二窒素放出を抑制する革新的技術－

地球温暖化の一因となる一酸化二窒素(N2O)は農地からも発生しており、その発生を抑制する方法が世界中で模索されています。農研機構、東北大学、帯広畜産大学、理化学研究所の共同研究グループは、N2Oを分解する能力の高い根粒菌をダイズに優占的に共生させる技術を開発しました。この技術によって、土壌中でダイズ根粒が崩壊する過程で放出されるN2Oの量が減少することを確認しました。ダイズほ場からのN2O放出を抑えることで、地球温暖化の抑制に貢献することが期待されます。N2Oは二酸化炭素の...

キーワード：一酸化二窒素/温室効果ガス/地球温暖化/温室効果/アンモニア/窒素固定/光合成/環境負荷/生産システム/二酸化炭素/分解能/ダイズ/農地/土壌/土壌微生物/温暖化/微生物/遺伝子/細菌/老化

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発表日：2025年9月7日

134

ウナギが水中も陸上も泳げる仕組みを数式とロボットを用いて解明

～「伸び」と「圧」の感覚を活用した運動制御が鍵～

ウナギなどの細長い魚は、脊髄が損傷した後も泳ぐことができ、水中だけでなく陸上も移動できる優れた運動能力を持っています。東北大学学際科学フロンティア研究所の安井浩太郎助教、電気通信研究所の鈴木朱羅助教、石黒章夫教授は、公立はこだて未来大学の加納剛史教授、オタワ大学のEmily M. Standen准教授、スイス連邦工科大学ローザンヌ校のAstha Gupta大学院生、Auke J. Ijspeert教授らとの共同研究により、この驚異的な運動能力を生み出す神経回路メカニズムの解明に取り組みました。研究グループは、身体に備わる「伸展感覚」と「圧力感覚」の二つの感覚フィードバック...

キーワード：電気通信/神経回路モデル/環境変化/持続可能/持続可能な開発/コンピュータ支援設計（CAD）/シミュレーション/フィードバック/ロボット/運動制御/ウナギ/運動能力/脊髄損傷/神経回路

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発表日：2025年9月4日

135

東北大学BIP採択案件から誕生したアイラト株式会社、大学発ベンチャー表彰2025にて受賞

東北大学産学連携機構スタートアップ事業化センター（センター長：遠山毅）が進めるビジネスインキュベーションプログラム（BIP）に採択された案件を基に設立されたアイラト株式会社（AiRato Inc.）が、文部科学省および科学技術振興機構（JST）が主催する「大学発ベンチャー表彰2025」において、「新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）理事長賞」を受賞しました。■受賞名「新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）理事長賞」アイラト株式会社は、がんへの強度変調放射線治療（IMRT）における最適な放射線治療計画を生成する独自の放射線治療AI技術を開発しています...

キーワード：人工知能（AI）/産学連携/持続可能/持続可能な開発/新エネルギー/インキュベーション/放射線治療/放射線

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発表日：2025年9月4日

136

脱細胞化血管の微細構造が細胞機能を誘導することを発見

－ヒトiPS細胞由来の血管内皮細胞による人工血管再生のための設計指針を提示－

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院生体材料工学研究所の岸田晶夫プロジェクト教授らの研究チームは、ブタなどの動物から採取した血管に「脱細胞化処理」と呼ばれる方法を施し、細胞成分を除去して細胞の足場（細胞外マトリクス、用語1）のみを残した脱細胞化血管（用語2）を作製しました。この脱細胞化血管に、ヒトiPS細胞から作製した血管内面を覆う細胞（内皮細胞）を植え付けることで、実験室内で機能する人工血管の開発を目指しています。この技術により、体内で自ら成長・修復できる「自己成長型の血管移植片」の実現が期待されます。本研究では、ヒトiPS細胞から誘導した内皮細胞を用...

キーワード：静水圧/持続可能/持続可能な開発/システム工学/微細構造/ウシ/生体組織/iPS細胞/血管再生/血管内皮/大動脈/脱細胞化/コラーゲン/基底膜/血管内皮細胞/再生医療/人工血管/内皮細胞/ヒトiPS細胞/遺伝子/手術/小児/生体材料/創傷治癒

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発表日：2025年9月4日

137

電力ロスを大幅に低減！革新的な鉄系磁性材料を開発

～新たな組織と磁化制御技術で実現次世代トランス・EV部品への応用に期待～

　NIMSは、東北大学および産業技術総合研究所と共同で、鉄系の軟磁性アモルファスリボンに新たなナノ組織・磁区構造の制御技術を導入し、電力損失を従来比で50％以上削減することに成功しました。特に、次世代高周波トランスや電気自動車の駆動用電源回路などで求められる数十キロヘルツの高周波領域で高性能を発揮し、電動機器の省エネ化やカーボンニュートラル実現への貢献が期待されます。本成果は、9月3日にNature Communications誌に掲載されました。【研究成果の概要】■従来の課題　AI向けデータセンターや電気自動車などの電力利用が急速に拡大する中、電力の...

キーワード：人工知能（AI）/物質科学/高周波/磁区構造/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/持続可能な開発/アモルファス/磁性材料/カーボン/パワーエレクトロニクス/モーター/金属材料/構造制御/自動車/組織制御/電気自動車/結晶構造

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発表日：2025年9月3日

138

プロトン伝導性セラミックスを低温で緻密に焼結できる機構を解明

― 低温動作・高効率燃料電池や水素製造デバイスの低コスト化に期待 ―

セラミックス電解質を用いる固体酸化物セルは、700℃近傍で作動する燃料電池・水素製造デバイスとして期待されています。特に、BaZrO3系プロトン伝導体は、作動温度をさらに400～600℃に下げられることや、効率を高められる観点で注目されています。しかしBaZrO3の緻密な焼結体を得るために、通常は1600℃程度の高温が必要であり、製造コストが高くなる一因となっていました。今回、東北大学大学院工学研究科の高村仁教授らのグループは、東芝エネルギーシステムズ株式会社との共...

キーワード：ジルコン/水蒸気/プロトン伝導/エネルギーシステム/酸化銅/プロトン伝導体/固体酸/持続可能/持続可能な開発/SOFC/固体酸化物形燃料電池/電池/燃料電池/酸化物/水素製造/電解質/電気化学/炭化水素/プロトン/SPECT

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発表日：2025年9月2日

139

マントルを構成するかんらん岩体を利用した新たなCO₂固定技術を開発

―地球全域で大気中CO₂の大幅な削減に期待―

マントルを構成するかんらん岩は、マグネシウムや鉄などの2価の金属イオンを豊富に含んでおり、地殻変動により地表付近に移動してきたかんらん岩体を利用したCO2の炭酸塩鉱物化（CO2鉱物固定）が期待されています。しかしCO2の貯留を阻害する岩石の緻密さ・浸透性の低さが課題となっています。東北大学大学院環境科学研究科のLuis Salalá 特任助教、渡邉則昭教授、王佳婕助教、岡本敦教授は、鉱物の溶解を促進し、金属イオンを捕捉する植物由来で生分解性のキレート剤を用いて、この課題を解決するとともに、上記金属イオンを地上での鉱物...

キーワード：水溶液/かんらん岩/マントル/炭酸塩/地殻変動/生分解/持続可能/持続可能な開発/マグネシウム/金属イオン/二酸化炭素/二酸化炭素/CO2固定/生分解性

他の関係分野：数物系科学工学総合生物

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発表日：2025年9月2日

140

青色顔料を用いた多層構造の炭素系材料がCO₂資源化に有効であることを発見

─カーボンリサイクルを促進し、地球温暖化抑制への貢献に期待─

CO2は地球温暖化の原因物質であり、排出量の削減に加え、回収して有用な有機化合物や燃料に変換する資源循環技術に期待が寄せられています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のLiu Tengyi特任助教、藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、Di Zhang特任助教、Hao Li教授（主任研究者）らの研究グループは、東北大学国際放射光イノベーション・スマート研究センター（SRIS）の小野新平教授と吉田純也准教授、北海道大学電子科学研究所の松尾保孝教授、および東北大学発スタートアップ企業のAZUL Ene...

キーワード：AI/人工知能（AI）/地球温暖化/放射光/データ解析/分子触媒/材料科学/フタロシアニン/選択性/持続可能/持続可能な開発/カーボン/コバルト/リサイクル/資源循環/耐久性/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/温暖化/層構造

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発表日：2025年9月1日

141

京都市郊外では太陽光発電と電気自動車の組み合わせで90％のCO₂削減が可能に

─国内や他のアジア諸国・地域の都市部での適用効果にも期待─

人間の生産活動によって地球全体に二酸化炭素（CO2）に代表される温暖化ガスが増え続け、それが原因と思われる気候変動によって大規模な自然災害が起きています。そのため特にCO2排出量の大きい世界の都市部では、様々な気候変動対策が講じられています。東北大学環境科学研究科の小端拓郎准教授らの研究チームは、1997年に「京都議定書」が採択された京都市を対象に、屋根に設置する太陽光発電と電気自動車を組み合わせた新しい都市モデル「SolarEV City構想」を分析しました。その結果、中心部では屋根の狭さから自給率が限られる一方、郊外の住宅地では最大で...

キーワード：マネジメントシステム/レジリエンス/技術経済/一酸化二窒素/温室効果ガス/再生可能エネルギー/自然災害/温室効果/気候変動/太陽/太陽光/蓄電池/持続可能/低炭素/CO2排出量/マネジメント/持続可能な開発/太陽光発電/電池/カーボン/メタン/モビリティ/自動車/電気自動車/二酸化炭素/二酸化炭素/二酸化炭素排出削減/京都議定書/温暖化

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発表日：2025年8月30日

142

「はばたく若手支援事業」2025年度採択課題を発表

〜若手研究者の新たな知の創出を支援〜

国立大学法人東北大学（所在地：宮城県仙台市、総長：冨永　悌二、以下「東北大学」）は、2021年4月より「若手躍進イニシアティブ」を謳い、若手研究者が躍進する大学として、様々な取り組みを行ってまいりました。2024年11月には、文部科学省により国際卓越研究大学の認定を受け、研究の卓越性と共に多様性を力とし、未来を変革する社会価値の創造に取り組んでいます。東北大学は2024年度より若手研究者の躍進を支える新たな学内事業の一つとして、「はばたく若手支援事業」を実施しています。本事業は、全ての分野の東北大学の若手研究者（博士号取得後8年未満）を対象とし、その独創的な研究活動...

キーワード：ネットワーキング/価値創造/産学官連携/マネジメント/ステークホルダー

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発表日：2025年8月27日

143

歯根の長さや形を制御する後天的な機構を発見

〜エピジェネティクスによって形を制御する歯の再生技術へ〜

歯の再生は夢の治療法です。しかし、再生された歯の形態、特に歯根の長さや構造を制御する技術は、未だ十分に確立されていません。東北大学大学院歯学研究科分子・再生歯科補綴学分野の新部邦透講師および江草宏教授らは米国Mayo Clinicとの共同研究により、エピジェネティクス因子として知られるヒストン脱アセチル化酵素（HDAC3）の発現を欠失させた遺伝子改変マウスの歯を解析しました。その結果、同マウスでは歯根の長さが短縮し、神経や血管の通る歯根尖の孔（根尖孔）が通常よりも早期に閉鎖されることが明らかとなりました。加えて、HDAC3の発現を阻害する薬剤を処理したセメント芽細胞（注3...

キーワード：塩基配列/ヒストン/持続可能/持続可能な開発/セメント/ヌクレオソーム/遺伝子改変/クロマチン構造/脱アセチル化/ヒストン脱アセチル化酵素/クロマチン/歯学/石灰化/HDAC/アセチル化/マウス/遺伝子改変マウス/骨代謝/細胞分裂/阻害剤/ストレス/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/環境因子

他の関係分野：生物学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年8月24日

144

肝がん細胞が「セレン代謝」を組み替えて細胞死を回避する仕組みを解明フェロトーシス誘導治療への抵抗性獲得メカニズムに迫る

セレンは体内で活性酸素を除去する抗酸化酵素などの構成成分として重要な役割を果たす必須微量元素であり、健康維持に欠かせません。その中でも「セレノプロテインP（SeP）」は肝臓で合成され、全身にセレンを輸送する特殊なタンパク質です。近年、肝細胞がんでSeP発現が低下していることが報告されていますが、その減少の理由やがん細胞の生存戦略との関連は不明でした。東北大学大学院薬学研究科の有澤琴子助教、平沼哲太（当時学部学生）、名取萌花（当時学部学生）、斎藤芳郎教授らの研究グループは、single-cell RNAシーケンス解析と培養細胞実験により、酸化ストレス応答転写因子NRF2が肝がん細胞で...

キーワード：セレン/微量元素/生存戦略/持続可能/持続可能な開発/酸化酵素/抵抗性/Nrf2/肝がん/RNA/がん細胞/ストレス応答/活性酸素/肝細胞/肝細胞がん/抗酸化/抗酸化作用/細胞死/転写因子/培養細胞/ストレス/酸化ストレス

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発表日：2025年8月24日

145

RNA修飾代謝による生体防御機構を解明

-有害な修飾ヌクレオシドから体を守る仕組み-

RNAはさまざまな化学修飾を受け、現在までに約150種類以上が同定されています。これまで、細胞内におけるRNA修飾の役割については研究が進んでいましたが、RNA修飾が代謝された後に生じる修飾ヌクレオシドの機能や意義については十分に解明されていませんでした。東北大学加齢医学研究所の小川亜希子助教（当時、現所属は薬学研究科准教授）、魏范研教授、生命科学研究科の田口友彦教授、医学系研究科の中澤徹教授らは、九州大学生体防御医学研究所の渡部聡准教授、稲葉謙次教授、農学研究院の有澤美枝子教授、熊本大学生命資源研究・支援センターの荒木喜美教授、生物環境農学国際研究センターの...

キーワード：RNA修飾/イノシン/持続可能/持続可能な開発/リン酸/哺乳動物/アデノシン/生体防御/代謝産物/病態解明/RNA/アセチル化/アレン/エネルギー代謝/ヌクレオシド/メチル化/リソソーム/代謝物/加齢/脂質/脂質代謝/糖代謝

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発表日：2025年8月21日

146

ゾウムシは寄生植物の花形成機構を操作して "果実状の虫こぶ"をつくる

昆虫などが植物に寄生して形成される「虫こぶ」は、昆虫が植物に働きかけてその発生プログラムを改変することで誘導される、異常発達した組織です。虫こぶは、誘導した昆虫にとっての餌場や天敵からのシェルターとして機能するため、「延長された表現型」の典型例として、生物学のさまざまな分野から注目を集めてきました。しかし、その形成の分子機構には、いまだ多くの未解明な点が残されています。東北大学大学院生命科学研究科の別所-上原奏子助教らと富山大学学術研究部理学系の土`田努准教授らの研究グループは、寄生植物アメリカネナシカズラと、その上に虫こぶを形成する甲虫マダラケシツブ...

キーワード：光合成/進化生物学/デンプン/分子機構/遺伝子

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発表日：2025年8月7日

147

異方的量子スピンジグザグ鎖モデルの予測を実験的に実証

―新たな物質機能性の実現が期待―

京都大学大学院理学研究科の堀文哉博士課程学生（現：東北大学大学院理学研究科助教）、松平広康博士課程学生、北川俊作同准教授、石田憲二同教授、広島大学大学院先進理工系科学研究科の鈴木大斗博士課程学生、鬼丸孝博同教授の研究グループは、近年提案された異方的量子スピンジグザグ鎖モデルの予測を実験的に実証しました。固体物理の分野では、通常の磁性体では見られない秩序状態や準粒子1の研究が注目されています。以前、同研究のグループは希土類のイッテルビウム（Yb）原子がジグザグ鎖を形成する磁性半導体YbCuS2において、格子間隔と...

キーワード：原子核/時間反転対称性/磁気構造/磁気秩序/準粒子/多極子/多極子秩序/対称性/電気分極/誘電性/量子コンピュータ/量子スピン/異方性/素粒子/磁場/励起状態/強誘電性/空間反転対称性/磁性体/強磁性/磁性半導体/持続可能/持続可能な開発/希土類/電子状態/スピン/スピントロニクス/半導体/機能性/ゆらぎ/妥当性/プローブ

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発表日：2025年8月7日

148

応力発光半導体でスピンドープ強磁性を発見エネルギー関連材料の機能革新に大きく寄与

固体中の電子の電荷と、電子が持つ小さな磁石のような性質「スピン」の両方を工学的に利用、応用する「スピントロニクス」と呼ばれる分野において「希薄磁性半導体」が注目されています。一般的に、強磁性などをもたらす交換相互作用（注4）は隣接原子間距離程度の近接作用に限定されています（金属では伝導電子を媒介した別機構の磁性体の例外が存在する）。一方、相転移のユニバーサル理論であるパーコレーション理論（注5）は隣とのパス（磁気転移の場合は隣の磁性原子との結合に相当）が高密度...

キーワード：スピン系/高エネルギー/物性物理/量子スピン/量子スピン系/臨界現象/ミュオン/加速器/相転移/磁場/波動関数/磁気モーメント/磁性体/クロム/マンガン/スピン緩和/希薄磁性半導体/強磁性/交換相互作用/磁性半導体/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/システム工学/スピン/スピントロニクス/パーコレーション/化合物半導体/浸透率/半導体/伝染病/カップリング

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発表日：2025年8月7日

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細胞の情報伝達を制御する足場脂質

－アレスチンと膜脂質の協調作用による受容体の細胞内取り込み機構－

細胞はGタンパク質共役型受容体（GPCR）と呼ばれる細胞表面のセンサータンパク質を用いて、外界からの情報分子を細胞内に伝えます。この情報伝達の効率を調節する重要な仕組みの一つに、GPCRの細胞内への取り込み（内在化（注４））による情報伝達の収束があり、アレスチンというタンパク質がその役割を担います。アレスチンがGPCRと結合する際に、機能性膜脂質であるPIP2が関わることが報告されていますが、その詳細な分子機構は不明な点が多く残されていました。東北大学大学院薬学研究...

キーワード：センサータンパク質/静電相互作用/持続可能/持続可能な開発/センサー/機能性/細胞応答/リン酸/変異体/膜脂質/細胞膜/ホルモン/分子機構/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/アミノ酸/リガンド/リン脂質/構造変化/細胞内情報伝達/受容体/創薬/代謝物/脂質

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発表日：2025年8月7日

150

舌下免疫療法における腸内細菌叢の役割を発見

-腸内環境がアレルギー治療効果に影響を与える可能性-

舌下免疫療法はアレルギーの原因物質（アレルゲン）を少量ずつ舌下粘膜から吸収させ、徐々にアレルギー反応を弱めていく治療法です。最近の研究で腸内細菌叢の乱れがアレルギー発症と関連することが分かってきましたが、舌下免疫療法における腸内細菌叢の役割は不明でした。東北大学病院歯科麻酔疼痛管理科の田中志典講師らの研究グループは、舌下免疫療法を施したマウスに抗生物質を投与し腸内細菌叢を除去すると舌下免疫療法によるアレルギー抑制効果が失われることを見出しました。この結果は、一見無関係な腸内環境が舌下免疫療法の治療効果に影響を与える可能性を示唆します。本研究成果は2025年8月5日に学術...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/腸内フローラ/アレルゲン/炎症性疾患/腸内環境/免疫療法/T細胞/マウス/抗生物質/自己免疫/自己免疫疾患/制御性T細胞/免疫応答/アレルギー/細菌/細菌叢/腸内細菌/腸内細菌叢/疼痛

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発表日：2025年8月7日

151

セルロースナノ粒子で高性能電界効果型トランジスタを開発

─再生可能な携帯用ペーパーエレクトロニクスへの利用に期待─

セルロースは地球上で一番生産量が多い(約1,000億トン/年)バイオマスであり、カーボンニュートラルとして地球温暖化・沸騰化の救世主となる素材として現在最も注目されている材料の一つです。東北大学未来科学技術共同研究センターの福原幹夫シニアリサーチフェローと橋田俊之特任教授、同大学大学院工学研究科小野崇人教授、静岡大学工学部藤間信久教授らの研究グループは共同で、AKCNPを利用したショットキー接合（注7）によりn型バイオ半導体 MESFETを作製し、負のゲート電圧で3.5桁の増幅作用と、正のゲート電圧において不揮発性メ...

キーワード：オープンアクセス/地球温暖化/メモリ効果/仕事関数/電子スピン共鳴/磁場/ディスプレイ/ファイバー/トランジスタ/メモリ/電界効果トランジスタ/カーボンニュートラル/持続可能/持続可能な開発/アモルファス/ナノファイバー/電界効果/不揮発性メモリ/カーボン/スピン/ナノ粒子/マイクロ/マイクロ波/炭酸ガス/半導体/環境保全/セルロース/バイオマス/甲殻類/キチン/温暖化/ビタミン/カルシウム/ラジカル/天然化合物

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発表日：2025年8月6日

152

カゴメ金属の特異なホール効果の起源を解明

―移動度スペクトル解析で捉えた高移動度キャリアの役割―

東京大学大学院新領域創成科学研究科の劉蘇鵬大学院生、六本木雅生大学院生（研究当時／現在：理化学研究所研究員）、石原滉大助教、橋本顕一郎准教授、芝内孝禎教授らの研究グループは、同大学物性研究所、東北大学金属材料研究所、日本原子力研究開発機構、カリフォルニア大学サンタバーバラ校、仏エコール・ポリテクニークとの共同研究により、カゴメ格子と呼ばれる構造をもつ金属物質「CsV3Sb5」で観測される非単調なホール効果の起源を明らかにしました。従来この現象は、ループ状の渦電流による「異常ホール効果」と呼ばれる特殊な電子の振る舞いによるものと考えら...

キーワード：定量的評価/スペクトル解析/カゴメ格子/異常ホール効果/幾何学/物性物理/ホール効果/スペクトル/磁場/高移動度/磁性体/材料科学/キャリア/渦電流/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/電子構造/スピン/移動度/機能性材料/金属材料/原子力/機能性

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発表日：2025年8月5日

153

ラクトフェリンが慢性腎臓病の進行と筋の衰えを抑える

―慢性腎臓病合併症の新たな予防および治療薬として期待―

慢性腎臓病(CKD)は腎臓の働きが徐々に低下していく進行性の病態であり、日本では成人のおよそ5人に1人が罹患しているとされる深刻な健康問題です。特に高齢のCKD患者ではサルコペニア（筋力・筋量の低下）を合併している割合が高く、末期腎不全ではその影響が深刻です。サルコペニアはCKDの進行を早めたり、死亡リスクの上昇や生活の質（注4）の低下にもつながることがわかっています。しかし、なぜCKDでサルコペニアが起こるのか、その詳しい仕組みは...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/機能性/腎臓病/合併症/腎不全/筋肉/腸内環境/モデルマウス/マウス/ラクトフェリン/腎障害/腎臓/血圧/高血圧/生活の質/唾液/糖尿病/動物実験/母乳/慢性腎臓病

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発表日：2025年8月4日

154

ゲノムマイニングにより新たなピラノピロール型天然物を発見マイクロ電子回折装置を利用して、複雑な化学構造を精密に決定

近年、遺伝子配列の情報に基づいて天然物の生合成に関わる遺伝子を探すゲノムマイニングと異種発現を基盤とする合成生物学の手法が確立され、遺伝子資源を材料とした天然物探索研究が盛んに進められています。東北大学大学院薬学研究科の浅井禎吾教授の研究グループは、ポリケチド合成酵素-非リボソームペプチド合成酵素 (PKS-NRPS) ハイブリッド(注4)に着目したゲノムマイニングを実施...

キーワード：持続可能/ボトルネック/持続可能な開発/電子回折/マイクロ/生物活性/リボソーム/Aspergillus/ペプチド合成/麹菌/生合成経路/糸状菌/生合成/生合成遺伝子/生合成酵素/微生物/アミノ酸/ポリケチド/合成生物学/創薬/ゲノム/遺伝子/感染症

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発表日：2025年8月2日

155

2025年7月30日カムチャツカ半島付近の地震で発生した津波の解析について（速報）

2025年7月30日午前8時25分頃にカムチャツカ半島付近で発生した地震津波の即時解析を、東北大学サイバーサイエンスセンターのスーパーコンピュータAOBAを用いて実施しましたので、その結果を速報します。東北大学災害科学国際研究所、サイバーサイエンスセンター、大学院理学研究科、同情報科学研究科は、産学連携研究により「リアルタイム津波浸水被害予測システム」を開発し、2018年より東北大学発スタートアップ（株）RTi-castが運用し、TsunamiCastという予測情報サービスを展開しています。地震発生時刻：2025年7月30日08:25頃...

キーワード：スーパーコンピュータ/情報サービス/地震津波/産学連携/北太平洋/持続可能/持続可能な開発/津波/漁業

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発表日：2025年8月2日

156

内在性機能と外来性機能を併せ持つ人工酵素を開発

〜金属イオンをタンパク質の中で精密に並べて機能を生み出す〜

自然科学研究機構生命創成探究センター/分子科学研究所/総合研究大学院大学の岡本泰典准教授（東北大学学際科学フロンティア研究所客員准教授）、東北大学流体科学研究所の馬渕拓哉准教授、産業技術総合研究所の氷見山幹基主任研究員らのグループは共同で、ヒトサイトカイン注1）に人工的な金属構造の三核亜鉛中心を移植し、外来性機能として高い加水分解活性とヒトサイトカインが元来有する内在性機能の両方を持つ人工酵素の創製に成功しました。移植された三核亜鉛構造は、自然界には見られないものであり、先行研究では、有機合成化学的に精密設計された配位子を用いて構築されています。...

キーワード：ワークフロー/幾何学/量子化/量子化学/量子化学計算/人工酵素/有機合成化学/加水分解/水分解/持続可能/持続可能な開発/金属イオン/生体内/機能性/炎症反応/アミノ酸/合成化学/細胞増殖/生理活性/生理活性物質/配位子/免疫応答/有機合成/サイトカイン

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発表日：2025年8月2日

157

令和６年能登半島地震で変化した地形の高精細3Dデータを公開

―災害・地形の基礎研究や環境教育・防災教育の教材として活用可能―

兵庫教育大学大学院学校教育研究科の小倉拓郎准教授、立命館大学衣笠総合研究機構の山内啓之准教授、金沢大学人間社会研究域の青木賢人准教授、林紀代美准教授、岡山大学学術研究院教育学域の松多信尚教授、東京大学空間情報科学研究センターの飯塚浩太郎助教、小口高教授、福岡教育大学教育学部の岩佐佳哉講師、東北大学災害科学国際研究所の高橋尚志助教、筑波大学生命環境系の八反地剛准教授らの研究グループは、令和6年能登半島地震で変化した地形を中心にドローンを用いた高精細地形計測を実施し、基礎研究への応用を想定したアーカイブや地理・地学教育に活用できる教材を作成しました。本研究成果は、災害科学の国際英文誌『...

キーワード：3Dモデル/3Dデータ/学習支援/環境教育/防災教育/持続可能/空間情報/持続可能な開発/災害復興/ドローン

他の関係分野：情報学複合領域工学

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発表日：2025年8月2日

158

凍結溶媒内のナノ材料の元素分布を直接可視化できる技術を開発

〜生命科学から材料科学に至る広範な物質研究への寄与に期待〜

タンパク質などの構造を調べる際、試料を急速凍結した後、液体窒素で極低温を維持したまま観察できるクライオ電子顕微鏡を用いることによって、電子線照射による損傷が抑えられ、溶媒中あるいは溶媒を含んだ状態における試料の本来に近い姿を捉えることが可能です。この技術は、生体分子や細胞などの生物試料の観察や構造解析に広く利用されています。近年では、生物試料にとどまらず、非生物試料や生物-非生物ハイブリッド試料の観察にも利用が広がっています。東北大学多元物質科学研究所の海原大輔技術職員（同大学事業支援機構総合技術部分析・評価・観測群）、佐藤庸平准教授、濵口祐准教授...

キーワード：水溶液/物質科学/放射光/ケイ素/電子線/材料科学/非晶質/持続可能/持続可能な開発/EELS/表面修飾/シリカ/ナノ材料/ナノ粒子/極低温/電子顕微鏡/マッピング/クライオ電子顕微鏡/カルシウム/生体分子

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発表日：2025年7月30日

159

糖が「新しい脂肪細胞をつくるスイッチ」になる仕組みを解明

―脂肪のつき方を決める鍵となる酵素を同定―

脂肪細胞は食後の余剰エネルギーを蓄え、空腹時にそれを供給します。一般に脂肪の増加にはマイナスのイメージがありますが、必ずしも健康に悪いわけではありません。脂肪組織の増え方には、既存の脂肪細胞の肥大化（注6）と、新たな脂肪細胞をつくる増生があります。増生は代謝のバランスを保ち、炎症や糖尿病リスクを抑えますが、増生の詳細な制御機構は不明でした。東北大学大学院医学系研究科の酒井寿郎教授、秋田大学大学院医学系研究科の松村欣宏教授らの研究グループは、糖の代謝によって活性化される酵素JMJD1Aが、脂肪細胞を新たに生み出す増生に...

キーワード：環境変化/グルコース/遺伝情報/塩基配列/ヒストン/エネルギー消費/持続可能/持続可能な開発/抵抗性/性決定/肥満症/ヒストンメチル化/ヒストンメチル化酵素/ヒストン脱メチル化酵素/炎症反応/脂肪組織/ゲノム解析/脂肪細胞/内臓脂肪/エピゲノム解析/インスリン/トランスクリプトーム/マウス/メチル化/腫瘍形成/代謝物/低酸素/転写因子/インスリン抵抗性/ゲノム/メタボローム/メタボローム解析/遺伝子/遺伝子発現/生理学/糖代謝/糖尿病

他の関係分野：複合領域生物学工学医歯薬学

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発表日：2025年7月30日

160

植物受精卵の微小管バンド移動の仕組みを解明

～エージェントモデルで読み解く過剰応答能と複数の秩序化原理～

植物の茎と根を結ぶ上下軸（体軸）は，受精卵期の異方的な先端成長（1）とその後の上下不等分裂によって決まると考えられています(図1A)．シロイヌナズナにおいて，受精卵の異方成長の際に，細胞の表層微小管が先端付近に円環状のバンド構造を形成し，成長に伴って細胞先端側へバンドが移動することが，実験から観察できていました(図1B)．しかし，どのような仕組みで多数の微小管が協調あるいは競合して配向秩序化（2）しバンド構造を形成し，かつ移動を達成するのかは未解明でした.本研究では，秋田県立大学の野々山朋信博士研究員および津川暁助教らと東北大学の植田美那...

キーワード：エージェント/バンド構造/数値シミュレーション/シミュレーション/花粉管/花粉/シロイヌナズナ/細胞形態/受精/受精卵/成長期/微小管/細胞骨格

他の関係分野：情報学数物系科学工学医歯薬学

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発表日：2025年7月28日

161

構造常識を覆すトポケミカル反応の発見

―カゴメ格子をもつ新しい二次元量子物質の創製に成功―

酸化物の性質は、金属の価数や空間配列によって大きく左右されます。中でも、結晶骨格を保ちながら特定の原子だけを選択的に出し入れする「トポケミカル反応」は、物性を制御できる手法として広く用いられてきました。しかし、従来は金属サイトの数や配置を保つ「1:1対応」が前提とされ、骨格自体の再構成は不可能と考えられてきました。京都大学大学院工学研究科の樋口涼也修士課程学生、石田耕大同博士課程学生（研究当時）、高津浩同准教授、陰山洋同教授らの研究グループは、京都大学理学研究科、ボルドー大学、ファインセラミックスセンター、東北大学、桂林理工大学との共同研究により、「1:1対応」を破る新しいトポケミカ...

キーワード：カゴメ格子/量子コンピュータ/タンタル/アンモニア/モリブデン/電子デバイス/持続可能/省エネ/持続可能な開発/金属材料/酸化物/省エネルギー/構造変換/機能材料

他の関係分野：数物系科学化学工学総合生物

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発表日：2025年7月27日

162

血中濃度に性差のある元素・セレンと鉄代謝の関連性を発見

ICP-MSを用いた網羅的微量元素解析法を確立

セレンや亜鉛、鉄などの必須微量元素は、生体の恒常性維持に必須の元素です。それぞれの元素において、欠乏症あるいは過剰症が存在するため、健康状態を維持するためには、最適な範囲にあることが重要です。一方、水銀やヒ素、鉛といった有害金属には、必須微量元素の作用を打ち消し、疾患リスクを増加させる作用が知られています。東北大学大学院薬学研究科の斎藤芳郎教授、東北メディカルメガバンク機構の山本雅之教授、金沢大学医薬保健研究域医学系の篁俊成教授らの研究グループは、誘導結合プラズマ質量分析法ICP-MSを用いた網羅的微量元素解析法を確立し、ヒト血漿に含まれる必須元素や有害金属14元素を一度に評価する...

キーワード：セレン/イオン化/質量分析法/微量元素/質量分析/持続可能/持続可能な開発/鉄代謝/相関解析/抵抗性/SPECT/インスリン/ヘモグロビン/血液/インスリン抵抗性/コホート/糖尿病

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発表日：2025年7月27日

163

ALSの異なる原因が共通の遺伝子「UNC13A」の発現異常に収束

病気の全貌解明へ新知見

運動神経細胞が徐々に少なくなっていくことで力が入らなくなる難病ALSは、原因が多様で発症や進行のメカニズムの解明が難しいとされてきました。東北大学大学院医学系研究科の渡辺靖章助教らと、慶應義塾大学再生医療リサーチセンターの森本悟副センター長らの共同研究グループは、ALSの発症に関わる4種類のRNA結合たんぱく質(注4)をそれぞれ欠損させた神経系培養細胞を用いて、遺伝子発現を解析しました。その結果、mRNAの不安定化による分解の活発化あるいは発現抑制たんぱく質RESTの増加によるmRNAの産生抑制を通じて、神経の働きに重要なUNC1...

キーワード：遺伝情報/神経系/持続可能/マネジメント/持続可能な開発/たんぱく/運動神経/TDP-43/iPS細胞/治療標的/mRNA/筋萎縮/RNA/ストレス応答/スプライシング/幹細胞/血液/再生医療/細胞増殖/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/多能性幹細胞/転写因子/培養細胞/ストレス/遺伝子/遺伝子発現/遺伝子変異/筋萎縮性側索硬化症 /神経疾患/難病

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発表日：2025年7月22日

164

植物ホルモンの"原料"の新機能を発見！

― 植物の環境ストレス耐性を高める鍵となる中間物質の「第2の顔」 ―

ジャスモン酸類は、植物が寒さや害虫といった様々な環境ストレスから自らの体を守る仕組みの中心的な役割を果たしている植物ホルモンです。東北大学大学院理学研究科・生命科学研究科の上田実教授、西里祐宇保大学院生、齋藤里菜博士（研究当時）らの研究グループは、そのジャスモン酸類が作られる過程で生じる中間物質が、耐塩性や低温耐性など、これまで知られていなかった独自の生理機能を持つことを明らかにしました。本成果は、植物のストレス応答制御メカニズムの理解を大きく進展させるものであり、将来的には環境ストレスに強い作物の開発など、持続可能な農業技術への応用が期待されます。...

キーワード：化学物質/持続可能/持続可能な開発/生体内/植物ホルモン/環境ストレス/ジャスモン酸/ストレス耐性/耐塩性/ホルモン/生理機能/ストレス応答/代謝物/ストレス/遺伝子

他の関係分野：環境学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年7月22日

165

東北大学大学院生命科学研究科と唐津市がネイチャーポジティブの実現に向けて連携協定を締結

～環境DNA調査等を活用し、人と自然が育み合う社会を実現～

東北大学大学院生命科学研究科と唐津市は、地域のネイチャーポジティブの実現に向けて、連携協定を2025年7月17日に締結し、同日締結式を実施しました。本協定は、多様な自然環境と景勝に恵まれた里海や、歴史・文化と深く結びついた里山・里地の自然資本を守り活かしながら、自然と調和した地域づくりと持続可能な経済社会のモデル構築を目的としています。本協定はネイチャーポジティブの実現に向けて以下の事項について協力して参ります。（１）里地・里山・里海の価値の再認識と持続的な利活用（２）地域における生物多様性の保全や増進活動の促進（３）...

キーワード：マッチング/ビジネスモデル/情報発信/持続可能/環境DNA/生物多様性

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学工学

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発表日：2025年7月22日

166

気孔を閉じさせるK⁺チャネルの調節部位を発見

植物は、気孔の開閉を通じて水分の蒸散を調節し、乾燥や病原菌などの環境ストレスに応答しています。気孔の開閉は、2つの孔辺細胞の膨張と収縮によって生じ、この膨圧変化は細胞内の主要元素であるK+の濃度に依存しています。K+の細胞内外への移動は、細胞膜に存在するK+チャネルによって制御されており、その働きが気孔の開閉に重要な役割を果たしています。東北大学を中心とした国際共同研究チームは、K+チャネルの一種であるGORKの分子構造をクライオ電子顕微鏡（Cryo-EM）（注3...

キーワード：オープンアクセス/円二色性/分子構造/円偏光/持続可能/持続可能な開発/二次構造/カリウム/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/病原菌/環境ストレス/クライオ電子顕微鏡/WT1/細胞膜/心臓/イオンチャネル/生体分子/電気生理学/膜タンパク質/膜電位/立体構造/ストレス/生理学

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発表日：2025年7月20日

167

β-ラクトンの新たな生合成機構を解明新たな創薬リードの探索に期待

β-ラクトンは様々な医薬品に含まれる重要な化学構造です。歪んだ４員環構造をもつため反応性が高く、この部分が標的分子（タンパク質など）と反応することで様々な薬効を示します。糸状菌が作るヒメグルシンはβ-ラクトンを含む天然有機化合物（天然物）の一種であり、薬剤耐性菌の薬剤耐性化を克服できる併用薬としての利用が期待されています。本化合物の作用にもβ-ラクトンが重要ですが、この構造が糸状菌の細胞内でどのように作られるかはわかっていませんでした。東北大学大学院薬学研究科の浅井禎吾教授の研究グループは、高還元型ポリケチド合成酵素に着目したゲノムマイニング...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/触媒ドメイン/生体内/biosynthesis/生合成経路/糸状菌/生合成/生合成遺伝子/脂肪酸合成/酵素反応/ポリケチド/脂肪酸/創薬/代謝物/天然有機化合物/ゲノム/遺伝子/薬剤耐性

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発表日：2025年7月17日

168

2024年能登半島地震の断層活動を地殻応力場で推定

─日本全域での地震発生可能性の評価で、減災への貢献に期待─

一般的に地殻応力場に対してすべりやすい断層がすべりや内陸型地震を発生させると考えられています。しかし、地下に存在する流体や既存の古い断層により、応力場に対してすべりにくい形状の断層で約1500万年前に地震が発生した事例が日本海側で確認されています。東北大学大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センターの田上綾香客員研究者と岡田知己教授、ニュージーランド・ヴィクトリア大学ウェリントンのMartha K. Savage教授らの研究グループは、2024年能登半島地震発生前の地震データを用いて能登半島地域の地殻...

キーワード：応力場/地殻応力/噴火予知/持続可能/持続可能な開発/ひずみ/地震災害/きのこ

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発表日：2025年7月17日

169

天然ゴムで200℃未満の廃熱から高い動力エネルギーを得ることに成功

─低温廃熱を電気エネルギーに変換する環境発電に期待─

200℃以上高温排熱は発電・蒸気等での利用が推進されています。一方、80℃～200℃低温排熱は大部分が大気中に排気されています。そこで工場等から排出される200℃未満の廃熱を再利用する気運が高まっています。フランス国立応用科学院リヨン校（INSA Lyon）とフランス国立科学研究センター（CNRS）のGaël Sebald教授とGildas Coativy研究員、東北大学流体科学研究所のGiulia Lombardi研究員（日本学術振興会外国人特別研究員）、小宮敦樹教授らの研究グループは、天然ゴムなどの弾性熱量効果に着目し、わずかな温度差から効率的に動力エネルギーを得ることに成功...

キーワード：エントロピー/環境発電/持続可能/持続可能な開発/熱電変換/アクチュエータ/形状記憶合金/弾性体/エネルギー変換

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発表日：2025年7月16日

170

硫化物系電池材料の特性を巡る長年の謎を解明規則・不規則構造の硫化物系材料の充放電反応機構の詳細解析

横浜国立大学藪内直明教授、名古屋工業大学中山将伸教授、島根大学尾原幸治教授、東北大学髙橋幸生教授、群馬大学鈴木宏輔准教授、立命館大学 SRセンター、National Synchrotron Radiation Research Center (台湾) からなる研究グループは、構造の規則・不規則性を制御したリチウム過剰系硫化物材料の充放電反応機構を実験・理論の観点から詳細に解析しました。その結果、構造の不規則化が鍵となり、硫化物イオンにおいて電子の非局在化が進行することで電子伝導性の向上と電池性能の高性能化に繋がることを明らかにしました。これは、従来層状構造の限界を超える、次世代の電...

キーワード：物質科学/放射光/反応機構/リチウムイオン電池/持続可能/持続可能な開発/局所構造/材料設計/電池/リチウム/金属材料/結晶構造/規則構造

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発表日：2025年7月10日

171

量子ダイナミクスの非線形性を解析できる新手法を開発

─新たな材料設計や量子デバイス開発などへの貢献に期待─

物質に強い刺激を与えると、入力（力や電磁場）と出力（物理量の変化）の比例関係が崩れる「非線形応答」が現れます。この非線形応答を詳しく解析することは、物質の動力学的・分光学的性質を深く理解するために欠かせません。しかし従来の手法では、複雑に入り混じった非線形応答から必要な成分だけを取り出すことは困難でした。東北大学大学院理学研究科の小野淳助教は、物理量の時系列データから非線形応答関数を抽出するための新たな理論的枠組みを構築しました。これは既存の任意の実時間シミュレーション手法に適用可能であり、従来難しかった強い電子間相互作用や多くの自由度、環境への散逸などを伴う複雑な系でも非線形...

キーワード：オープンアクセス/時系列データ/非線形/非線形応答/量子ダイナミクス/分光学/磁場/数値計算/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/材料設計/シミュレーション/ダイナミクス/機能性材料/動力学/非線形性/機能性/妥当性

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発表日：2025年7月8日

172

アジア低緯度域からの放出増加により大気メタン濃度が急上昇（2020-2022年）

―多様なプラットフォームの観測データを活用した放出量推定―

国立環境研究所地球システム領域の丹羽洋介主幹研究員らの研究チームは、2020-2022年の間に地球規模で起こった大気メタン濃度の急上昇の要因を明らかにしました。研究チームによる解析の結果、この急激な濃度上昇は、主に、熱帯から北半球低緯度（南緯15度から北緯35度）にかけての湿地や水田などの農業、埋立地などにおける微生物が起源のメタン放出が増加したことによって生じたことが分かりました。また、その中でも特に東南アジアや南アジアといったアジアの低緯度地域における影響が大きいと推定されました。この結果は、地上観測局や船舶、航空機、人工衛星といった様々なプラットフォームによる観測デ...

キーワード：地球科学/海洋/地球温暖化/地球システム/衛星/数値シミュレーション/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/メタン/航空機/人工衛星/地球温暖化対策/水田/温暖化/微生物/ラット

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発表日：2025年7月4日

173

がん細胞を確実に「死」へと導く新たな機構を解明

-がん細胞の生き残りを防ぐためのメカニズム-

「死の受容体」とも呼ばれるFas受容体（注4）はがん細胞に対し強力に細胞死（アポトーシス）を誘導するため、がん治療への応用が期待されています。しかし、多くのがん細胞では遺伝子変異によっては典型的なアポトーシス誘導経路が機能せず、アポトーシスに耐性（アポトーシスが誘導されにくい状態）を示します。東北大学大学院薬学研究科の山田裕太郎大学院生、土田芽衣博士、松沢厚教授および岩手医科大学薬学部の野口拓也教授らの研究グループは、がん抑制遺伝子LKB1が、典型的なアポトーシス誘導経路とは別の代替経路によってアポトーシスを誘導す...

キーワード：遺伝性疾患/持続可能/持続可能な開発/酸化酵素/リン酸/変異体/抵抗性/タンパク質リン酸化/細胞内シグナル/治療抵抗性/アポトーシス/がん細胞/がん治療/がん抑制遺伝子/ミトコンドリア/リン酸化酵素/細胞死/受容体/免疫細胞/遺伝子/遺伝子変異

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発表日：2025年7月4日

174

加齢による造血幹細胞生着不全の機序を解明骨髄代謝・血流動態の変容が起因

これまでHSC移植時のHSCの生着率は加齢に伴い低下することが知られていましたが、その要因は明らかではありませんでした。東北大学大学院医学系研究科幹細胞医学分野および国立健康危機管理研究機構国立国際医療研究所造血システム研究部の田久保圭誉教授・部長、同部の森川隆之上級研究員ら、神奈川県立産業技術総合研究所の研究グループは、この要因として骨髄の局所血流・代謝に着目し、加齢による血流の減少に加え、血管拡張を担うアセチルコリンや一酸化窒素 (NO) を介するシグナル経路の減弱を認めました。このとき血液と血管壁の間に血流によって生じる力であるずり応力(...

キーワード：危機管理/キャピラリー電気泳動/筋細胞/質量分析/電気泳動/持続可能/持続可能な開発/質量分析計/血流/哺乳動物/平滑筋/加齢変化/幹細胞移植/血管内皮/血管平滑筋/血管平滑筋細胞/治療標的/骨髄/細胞移植/造血幹細胞/アセチルコリン/マウス/幹細胞/血液/血管内皮細胞/代謝物/内皮細胞/白血病/平滑筋細胞/加齢/造血/造血幹細胞移植

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発表日：2025年7月3日

175

もみ殻と鉱山副産物から高耐久性燃料電池触媒を開発

～農業・鉱山副産物の再資源化で持続可能な電池技術へ～

世界で年間約1億トン以上が発生するもみ殻は、分解されにくく用途が限られるため、多くが焼却処分されてきました。一方、銅鉱石である「チャルコパイライト（黄銅鉱：CuFeS2）」の副産物であるパイライトも活用が進んでおらず、環境負荷が問題となっています。東北大学学際科学フロンティア研究所の中安祐太助教と同阿部博弥准教授、同大学院工学研究科のEdwin Nyangau Osebe大学院生と渡邉賢教授らの研究グループは、こうした未利用資源に着目し、秋田大学、北海道大学、物質・材料研究機構などとの共同研究により、もみ殻とパイライトを原料とした燃料電池用触媒の開発に成功しま...

キーワード：再資源化/再生可能エネルギー/ケイ素/非晶質/持続可能/持続可能な開発/アモルファス/電池/燃料電池/シリカ/レアメタル/活性炭/環境負荷/耐久性/導電性/廃棄物/結晶構造/パイライト/寿命

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発表日：2025年7月2日

176

少ないデータと2個のセンサで脳卒中患者の運動を予測する技術を開発

- 物理法則を組み込んだ機械学習と時間的畳み込みネットワークを融合 -

脳卒中患者は、片側性の運動障害により非対称な歩行パターンを示し、下肢関節の運動様式の個人差が大きいことが知られています。理学療法士などのセラピストは、下肢運動の機能を評価し、リハビリテーション方針を決定しますが、正確な測定を行うには、4つ以上のセンサ（慣性計測装置：IMU）が必要となることが一般的でした。東北大学大学院工学研究科の林部充宏教授、大脇大准教授、Yan Guo大学院生（研究当時）、東北大学病院診療技術部リハビリテーション部門...

キーワード：アーキテクチャ/ニューラルネットワーク/フレームワーク/機械学習/時系列データ/加速度計/微分方程式/歩行運動/持続可能/持続可能な開発/ニューラルネット/ロボティクス/物理モデル/神経工学/TEMPO/関節/聴覚/脳血管疾患/リハビリ/歯学/理学療法/血液/リハビリテーション/脳卒中

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発表日：2025年7月2日

177

ミクロの藻は細胞中の巨大なアンテナで光エネルギーを集める超高効率光合成の仕組みを解明

光合成生物は、動物が吐き出した二酸化炭素を光エネルギーを使って糖に変換します。光合成生物が効率よく光エネルギーを吸収する仕組みの解明は、地球温暖化の緩和にもつながります。光合成での光エネルギーを集める役割を担っているのはアンテナタンパク質と呼ばれるタンパク質です。光を効率よく吸収するために、多数のアンテナタンパク質が結合して大きな塊となることが知られていましたが、実際の細胞中でどの程度の数のタンパク質が結合しているのかは分かっていませんでした。東北大学大学院理学研究科の柴田穣准教授を中心とした研究グループは、独自に開発した顕微鏡技術により、藻の一種クラ...

キーワード：アンテナ/光エネルギー/地球温暖化/光化学/クロロフィル/光化学系I/光化学系II/光合成/植物生理学/葉緑体/持続可能/持続可能な開発/電子顕微鏡/二酸化炭素/モデル生物/光学顕微鏡/温暖化/クライオ電子顕微鏡/生理学

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発表日：2025年7月1日

178

バース症候群モデル動物や細胞においてミトコンドリア機能改善薬MA-5の有効性を確認希少難病の心筋症・骨格筋障害を改善する新たな治療法の可能性

バース症候群（BTHS）は、Tafazzin (TAZ) 遺伝子（注5）の変異により起こる珍しい遺伝性の病気で、この変異を持った男性で発症し、心筋症（注6）、骨格筋障害（注7）、好中球減少症(注8)の症状が現れます。現在、この病気を根本的に治す方法はなく、症状を和らげる治療しかできません。東北大学大学院医学系研究科病態液性制御学分野および医工学研究科分子病態医工学分野の阿部高明教授、東北大学病院の豊原敬文准教授らの研究グループは、バース症候群の患者から採取した皮膚の細胞およびiPS細胞から作った筋肉細胞を用いて、MA-5がバース症候群の病態を改善することを発見しました。MA-5を加...

キーワード：心拍数/ATP合成/遺伝性疾患/持続可能/持続可能な開発/構造設計/接合部/医工学/リン酸/植物ホルモン/ATP合成酵素/iPS細胞/アデノシン/心筋/心筋症/早期診断/ホルモン/運動機能/運動能力/筋肉/骨格筋/ATP/インドール/ショウジョウバエ/ミトコンドリア/モデル動物/リン脂質/血液/好中球/細胞死/腎臓/ストレス/遺伝子/感染症/血圧/高血圧/酸化ストレス/脂質/脂質代謝/難病

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発表日：2025年6月30日

179

気候変動により"想定最大"が変わる

─将来、線状降水帯がもたらす最大クラスの雨とは─

近年、大雨の頻発と激甚化により、全国各地で深刻な被害が生じており、その対策は喫緊の課題となっています。東北大学大学院工学研究科の平賀優介助教の研究チームは、数値気象シミュレーション手法を用いて、線状降水帯がもたらす想定最大規模の雨を推定しました。さらに、同チームが開発した独自の手法により、気候変動の影響で、現在「最大クラス」とされる大雨が、将来さらに激化し、頻度も増す可能性があることを明らかにしました。本成果は、気候変動の影響を踏まえた「想定最大規模降雨」の推定や、現在の治水安全度の見直しに向けた議論の出発点となり、ハザードマップ・治水計画の再検討、防災対策・インフラの更...

キーワード：スーパーコンピュータ/防災対策/気候変動/持続可能/持続可能な開発/水文学/シミュレーション/ハザード/ハザードマップ/温暖化

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発表日：2025年6月30日

180

脱皮ホルモンが毒物から体を守るエクダイソンとその受容体の成虫期における意外な機能を解明

昆虫の脱皮を促すホルモン「エクダイソン」は、すでに脱皮を終えた成虫でも分泌されており、近年その新たな役割が注目されています。学際科学フロンティア研究所の市之瀬敏晴准教授らのグループは、成虫期のエクダイソンが毒物から体を守る重要な役割を果たしていることを明らかにしました。このホルモンはDopEcRという受容体を介して、腸では解毒遺伝子の発現を促し、神経系では毒を含む餌を避ける行動を引き起こしていました。つまり、腸と神経におけるエクダイソンとDopEcRによる協調的な働きにより、二段構えの生体防御が実現されていることになります。本研究成果は、成虫期におけるエクダイソンの機能に...

キーワード：重金属/神経系/持続可能/持続可能な開発/哺乳類/エクダイソン/リン酸/比較研究/ドーパミン/ホルモン/生体防御/ショウジョウバエ/受容体/遺伝子

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発表日：2025年6月27日

181

大事な物質を維持するための隠れた消費抑制機構

〜見かけの安定に潜む代謝産物制御メカニズムの解明〜

変化を網羅的に捉えられるようになった近年の生命科学において、大事だからこそ安定的に保たれる、「見かけ上、変化がない因子」は見過ごされることがあります。東北大学加齢医学研究所の樫尾宗志朗助教（研究当時：東京大学大学院薬学系研究科助教）と、基礎生物学研究所の三浦正幸所長（研究当時：東京大学大学院薬学系研究科教授）の研究グループは、栄養不足や代謝産物の産生阻害といった厳しい環境下でも、生命維持に不可欠な代謝物質「S-アデノシルメチオニン（SAM）」の量を安定的に保つ仕組みを明らかにしました。本研究は、生命を支える代謝の恒常性メカニズムを解明し、そのバランスが崩れる代謝破綻（...

キーワード：生体情報/脊椎動物/アミン/持続可能/持続可能な開発/システイン/哺乳類/無脊椎動物/キチン/代謝物質/ポリアミン/脊椎/代謝産物/グルタチオン/RNA/アミノ酸/ショウジョウバエ/プロテアソーム/マウス/メチル化/ユビキチン/創薬/代謝物/加齢/脂質/老化

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発表日：2025年6月24日

182

世界初のATPプロドラッグによる健康寿命延伸の新しい可能性

―ミトコンドリア活性化によりエネルギー代謝不均衡を改善する生体エネルギー分子治療の提案―

体内のエネルギー需要と供給の不均衡は老化や加齢性疾患と関連しています。ミトコンドリアは生体のエネルギー通貨であるATPの供給を行いますが、老化によってミトコンドリア機能が低下し、様々な細胞や臓器でATPレベルの低下が起こります。しかし、ミトコンドリア呼吸（※3）を活性化し、低下した細胞内ATPレベルを回復させる薬剤は世界的にみてもほとんどなく、ミトコンドリア活性化薬開発は挑戦的な研究テーマのひとつです。今回、九州大学などの研究チームは、ミトコンドリアを活性化して細胞内ATPレベルを向上させ、抗老化作用を示す新物質の開発に成功しました。開発されたのは新規核酸プロドラッグで「proAX...

キーワード：高齢化社会/高エネルギー/物質科学/ATP合成/電子伝達/新物質/持続可能/持続可能な開発/センサー/モデル生物/生体内/哺乳類/リン酸/ストレス耐性/ATP合成酵素/プロテインキナーゼ/プロトン/細胞膜/ROS/アデノシン/酵素反応/AMPK/寿命/線維芽細胞/ATP/エネルギー代謝/キナーゼ/プロドラッグ/マウス/ミトコンドリア/活性酸素/活性酸素種/抗酸化/脂肪酸/創薬/電子伝達系/副作用/ストレス/加齢/健康寿命/高齢化/酸化ストレス/脂質/老化

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発表日：2025年6月24日

183

100℃以下の熱も高密度で蓄えられるナノシートを開発低温廃熱の回収・再利用によりカーボンニュートラル実現貢献へ

脱炭素社会の実現に向け、200℃以下の低温廃熱の有効活用が求められており、これを貯蔵し再利用する蓄熱材料の開発が課題となっています。層状二酸化マンガンは、これまで約130℃で大気中の水分子を層間に取り込む、高密度かつ高速に蓄放熱可能な材料として注目されてきました。東北大学大学院工学研究科の吉迫大輝大学院生、同大学金属材料研究所の岡本範彦准教授と市坪哲教授（日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センター耐環境性機能材料科学研究グループリーダー兼任）らの研究グループと、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所先端基礎研究センター耐環境性機能材料科学研究グループ...

キーワード：水分子/太陽/材料科学/インターカレーション/マンガン/分子吸着/微細化/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/低炭素/マネジメント/持続可能な開発/ナノシート/熱電変換/カーボン/ナノメートル/金属材料/原子力/構造制御/酸化物/省エネルギー/熱輸送/機能材料/太陽熱/結晶構造

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発表日：2025年6月14日

184

ルイ・パスツールもきっと驚く！？左右を選別するナノ光ピンセットによるキラル結晶化制御の可能性を示唆

キラリティという、右手と左手の関係のように鏡合わせの構造同士が異なる性質は、自然界に普遍的に存在し、生命の起源、創薬やスピントロニクス（注4）とも関わる重要な性質です。東北大学多元物質科学研究所の新家寛正助教と中川勝教授らの研究グループはこれまでに、円偏光（注5）照射によりMie共鳴（注6）の励振された誘電体メタ表面上で水溶液からのキラル結晶化（注7...

キーワード：水溶液/対称性/物質科学/核形成/生命の起源/磁場/直線偏光/キラル/らせん構造/円偏光/表面プラズモン共鳴/光機能/対称性の破れ/ナノ結晶/ナノ構造体/プラズモン/金属ナノ構造/表面プラズモン/誘電体/持続可能/光照射/持続可能な開発/光機能材料/光学特性/スピン/スピントロニクス/ナノ構造/ナノ粒子/屈折率/結晶化/微細加工/光ピンセット/微細加工技術/機能材料/近接場/結晶構造/創薬/細菌

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発表日：2025年6月14日

185

三世代7人家族158組のDNAメチル化情報の公開

三世代にわたる日本人家系158組の高品質なDNAメチル化＊1データセットを構築し、家系員ごとの平均値とばらつきをマルチオミックスデータベース（iMETHYL＊2）に公開しました。本データは東北メディカル・メガバンク計画三世代コホート調査＊3によって得られたもので、児を中心にみた父母・祖父母の7人（ヘプタファミリー）により構成される家系1,093名の、新生児臍帯血＊4および成人末梢血＊...

キーワード：塩基配列/持続可能/持続可能な開発/哺乳類/オミックス/環境要因/コホート調査/生理機能/胎児/分子疫学/臍帯血/マルチオミックス/DNAメチル化/メチル化/血液/DOHaD/アレルギー/ゲノム/コホート/ストレス/遺伝子/疫学/新生児/糖尿病/妊娠/妊婦

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発表日：2025年6月12日

186

汽水湖の生態系にとっては農薬よりも温暖化による塩分変化の影響が深刻動物プランクトンの農薬暴露実験により判明

汽水生態系は、淡水などに比べて動物プランクトンの種数が少なく、農薬汚染に脆弱である可能性が指摘されていました。しかし、動物プランクトンに対する農薬毒性評価は淡水種で行われてきたものの、汽水性の種を対象にした研究は行われていませんでした。また、汽水域では塩分の変化も動物プランクトンのストレス要因となっていることが指摘されていました。東北大学大学院生命科学研究科の鈴木碩通大学院生（博士課程）と占部城太郎教授（現名誉教授）、福井県里山里海湖研究所の宮本康研究員、東北大学大学院工学研究科の高橋真司技術専門職員らの研究グループは、汽水湖の代表的な動物プランクトンであるキスイヒゲナガケンミジン...

キーワード：毒性評価/海面上昇/河口域/湖沼/持続可能/持続可能な開発/生態系/甲殻類/プランクトン/温暖化/動物プランクトン/ストレス

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発表日：2025年6月10日

187

創薬に有用なリン酸化インドールの画期的合成法

～強力な新規抗がん剤の開発にはずみ～

インドールの合成法の開発は創薬研究にとって重要です。これまで世界中の合成化学者により多様なインドール合成法が開発されてきました。リン酸エステル基を持つインドール類は抗菌活性を示す核酸誘導体など生物活性分子に含まれ、発光材料や、有機反応における触媒としても活用されています。しかし、様々な誘導体の合成に応用可能な汎用性の高い手法は少なく、新たな合成法の開発が求められていました。今回、東北大学大学院薬学研究科の徳山英利教授、坂田樹理助教、菅野雄亮大学院生らの研究グループは、独自のリン酸化インドール類の合成法開発に成功しました。さらに、本反応を利用して、極めて強力な抗腫瘍活性天然...

キーワード：アルキル化/エステル/ヘテロ原子/発光材料/持続可能/ベンゼン/持続可能な開発/生物活性/発酵/リン酸/抗菌活性/構造決定/土壌/放線菌/アミノ酸/インドール/合成化学/創薬/天然有機化合物/誘導体/抗がん剤

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発表日：2025年6月10日

188

矯正歯科治療の進展に光明

―骨細胞のネクロプトーシスが歯の移動をコントロールしていることを発見―

矯正歯科治療における歯の移動は、歯に力を加えて組織反応を生じさせ、破骨細胞が歯槽骨（注4）を吸収することで達成されます。しかしながら、破骨細胞が形成される過程については未解明な点が多く、予知性の高い矯正歯科治療を行うためにも、破骨細胞制御機構の全容解明は重要な研究課題となっています。東北大学大学院歯学研究科顎口腔矯正学分野の大堀文俊助教、北浦英樹准教授および溝口到前教授らの研究グループは、矯正学的歯の移動のモデルマウスを用いることで、歯に矯正力が加わると骨細胞が細胞死の一種であるネクロプトーシスを起こしていることを世界で初めて発見しました。また、ネクロプトーシ...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/モデリング/リン酸/細胞膜/炎症反応/DAMPs/モデルマウス/リモデリング/骨細胞/歯学/TNF/アポトーシス/マウス/細胞死/破骨細胞

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発表日：2025年6月9日

189

光ファイバケーブルを活用した海域・地下構造のイメージング手法を開発

─ 海域における地震波速度構造の詳細把握の実現 ─

近年、光ファイバをセンサーとして振動などを捉えるDASが地震観測などに用いられるようになってきました。この技術は、光ファイバ上を数m〜数十mという超高密度の観測点間隔で約100 kmほどの距離まで観測することが可能です。また、海底に設置されている海底光ケーブルでDAS観測を実施することで、海底における地震動の稠密観測を実現することが可能です。海底での地震動の稠密観測は，地震活動のモニタリングや地下構造のイメージングなど，多目的に応用されるようになってきています。東北大学大学院理学研究科附属地震・噴火予知研究観測センターの福島駿特任研究員らは、東京大学地震研究所篠原雅尚教授、京都大学...

キーワード：地球科学/地下構造/地球温暖化/海底ケーブル/地震活動/地震波/地震波速度/地震波速度構造/不均質構造/噴火予知/ケーブル/制御震源/センサー/センシング/モニタリング/レーザー/資源探査/周波数/地球温暖化対策/地震観測/地震動/二酸化炭素/二酸化炭素/分解能/温暖化/空間分解能

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発表日：2025年6月9日

190

「津波災害デジタルツイン」研究開発成果の社会実装検証

～宮城県「みやぎ県民防災の日」総合防災訓練に参加～

国立大学法人東北大学(注1、以下東北大学)と株式会社 RTi-cast (注2、以下 RTi-cast)は、内閣府が主導する戦略的イノベーション創造プログラム(注3、以下 SIP)の研究課題「スマート防災ネットワークの構築」(プログラムディレクター：楠浩一東京大学教授、研究推進法人：国立研究開発法人防災科学技術研究所)(注4)において研究開発中の「津波災害デジタルツイン」(研究開発責任者：越村俊一東北大学教授)の実証として、令和７年度『みやぎ県民防災の日「総合防災訓練」』に参加し、リアルタイム津波浸水予測の情報を訓練の基礎情報として提供します。「津波災害デジタルツイン」は、...

キーワード：スーパーコンピュータ/人工知能（AI）/地震津波/レジリエンス/津波災害/日本海溝/持続可能/マネジメント/持続可能な開発/東北地方太平洋沖地震/デジタルツイン/災害対応/人的被害/津波/東北地方

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発表日：2025年6月6日

191

ジベレリンによる地下茎腋芽の発達制御植物ホルモンによる地下茎の制御機構を野生イネで解明

地面を埋め尽くす芝や、いつの間にか敷地内に侵入してくるタケは、種子散布ではなく地下茎を介した栄養繁殖により、急速に占有空間を拡大します。地下茎は地中でいくつにも分岐し、地中である程度伸長すると地上に出て、また新たな地下茎を生み出すという成長を繰り返します。この成長様式には、茎のもとになる腋芽の角度が重要です。東北大学大学院生命科学研究科の別所-上原奏子助教と、名古屋大学、理化学研究所、中部大学の研究グループは、地下茎で増える野生イネ（Oryza longistaminata）と種子で増える一般的な栽培イネ（O. sativa）を比較することで、O....

キーワード：気候変動/細胞伸長/生存戦略/持続可能/持続可能な開発/エタノール/biosynthesis/植物ホルモン/環境ストレス/イネ/TEMPO/ストレス耐性/バイオエタノール/ホルモン/形態形成/ストレス/遺伝子

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発表日：2025年6月4日

192

海域で発生するスロー地震を見逃さない！機械学習を用いて日本海溝のテクトニック微動をモニタリングする手法を開発

国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）活断層・火山研究部門寒河江皓大特別研究員らは、国立大学法人東北大学大学院理学研究科加納将行助教と共同で、機械学習を用いてテクトニック微動を高感度に検出する解析フローを開発し、日本海溝に設置された地震観測網で得られたデータに適用しました。プレート境界などに蓄積された地殻のひずみが、断層すべりによって瞬間的に解放される現象を地震といいます。通常の地震に対して、断層がゆっくりとすべる現象をスロー地震と呼びます。スロー地震は、発生する地震波の周期などに応じていくつか...

キーワード：機械学習/活断層/プレート境界/巨大地震/地震学/地震計/地震波/日本海溝/東北地方太平洋沖地震/スロー地震/ひずみ/モニタリング/大地震/地震観測/東北地方

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発表日：2025年6月4日

193

青色グアイアズレン色素の水溶性と酸安定性向上に成功青色着色料として食品など幅広い展開に期待

化粧品の着色剤などに用いられる環式炭化水素のグアイアズレンは、従来の天然由来の青色色素よりも彩度の高い青色を示し、医薬品にも採用されるなど高い安全性も確認されているため、青色色素としての食品の着色料への応用が期待されています。しかし、疎水性および酸性条件下での不安定性といった特徴が、水溶性の低下や劣化による青色の消失につながるため、食品の着色料への展開における障壁となっています。これまで、高い水溶性、酸性条件における高い安定性を併せもつ青色のグアイアズレン化合物の合成は成功していませんでした。東北大学大学院工学研究科の木下耀大学院生および多元物質科学研究所の岡弘樹准教授らと日東紡績...

キーワード：物質科学/機能性分子/アミン/持続可能/持続可能な開発/水環境/親水性/機能性/炭化水素/官能基/誘導体

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発表日：2025年6月3日

194

燃料を使わずトラクターミリ波ビームでロケットに推進力を与える実証実験に成功

─地球と地球外惑星からのロケット打ち上げに期待─

ミリ波ビームをロケットに照射して無燃料で打ち上げる「マイクロ波ロケット」は、次世代の低コスト宇宙輸送システムとして注目されています。しかし、照射されたビームの射線上にプラズマが残留し、ビームを繰り返し照射した際に推力が低下するという課題がありました。東北大学大学院工学研究科の高橋聖幸准教授と山田峻大大学院生（研究当時）、筑波大学数理物質系 / プラズマ研究センターの南龍太郎准教授と假家強教授、東京都立大学大学院システムデザイン研究科の嶋村耕平准教授らは、独自に開発した「トラクターミリ波ビーム推進機」の推力生...

キーワード：無線通信/ミリ波/システムデザイン/パルス/高エネルギー/衛星/観測装置/磁場/電波望遠鏡/望遠鏡/惑星/樹脂/レンズ/持続可能/持続可能な開発/フッ素/マイクロ/マイクロ波/レーザー/ロケット/宇宙工学/航空宇宙工学/実証実験/周波数/電磁波/エチレン

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発表日：2025年6月2日

195

母乳のオリゴ糖が子豚の健全な腸内細菌叢の形成に貢献子豚の健全育成に向けた機能性代用乳設計への応用に期待

子豚の腸内細菌叢の形成は、その後の成長や免疫発達、感染抵抗性に深く関与します。東北大学大学院農学研究科の橋本凌河大学院生（研究当時）、西山啓太准教授、北澤春樹教授らは、豚の母乳に豊富に含まれるオリゴ糖（シアリルラクトース）が、健康な子豚で観察される乳酸菌優勢な腸内細菌叢の形成を担う鍵因子であることを見出しました。子豚の腸内細菌叢の継時的な変化を解析すると、哺育期には乳酸菌Ligilactobacillus salivariusが優勢であることが分かりました。L. salivariusは母乳中のシアル酸を代謝し、その過程で作られた酢酸は、病原性大腸...

キーワード：オリゴ糖/持続可能/持続可能な開発/シアル酸/機能性/抵抗性/病原性/大腸/腸内環境/大腸菌/細菌/細菌叢/腸内細菌/腸内細菌叢/母乳

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発表日：2025年5月30日

196

海と川を行き来する魚は「海らしさ」を失いながらも海由来の物質を川へ届ける

生涯の中で海と川を行き来する通し回遊性魚類1は、生物体そのものあるいは排泄物という形で、海から川へ海の物質を運ぶことで、川の生物多様性や物質循環に大きく影響します。例えば、高緯度地域では、膨大な数のサケ科魚類が産卵のために海から川へ移動する結果、藻類や水生昆虫、魚など、川の多様な生き物へ海由来の物質が届けられ、生物の成長や個体数を支えることで、生物あふれる川の生態系がつくり出されています。一方で、日本を含む低-中緯度地域では、アユやハゼ科魚類など、サケ科魚類をはるかにしのぐ多様な両側回遊性魚類が海から川に移動しているにも関わらず、それらが川の生態系に果たす役割はほとんど...

キーワード：海洋/持続可能/持続可能な開発/地球環境/生態系/ウナギ/サケ/サケ科魚類/生態学/生物多様性/物質循環/イミン

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発表日：2025年5月29日

197

東北大学大学院理学研究科「次元融合ナノ物質科学寄附講座」が第二期を開始株式会社深松組の寄附によって実現した革新的なナノカーボン材料に関する寄附講座

2021年、東北大学大学院理学研究科（現研究科長：都築暢夫）は、株式会社深松組（代表取締役社長：深松努）の寄附により「次元融合ナノ物質科学」に関する寄附講座を開設しました。深松組はかねてから環境問題に強い関心を持ち、基礎科学の発展こそ環境問題の根源的な課題解決に至るとの考えのもと、この度、基礎科学を推進する目的で東北大学大学院理学研究科に寄附をいただいたものです。本寄附講座は2016年度から2021年度まで東北大学学際研究重点拠点「新奇ナノカーボン誘導分子系基盤研究開発センター」が築き上げた研究成果を基盤としています。同センターでは、本研究科が中心部局となり、次世代機能性材料...

キーワード：学際研究/物質科学/太陽/ナノ物質/持続可能/ナノカーボン/持続可能な開発/太陽電池/電池/カーボン/シリコン/リチウム/環境問題/機能性材料/機能性/カーボン材料/サッカー/フラーレン

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発表日：2025年5月27日

198

不安定な必須微量元素セレンの安定な生体貯蔵法

セレン欠乏に対する安定なセレン代謝利用の分子機構

セレンは様々な食品に含まれており、必須微量元素として生体内恒常性維持に役立っています。しかしセレンは適正な摂取範囲（至適範囲）が狭く、欠乏すると男性不妊や神経障害の原因となり、過剰となると毒性を示し生理機能不全の原因となります。東北大学大学院薬学研究科の市川敦也大学院生、外山喬士准教授、斎藤芳郎教授らの研究グループは、生命体がセレン代謝のバランスを維持・調節する仕組みを解明しました。摂取したセレンは肝臓でセレノプロテインPという分泌タンパク質に作り変えられ、血液中に分泌されます。研究グループは、このセレノプロテインPは、受容体ApoER2と結合して組織・細胞の中に取り込ま...

キーワード：セレン/微量元素/悪性化/オルガネラ/加水分解/水分解/リサイクル/生体内/システイン/加水分解酵素/抵抗性/治療抵抗性/男性不妊/生理機能/分子機構/悪性腫瘍/アミノ酸/オートファジー/タンパク質分解/リソソーム/活性酸素/活性酸素種/血液/受容体/生体分子/組織・細胞/創薬/ストレス/メタボリックシンドローム/酸化ストレス/糖尿病/老化

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発表日：2025年5月26日

199

ぐるぐる回る分子の "向き"と"形"を制御した電気応答を実現

─従来より高密度に情報記憶できる素子への応用に期待─

私たちの暮らしを支えるスマートフォンやコンピュータの性能向上には、同じ大きさの中により多くの情報を記憶できる新しい材料技術が求められています。東北大学多元物質科学研究所の研究グループは、固体のように形を保ちながら、内部の分子が液体のように回転する物質「柔粘性結晶」において、電気を加えることで分子の向きや形が変化し、その状態を保持できるユニークな電気応答現象を初めて捉えました。これは、分子の「向き」と「形」という二つのスイッチを電気で操作するようなもので、従来の記憶素子よりも多くの情報を扱える「多値メモリ」の実現に道を開くものです。この成果は、情報化社会のさらなる発展に貢献する基礎と...

キーワード：結晶格子/物質科学/ナノマテリアル/液晶/メモリ/誘電体/持続可能/持続可能な開発/強誘電体/機能性材料/機能性/可塑性/スマートフォン

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発表日：2025年5月26日

200

身体に宿る"知能"を活かすミズクラゲサイボーグ小さなAIモデルによる泳ぎの予測に成功！

過酷な災害現場などでの調査への活用を目指した、生物の運動能力と電子制御を組み合わせた「生物サイボーグ」の研究が注目されています。東北大学大学院工学研究科の大脇大准教授、山形県鶴岡市立加茂水族館の池田周平飼育課係長、奥泉和也館長、東京大学大学院情報理工学系研究科のAUSTIN MAX PHILIP（オースティンマックスフィリップ）特任助教、中嶋浩平准教授の研究グループは、ミズクラゲの筋肉に電気刺激を与えることで泳ぎを誘導し、その動きをシンプルな人工知能（AI）で予測する技術の開発に成功しました。そこに独自の3次元運動計測装置と筋肉電気刺激装置を組み合わせることで、自発的な遊泳リズ...

キーワード：運動計測/AI/人工知能（AI）/海洋/臨界現象/自己組織/リザバー計算/持続可能/持続可能な開発/ロボット/ロボティクス/柔軟構造物/環境保全/生体組織/組織化/運動能力/筋肉/電気刺激/イミン

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発表日：2025年5月24日

201

地球内部の水・マグマをとらえ、地震や火山の仕組みに迫る

――地震波と電気伝導度の統合解析による東北地方の地下イメージング――

東京大学地震研究所の岩森教授らの研究グループは、地震や火山活動に重要な役割を果たす「地球内部の水・マグマ」の3Dマッピングに成功し、マグマ―水―地震の関連性を明らかにしました。本研究では、東北地方中央部における地震波と電気伝導度の稠密観測および統合解析に基づき、水（ここでは、「地下深部の水溶液流体」の略称として用いる）と玄武岩質マグマ、安山岩質マグマの識別・定量的マッピングに初めて成功しました。これまでの研究は、地震波速度または電気伝導度のいずれか、あるいは両者の定性的組み合わせに基づいていたため、水・マグマの量や種類の推定に大きな不確実性がありました。本研究の統合解析により、地下...

キーワード：不確実性/空間分布/火山噴火/水溶液/マグマ/火山活動/玄武岩/地球内部/地震波/地震波速度/電気伝導度/噴火予知/持続可能/持続可能な開発/電気伝導/マッピング/東北地方

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発表日：2025年5月22日

202

温度が変化しても安定した信号を計測できる高分子薄膜を開発

日々の健康状態をより正確に把握する次世代バイオセンサとして、生体親和性に優れ、水中でも安定して動作する有機電気化学トランジスタ（OECT）が近年注目を集めています。東北大学大学院工学研究科の金田一修平大学院生（研究当時）、山本俊介客員准教授（京都大学大学院工学研究科准教授）、三ツ石方也教授らは、静岡大学工学部、米国ワシントン大学化学科と共同で、OECTの高機能化に取り組み、温度が変化しても安定して動作する素子の作製に成功しました。これは、従来用いられてきた導電性高分子に温度応答性高分子を混合し、さらに適切な...

キーワード：化学物質/埋め込み/スチレン/ポリスチレン/ポリマーブレンド/高分子/高分子化学/高分子薄膜/導電性高分子/トランジスタ/ポリエチレン/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/温度応答性/電気伝導/プラスチック/ポリマー/高分子材料/電気化学/電気伝導率/導電性/半導体/有機電気化学/生体計測/エチレン/温度応答性高分子

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発表日：2025年5月21日

203

薬剤を2,000倍濃縮して閉じ込める！

～新しい薬剤キャリア（無機ナノ粒子カプセル化技術）を開発～

北海道大学電子科学研究所の三友秀之准教授（研究当時：東北大学多元物質科学研究所兼務）、居城邦治教授、谷地赳拓博士研究員（現在：東北大学多元物質科学研究所助教）、理化学研究所放射光科学研究センターの米倉功治グループディレクター（東北大学多元物質科学研究所教授兼務）らの研究グループは、無機ナノ粒子を構成要素としたナノサイズの中空カプセル構造体を作製する新たな技術を開発しました。本研究で開発された中空カプセル（直径100 nm）は、薬剤を内包し、標的とする疾患部位へ適切に薬剤を送達するドラッグデリバリーキャリアとしての応用が期待されます。これまで、リポソームや高分子材料を用いた有機系...

キーワード：水溶液/物質科学/閉じ込め/相分離/放射光/磁場/金ナノ粒子/高分子/微小液滴/キャリア/赤外光/持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/ナノサイズ/ナノ粒子/高分子材料/ナノカプセル/機能性/クエン酸/副作用

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発表日：2025年5月20日

204

イヌのがんに抗CTLA-４抗体治療が有効であることを初めて報告

～医療情報活用の新たな時代を切り拓く～

北海道大学大学院獣医学研究院の前川直也特任助教及び今内　覚教授、大阪公立大学大学院工学研究科の中西　猛准教授及び立花太郎教授、東北大学大学院医学系研究科の加藤幸成教授らの研究グループは、免疫チェックポイント分子（免疫抑制分子）の一つであるCTLA-4を阻害する抗体薬を開発し、北海道大学動物医療センターにおける臨床研究を行い、進行したイヌの悪性腫瘍に対して抗腫瘍効果が得られることを世界で初めて報告しました。イヌのがん（悪性腫瘍）は外科切除、放射線療法、化学療法（抗がん剤治療）によって治療されることが一般的ですが、これらの治療では完治に至らないケースも多く、免疫療法などの新しい治療法の...

キーワード：持続可能/持続可能な開発/人獣共通感染症/獣医学/PD-1/PD-L1/抗腫瘍免疫/病理/放射線療法/免疫抑制/悪性腫瘍/免疫療法/T細胞/がん治療/抗腫瘍効果/腫瘍免疫/受容体/阻害剤/創薬/免疫チェックポイント/免疫学/免疫細胞/ワクチン/医療情報/疫学/化学療法/感染症/抗がん剤/抗体/放射線/臨床研究

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発表日：2025年5月19日

205

＼「隠れた色素」の働きを解読／クリプトクロム光受容タンパク質による光応答シグナル伝達の中間体構造を解明

台湾大学のManuel Maestre-Reyna助理教授、ドイツ・フィリップ大マールブルグのLars-Oliver Essen教授、大阪大学大学院基礎工学研究科の山元淳平准教授、台湾中央研究院・生物化學研究所の蔡明道特聘研究員らは、理化学研究所の別所義隆客員研究員、公益財団法人高輝度光科学研究センターの大和田成起主幹研究員、東北大学の南後恵理子教授、京都大学の岩田想教授、兵庫県立大学の當舎武彦教授、名古屋大学の梅名泰史准教授、およびグルノーブル・アルプ大学、欧州シンクロトロン放射光研究所の研究者らとの国際共同研究にて、緑藻類をはじめとした植物やハエの内に存在する青色光受容タンパク質であるク...

キーワード：X線自由電子レーザー/コヒーレンス/パルス/自由電子レーザー/非線形/物質科学/SPring-8/加速器/酸化還元状態/放射光/分子構造/芳香族/励起状態/アニオン/酸化還元酵素/X線結晶構造解析/結晶構造解析/光応答/光受容/光受容タンパク質/青色光/シンクロトロン放射/シンクロトロン放射光/パルスレーザー/クロム/原子分解能/光励起/非線形光学/持続可能/還元反応/持続可能な開発/フェムト秒/マイクロ/レーザー/酸化還元/電子ビーム/半導体/分解能/X線結晶構造/リン酸/結晶構造/立体化学/クリプトクロム/ビタミン/空間分解能/アデノシン/分子機構/光遺伝学/アミノ酸/ラジカル/構造変化/立体構造/ツール開発/遺伝学/概日リズム

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発表日：2025年5月16日

206

次世代形状記憶合金の相変態機構を解明

～形状回復とエネルギー吸収性能を活かした応用に期待～

次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震用構造材料や医療用デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。近年、この合金を単結晶化すると大きな形状回復を示すことが報告されていましたが、そのメカニズムは明らかとなっていませんでした。長崎大学大学院総合生産科学研究科の赤嶺大志准教授（前九州大学大学院総合理工学研究院助教）と、九州大学大学院総合理工学府修士2年の高松凌氏（研究当時。現株式会社デンソー）、九州大学の西田稔名誉教授、東北大学学際科学フロンティア研究所の許勝助教、東北大学大学院工学研...

キーワード：X線回折/放射光/放射光X線/材料科学/原子分解能/マンガン/持続可能/エネルギー吸収/持続可能な開発/マルテンサイト/マルテンサイト変態/形状記憶効果/相変態/単結晶/超弾性/電子回折/アルミニウム/形状記憶合金/結晶化/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/透過電子顕微鏡/分解能/結晶構造/構造変化

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発表日：2025年5月16日

207

二酸化炭素から高効率で還元剤のシュウ酸を合成する技術を開発

─ Net-Zero-Emission型製鉄法が実現に期待 ─

環境負荷の観点から、CO2排出量の削減および資源利用が産学問わず求められています。CO2から誘導されるギ酸塩は高温条件で二量化し、植物などにも含まれる有機酸であるシュウ酸となることが知られています。しかし二量化反応の過程で生成したシュウ酸の熱分解を伴うため、効率的な二量化を達成するための反応条件の探索が求められていました。東北大学学際科学フロンティア研究所の田原淳士助教は、九州大学先導物質化学研究所の工藤真二准教授、林潤一郎教授らと共同で、CsOHを添加した際に高収率でシュウ酸が生成することを見出しました。得られたシュウ酸は還元剤として利...

キーワード：資源利用/二量体/アニオン/持続可能/CO2排出量/持続可能な開発/セシウム/環境負荷/酸化物/水素化/添加剤/二酸化炭素/二酸化炭素/熱分解/有機酸/ナトリウム/カチオン/誘導体

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発表日：2025年5月16日

208

PTFEのマテリアル・リサイクル法の提案

－塩との混合で、強固な分子鎖集合をゆるませることに成功－

東京科学大学（Science Tokyo）理学院化学系の火原彰秀教授、西村祥吾大学院生、仙波祐太学部生、京都大学化学研究所環境物質化学研究系の長谷川健教授、大貫友椰大学院生、東北大学多元物質科学研究所の加納純也教授、Li Yao大学院生らは、従来困難であったポリテトラフルオロエチレン（PTFE）の新しいマテリアル・リサイクル法（用語1）を提案しました。代表的なフッ素ポリマーであるPTFEは、撥水撥油材料として日常生活器具や、半導体加工現場で利用されています。PTFEは、有機フッ素鎖の特徴である強い分子鎖集合を持つため、化学的に安定で耐摩耗性や耐腐食性があり有用ですが、加工...

キーワード：物質科学/X線回折/赤外分光/赤外分光法/持続可能/持続可能な開発/フッ素/ポリマー/リサイクル/熱分解/半導体/エチレン/炭化水素/SPECT/ナトリウム/日常生活/分子集合

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発表日：2025年5月14日

209

CO₂と廃棄物から生まれる次世代SiC 東北大学×住友商事がカーボンリサイクル型SiC合成技術を共同開発

自動車や半導体分野の省エネルギー化を背景に、炭化ケイ素（SiC）は次世代パワー半導体材料（注5）として注目されており、需要が急速に拡大しています。特に電気自動車（EV）や再生可能エネルギー機器の高効率化に貢献する素材として期待されています。一方で、従来のSiC製造プロセスでは、高温での加熱に伴う大量のエネルギー消費やCO2排出が課題です。また、シリコンウエハ製造過程で排出されるシリコンスラッジの再利用も課題となっています。こうした背景のもと、2050年のカ...

キーワード：温室効果ガス/再資源化/再生可能エネルギー/地球温暖化/温室効果/ケイ素/切削/シリコンウエハ/GaN/高電圧/窒化ガリウム/半導体材料/エネルギー消費/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/持続可能な開発/半導体産業/環境負荷低減/カーボン/SiC/シリコン/リサイクル/環境負荷/高効率化/自動車/省エネルギー/地球温暖化対策/電気自動車/二酸化炭素/二酸化炭素/廃棄物/半導体/温暖化

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発表日：2025年5月14日

210

前期白亜紀の海洋無酸素事変は遠洋の深海域まで及んでいなかった事を解明

-海洋無酸素事変の規模見直しを迫る成果-

地球史上において、海洋が無酸素化する海洋無酸素事変（Oceanic Anoxic Event、以下OAE）が何度も発生していた事が知られています。OAEの発生には急激な温暖化が関連している場合が多く、温暖化が人類共通の課題となっている現代において、過去のOAEが生態系や海洋循環に与えた影響を正確に評価する事は非常に重要です。しかし、白亜紀前期の1億1955万年前から111.6万年間続いたOAE 1a注１において、無酸素状態が遠洋の深海域まで達したかどうかは未確定でした。北海道の北東部に分布する常呂帯は、ジュラ紀から白亜紀に海底で形成した堆積岩や火成岩からなりま...

キーワード：海洋/ホットスポット/マグマ/マンガン酸化物/マントル/火山活動/海洋無酸素事変/上部マントル/堆積岩/堆積物/中央海嶺/同位体/熱水活動/白亜紀/化学組成/同位体比/深海底/マンガン/持続可能/海洋循環/持続可能な開発/酸化物/二酸化炭素/生態系/温暖化/生物生産/オスミウム

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発表日：2025年5月12日

211

血糖値測定用の電極を開発

血液ガス分析装置の小型化に貢献する貴金属フリーかつ夾雑物除去機構フリーのグルコースセンサー

国立研究開発法人産業技術総合研究所（以下「産総研」という）化学プロセス研究部門伊藤徹二主任研究員、長谷川泰久副研究部門長らは、株式会社テクノメディカ吉田朗子主任、国立大学法人東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）西原洋知教授（多元物質科学研究所、環境科学研究科兼務）、富士シリシア化学株式会社井澤謙一研究開発グループリーダー、日本電子株式会社作田裕介副主査らと共同で、貴金属を使わない電極を用いて、血液中の夾雑物(...

キーワード：溶存酸素/物質科学/グルコース/材料科学/貴金属/持続可能/持続可能な開発/グラフェン/コーティング/シリカ/センサー/多孔質/電気化学/ビタミンC/アスコルビン酸/ビタミン/血液

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発表日：2025年5月9日

212

あえて「臭く」進化した花たちのニオイを生み出す仕組みを解明

-虫を呼ぶために複数の植物で収斂進化していた！-

国立科学博物館（館長：篠田謙一）の研究主幹　奥山雄大（植物研究部・筑波実験植物園/東京大学大学院理学系研究科准教授兼任）は、国立遺伝学研究所、昭和医科大学、長野県環境保全研究所、宮崎大学、東北大学、情報・システム研究機構ライフサイエンス統合データベースセンター、龍谷大学、慶應義塾大学との共同研究により、腐った肉のような臭いニオイで昆虫をだまして花粉を運ばせる（腐肉擬態）花が、臭いニオイの成分「ジメチルジスルフィド*1」を生み出すメカニズムを解明し、またその機能を獲得する進化がわずかなアミノ酸置換でもたらされることを実験的に示すことに成功しました。さらにそのメカニズムを担...

キーワード：バクテリア/スルフィド/花粉/環境保全/アミノ酸置換/アミノ酸/遺伝学

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発表日：2025年5月9日

213

キャビテーションでコーヒーかすを資源に変えることに成功機能性成分と繊維素材を回収し、廃棄物を削減

年間1,000万トン以上のコーヒー豆が生産され、世界中で広く消費されています。コーヒーの抽出後に大量に発生する「かす」には、抗がん剤などにも応用されるカフェ酸を含む有用物質が含まれていますが、産業的に採算の取れる抽出法が確立されておらず、その多くが産業廃棄物として廃棄されています。東北大学大学院工学研究科の祖山均教授、廣森浩祐助教、北川尚美教授は、流動キャビテーションを用いて、コーヒー粉末からカフェ酸を抽出すると同時に、コーヒー豆の細胞壁を構成するセルロースをマイクロオーダーの繊維状に解繊できる（ほぐせる）ことを世界で初めて実証しました。この...

キーワード：最適化/微細化/持続可能/持続可能な開発/キャビテーション/マイクロ/衝撃力/相変化/超音波/廃棄物/機能性/セルロース/バイオマス/細胞壁/生理活性/生理活性物質/抗がん剤

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発表日：2025年5月9日

214

DNAナノポアセンサでオーダーメイドに分子を検出！

～創薬や診断に役立つバイオセンサの創出に向けて～

長岡技術科学大学技学研究院機械系の庄司　観准教授、大学院工学研究科先端工学専攻材料工学分野の赤井　大夢（博士後期課程3年、函館工業高等専門学校出身）は、東北大学流体科学研究所の馬渕　拓哉准教授、大学院工学研究科の平野　太一（博士後期課程1年）と共同で、分子を選択的に検出できる「DNAナノポアセンサ」を開発しました。本センサに応用したDNAナノポアは、人工細胞膜中でイオンの通り道として働く膜貫通ドメインと、標的分子であるアデノシン三リン酸（ATP）に選択的に結合する機能を持つ核酸分子であるATP結合アプタマー（注4）で構成されています。本研究グループは、ATPとアプタマーの...

キーワード：塩基配列/選択性/持続可能/計測技術/持続可能な開発/センシング/ナノメートル/人工細胞/生体内/リン酸/細胞膜/アデノシン/ATP/生体分子/創薬/立体構造

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発表日：2025年5月8日

215

写真が語る山の自然〜登山者による山岳環境の記録を未来へ〜日本山岳会が1960年代から撮影してきた山岳写真・約600点を公開山の変化を"見える化"

─地球温暖化や食害の記録に向け、写真提供を募集

公益社団法人日本山岳会（以下、日本山岳会）、東邦大学の下野綾子准教授、東北大学大学院生命科学研究科の近藤倫生教授がプロジェクトリーダーを務める「ネイチャーポジティブ発展社会実現拠点」（以下、NP拠点事業）は、写真を通じて山岳環境の変化を見える化し共有することを目的に、過去に撮影された山岳写真のデータベースを作成し、2025年4月より公開したことを発表します。山岳は古くから多くの登山者に親しまれ、数多くの写真が撮影されてきました。これらは山岳環境の変化を知るうえで貴重な記録となることから、登山者からの未公表の写真提供も募集します。...

キーワード：地球温暖化/持続可能/持続可能な開発/ニホンジカ/温暖化

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発表日：2025年5月1日

216

強力な温室効果ガスN₂Oを高速除去できるバイオプロセスを開発

N2Oは二酸化炭素（CO2）の273倍の地球温暖化係数を持つ強力な温室効果ガスで、温暖化効果への寄与率は6%程度と見積もられています。また、21世紀最大のオゾン層破壊物質としても知られる環境負荷の高い物質です。人為起源のN2O排出量のうち廃水・廃棄物由来が全体の5%程度を占め、その中には廃水処理プロセスからの排出が含まれます。廃水処理プロセスからのN2Oの排出量削減に関する研究の多くは発生抑制に着眼点がおかれています。一方で、発生したN2Oの除去に関する研究は多くありません。...

キーワード：一酸化二窒素/温室効果ガス/地球温暖化/温室効果/持続可能/省エネ/持続可能な開発/水処理/オゾン/化学工学/環境負荷/省エネルギー/二酸化炭素/二酸化炭素/廃棄物/廃水処理/温暖化/微生物

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発表日：2025年4月30日

217

高輝度放射光を用いて高温超伝導体中の電子の振動を解明超伝導発現機構の解明や転移温度を高める手がかりになると期待

超伝導とは、ある特定の温度以下で金属の電気抵抗がゼロになり、電気がスムーズに流れるようになる現象です。多くの超伝導体はおよそ−200℃以下という非常に低い温度でしかこの性質を示さないため、より高い温度で超伝導を示す物質が望まれる一方、超伝導の発現機構と超伝導転移温度を高める指針は解明されていません。電気の流れや振動を詳しく調べることで、これらの課題を解決する手がかりが得られる可能性があります。東北大学学際科学フロンティア研究所の鈴木博人助教らの研究グループは、量子科学技術研究開発機構（QST）NanoTerasuセンター、兵庫県立大学、産業技術総合研究所、物質・材料研究機構などとの...

キーワード：パートナーシップ/分析技術/コヒーレント/高温超伝導体/酸化物超伝導体/超伝導体/銅酸化物/銅酸化物高温超伝導体/加速器/軟X線/非弾性/放射光/超伝導/高温超伝導/酸化物高温超伝導体/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/電気抵抗/電子状態/ダイナミクス/ナノメートル/酸化物/分解能/結晶構造

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発表日：2025年4月30日

218

呼吸器・免疫疾患と心血管代謝疾患の遺伝的背景の多様性を解析

〜東アジア系集団と欧州系集団では、両疾患が逆方向の遺伝的相関を示す～

大阪大学大学院医学系研究科の山本悠司さん（博士課程）（遺伝統計学/呼吸器・免疫内科学）、白井雄也　助教（遺伝統計学/呼吸器・免疫内科学）、岡田随象　教授（遺伝統計学/東京大学大学院医学系研究科　遺伝情報学教授/理化学研究所生命医科学研究センターシステム遺伝学チームチームリーダー）、東京大学　大学院医学系研究科の山内敏正　教授、門脇孝　東京大学名誉教授（虎の門病院　院長)らの共同研究グループは、喘息などの3種類の呼吸器・免疫疾患と、関節リウマチ、脂質異常症などの7種類の心血管代謝疾患、およびこれらに関連する特徴や性質を対象に、遺伝的関連を調査しました。（図1）。その結果、呼吸器...

キーワード：情報学/遺伝情報/持続可能/持続可能な開発/生体内/遺伝的多様性/遺伝統計学/免疫系/肥満症/バイオバンク/関節/心筋/代謝物質/ゲノム解析/心筋梗塞/喘息/リウマチ/関節リウマチ/自己免疫/自己免疫疾患/代謝物/脳梗塞/ゲノム/バイオマーカー/メタボローム/遺伝学/遺伝子/感染症/血圧/個別化医療/高血圧/脂質/脂質異常症/糖尿病/動脈硬化

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発表日：2025年4月25日

219

次世代形状記憶合金の原子配列と原子の動きの観察に成功

─より高性能の合金開発の指針に─

次世代の形状記憶合金として期待されるCu-Al-Mn系形状記憶合金は、原料が安価で加工しやすく、良好な超弾性を発現することから、耐震材料や医療デバイスなど幅広い分野での応用が期待されています。さらに性能を高めるためには合金の原子の並びと配列の変化を詳しく知る必要があります。しかしこれまでの技術でこれらを調べることは困難でした。東北大学と九州大学、株式会社古河テクノマテリアル（神奈川県平塚市、花谷健社長）の共同研究グループは、Cu-Al-Mn系形状記憶合金の原子レベルでの構造変化を解明しました。X線吸収分光法（XAS）（注４）と第一...

キーワード：結晶格子/X線吸収分光/反強磁性/物質科学/エントロピー/放射光/材料科学/マンガン/固溶体/DFT/強磁性/持続可能/持続可能な開発/局所構造/金属ガラス/形状記憶効果/原子配列/超弾性/電子状態/アルミニウム/スピン/ナノスケール/金属材料/形状記憶合金/第一原理/第一原理計算/熱処理/量子力学/結晶構造/ゆらぎ/構造変化

他の関係分野：数物系科学工学医歯薬学

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発表日：2025年4月23日

220

植物のケイ素利用にかかる制約の解明に迫る葉の脆さがケイ素利用のデメリット？

ガラスの主要成分であるケイ素は、植物の葉を支える細胞壁を構成するための、炭素の安価な代用品として機能すると考えられてきました。しかし、実際にケイ素を根から吸収・利用するのはイネ科の草本をはじめとする一部の種だけであり、多くの種は根でケイ素を排除して体内に取り入れないようにします。したがって、ケイ素の利用にはメリットだけでなくデメリットもあると考えられます。東北大学大学院生命科学研究科の梶野浩史特任研究員は京都大学大学院農学研究科の小野田雄介教授、北島薫教授との共同研究で、落葉広葉樹33種の葉の力学特性と化学特性を比較し、「ケイ素濃度の高い葉は硬いが脆い」という新たな仮説を検証しまし...

キーワード：ケイ素/ひずみ/イネ/セルロース/細胞壁/標準化

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発表日：2025年4月21日

221

日本で生まれた環境DNAビッグデータが海外展開！ANEMONE Globalが本格始動 UNESCOが主導する「OCEAN DECADE」に採択され海洋生物観測網の拡大に貢献

〜12カ国・地域を超える研究グループが連携した世界規模での海洋調査を展開中〜

東北大学大学院生命科学研究科、東北大学・海洋研究開発機構変動海洋エコシステム高等研究所の近藤倫生教授がプロジェクトリーダーを務める「ネイチャーポジティブ発展社会実現拠点」（以下、NP拠点事業）は、世界12カ国・地域の環境保全機関と連携し海外での観測活動を展開していた「ANEMONE Global」が、UNESCOの持続可能な海洋を実現するプロジェクト「OCEAN DECADE ACTION」に2025年3月に採択されたことを発表します。用語解説注１. OCEAN DECADE（Webサイト https://oceandecade.org）は、海洋科学...

キーワード：海洋/海洋科学/持続可能/持続可能な開発/環境保全/海洋生物/環境DNA/コミュニティ

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発表日：2025年4月18日

222

島津製作所×東北大学超硫黄生命科学共創研究所の新ラボを開所早期診断技術や治療効果予測、医薬品・機能性食品開発に貢献

株式会社島津製作所(京都府京都市、代表取締役社長山本靖則、以下島津製作所)と国立大学法人東北大学（宮城県仙台市、総長冨永悌二、以下東北大学）は、4月18日に「島津製作所×東北大学超硫黄生命科学共創研究所」の新しいラボを開所しました。共創研究所は、2024年3月の設置以来、これまで既存の施設で研究を進めてきましたが、このたび2階建ての独立棟を全面改装して研究スペースを拡張し複数の分析計測機器を設置しました。これにより、効率的かつ多角的な研究が可能となり、生体の老化メカニズムに関連する超硫黄分子の特性の解明、様々な疾患の診断や治療法の確立、さらに健康を増進する機能性食品の開発が期待され...

キーワード：産学連携/持続可能/持続可能な開発/超硫黄分子/機能性/機能性食品/レドックス/早期診断/ヘルスケア/老化

他の関係分野：複合領域工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年4月15日

223

電子機器内の熱流を自在に制御できるメカニズムを発見

-次世代デバイスの性能向上と省エネ化に期待 -

電子機器に組み込まれた半導体デバイスの中で、電子や磁気（スピン）は設計した回路に沿って移動させることができます。しかし発生してしまう熱を思った方向に流して逃がすことは困難です。電子機器の性能を高めるには、半導体デバイスの発熱を適切にコントロールすることが不可欠です。東北大学大学院工学研究科の小野円佳教授ら、北海道大学電子科学研究所、同大大学院工学研究院、高輝度光科学研究センターからなる共同研究チームは、絶縁膜であるアモルファスシリカ（SiO2）薄膜の熱の流れを自在に制御できるメカニズムを...

キーワード：プロファイル/ケイ素/プラズマCVD/半導体デバイス/非晶質/持続可能/省エネ/持続可能な開発/アモルファス/原子配列/CVD/シリカ/シリコン/スピン/振動特性/動特性/半導体/膜構造/結晶構造

他の関係分野：情報学化学総合理工工学

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発表日：2025年4月10日

224

沖縄島北部の世界自然遺産地域から新種の植物を発見「ヤンバルカラマツ」と命名

キンポウゲ科カラマツソウ属の多年草アキカラマツは、ユーラシア大陸全域のほか、日本では北海道から本州、四国、九州に分布しており、1997年には沖縄島北部（やんばる地域）の世界自然遺産地域からも報告されていました。しかし、形態比較や遺伝子解析などの結果から、沖縄島北部の「アキカラマツ」は新種であることがわかり、今回、「ヤンバルカラマツ」として記載されました。本種は、沖縄島の1地点からしか生育が確認されておらず、個体数も50株以下と極めて少ないことから、緊急の保全対策を講じる必要性があります。本成果は、東北大学大学院生命科学研究科道本佳苗大学院生、同大学学術資源研究公開センター・植物...

キーワード：産学連携/持続可能/持続可能な開発/ユーラシア/遺伝子解析/遺伝子

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発表日：2025年4月10日

225

結晶多形の選択機構をコロイド結晶により解明

─ 創薬や新材料開発で結晶多形の制御への貢献に期待 ─

化学組成が同じで結晶構造が異なる物質を結晶多形といい、物性や化学的性質が異なるため、その中から所望の構造を選択的に成長させることは材料や医薬品の創製において重要なポイントです。しかしながら、多形間に転移をともなう結晶化の詳細なプロセスは未解明であり、分子や原子スケールでの描像が求められています。本研究では、相転移のモデルとしてコロイド系を用いて、結晶多形の選択機構の解明にアプローチしました。東北大学金属材料研究所の野澤純特任助教、金沢大学学術メディア創成センターの佐藤正英教授、東北大学未来科学技術共同研究センターの宇田聡教授、東北大学金属材料研究所の藤原航三教授からなる研究...

キーワード：産学連携/グラファイト/揺らぎ/核形成/相転移/化学組成/スチレン/ポリスチレン/結晶育成/エピタキシャル成長/フォトニクス/ヘテロエピタキシー/持続可能/コロイド粒子/持続可能な開発/エピタキシー/エピタキシャル/コロイド結晶/コロイド/その場観察/マイクロ/化学工学/金属材料/結晶化/結晶成長/結晶方位/分解能/結晶構造/創薬

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発表日：2025年4月9日

226

菌類による枯死木の腐朽タイプからドイツトウヒの将来的な分布縮小を予測

ドイツトウヒはユーラシア大陸西部の森林に広く優占する針葉樹であり、木材としての需要も高いことから生態的・産業的に重要な樹種です。東北大学農学研究科の深澤遊准教授が代表を務める国際共同研究グループは、ノルウェーからギリシャに至る6カ国の森林を調査し、ドイツトウヒの種子が芽生えて成長するのに適した状態に腐朽した倒木の分布が中欧に偏っていることを発見しました。さらに、降水量の季節変化がドイツトウヒ倒木の腐朽タイプの地理的な分布に影響していることがわかりました。このことは、ドイツトウヒに適した気候帯が温暖化によって全体的に北上したとしても、そこには芽生えに適した倒木がないというミ...

キーワード：季節変化/産学連携/生物地理/生物地理学/持続可能/持続可能な開発/ユーラシア/温暖化

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発表日：2025年4月8日

227

阿寒湖のマリモ、生物量が過去120年で大きく減少

― 環境DNAとミジンコ遺骸で判明 ―

「阿寒湖のマリモ」（学名: Aegagropila brownii）は、球状集合体を形成する緑藻で、20世紀前半にその生物量が減少したとされてきましたが、生育状況の変遷を示す定量的なデータはありませんでした。東北大学、釧路国際ウェットランドセンター、神戸大学、愛媛大学の共同研究チームは、底堆積物に残存するマリモのDNA（環境DNA）を用い、過去200年前から現在に至るマリモの生物量の変遷を明らかにしました。ミジンコの遺骸とDNAを利用して時間経過によるDNAの分解速度を補正する手法を開発して分析したところ、1900年初頭のマリモの生物量は現在の10～100倍も多く、その後の数十年間...

キーワード：産学連携/富栄養化/堆積物/持続可能/持続可能な開発/森林伐採/生態系/環境DNA/生物多様性/細菌

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発表日：2025年4月8日

228

安価な顔料で高速・高効率・高耐久なCO₂→CO変換を実現温室効果ガスの削減と有効活用に繋がることを期待

近年、気候変動対策として温室効果のあるCO2を回収し、COなどの有用な炭化水素化合物に変換する技術が注目されています。東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の刘騰義（Liu Tengyi）特任助教、藪浩教授（主任研究者、同研究所水素科学GXオープンイノベーションセンター副センター長）、ジャンディ（Di Zhang）助教、李昊（Hao Li）教授（主任研究者）らの研究グループは、金属錯体で安価な顔料の一種であるコバルトフタロシアニン（CoPc）をガス拡散電極上に直接結晶化させることにより、省プロセスでCO2電解用の電極を作製する手...

キーワード：産学連携/温室効果ガス/温室効果/気候変動/放射光/金属錯体/材料科学/フタロシアニン/持続可能/持続可能な開発/コバルト/化学工学/結晶化/水素化/耐久性/二酸化炭素/炭化水素

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発表日：2025年4月8日

229

薄膜生成時の枝分かれ現象を、トポロジー・物理・AIの融合で解明

〜Beyond 5Gを支える基盤技術への応用に期待〜

東京理科大学先進工学部マテリアル創成工学科の小嗣真人教授、岡山大学の大林一平教授、京都大学の平岡裕章教授、筑波大学数理物質系の三俣千春教授らの研究グループは、トポロジーと自由エネルギーを活用した機械学習（AI）解析を実施し、薄膜結晶の電気的特性に大きな影響を与える樹枝状構造の枝分かれメカニズムを明らかにしました。これは、高品質な薄膜結晶の作製プロセスにつながる成果であり、次世代の電子デバイスへの応用が期待されます。Beyond 5Gの実現に向けて、現世代の 5Gよりも一桁以上高いテラヘルツ（THz）周波数帯で動作する電荷移動度（＊１）の高いデバイスが求められています。...

キーワード：電気通信/AI/ワークフロー/機械学習/最適化/自由エネルギー/情報学/人工知能（AI）/産学連携/ホモロジー/トポロジー/六方晶窒化ホウ素/テラヘルツ/電荷移動度/マテリアルズ・インフォマティクス/h-BN/トランジスタ/電子デバイス/半導体デバイス/半導体材料/持続可能/持続可能な開発/エネルギーモデル/グラフェン/センサー/移動度/化学工学/周波数/多層膜/電荷移動/半導体/膜構造/インフォマティクス/ホウ素/結晶構造/ステント

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年4月8日

230

受精前の気象環境が脂肪燃焼機能に影響することを発見

-親から子へと伝搬する褐色脂肪の活性化-

ヒトを含めた恒温動物は、どんな環境でも約37℃の深部体温を維持しなければ生存できません。褐色脂肪は寒い環境下で熱を産生する脂肪組織です。この熱産生には多量のエネルギーが使われ体脂肪の減少につながることから、褐色脂肪の活性化による生活習慣病の予防が期待されています。しかし、安全で効果的な活性化法はまだありません。そのため、ヒト褐色脂肪の活性が決まる仕組みを詳しく解明する必要がありました。東北大学大学院医学系研究科の酒井寿郎教授、米代武司准教授、北海道大学の斉藤昌之名誉教授（元大学院獣医学研究院教授）、東京医科大学の濵岡隆文主任教授、布施沙由理助教、天使大学看護栄養学部の松下真美講師...

キーワード：エネルギー消費量/健康増進/産学連携/エネルギー消費/持続可能/持続可能な開発/獣医学/熱産生/脂肪組織/受精/スポーツ/スポーツ医学/褐色脂肪/脂肪酸/看護/生活習慣病/生理学/妊娠

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発表日：2025年4月7日

231

室温に近い温度でスルフィドからスルホンを選択的に合成

－高性能な六方晶ペロブスカイト酸化物ナノ粒子触媒を開発－

　東京科学大学（Science Tokyo）*総合研究院フロンティア材料研究所の鎌田慶吾教授と和知慶樹特任助教、東北大学金属材料研究所の熊谷悠教授らの研究チームは、マンガン（Mn）、ストロンチウム（Sr）、ルテニウム（Ru）を組み合わせたペロブスカイト酸化物（用語1）が、酸素分子（O2）のみを酸素源として、硫黄化合物であるスルフィド（用語2）を有用なスルホン（用語3）へと効率的に変換できることを発見しました。　酸素分子を酸化剤とするスルフィド酸化は高難度反応の一つであり、新しい固体触媒の設計と開発が切望されていました。特に、スルフィドからスルホンへの酸化で...

キーワード：産学連携/遷移金属酸化物/超伝導体/ストロンチウム/超伝導/スルフィド/磁性体/マンガン/貴金属/固体触媒/酸素分子/遷移金属/ペロブスカイト/ペロブスカイト酸化物/選択性/誘電体/持続可能/持続可能な開発/圧電体/強誘電体/電子状態/ナノ粒子/ポリマー/金属イオン/金属材料/金属酸化物/酸化物/第一原理/第一原理計算/天然ガス/機能性/結晶構造/ルテニウム/官能基/酸化反応

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発表日：2025年4月7日

232

異例の不斉軸をもつキラル分子の創出長く柔軟な炭素―ヨウ素結合の回転制御に成功

その鏡像と重ね合わせることができない立体構造を持つ分子がキラル分子です。分子内の単結合の回転が妨げられると、結合軸の周囲に左右非対称性が生じ、分子がキラルになることがあります。このような構造は「アトロプ異性体」と呼ばれ、不斉合成や医薬品などの分野で重要です。これまで、安定なキラリティの付与が可能なのは主に炭素―炭素など第二周期元素間の結合で、長く柔軟な高周期元素の結合では困難とされてきました。東北大学大学院薬学研究科の吉戒直彦教授、菊池隼助教らの研究グループは、第五周期元素であるヨウ素を超原子価状態...

キーワード：産学連携/対称性/非対称性/エナンチオマー/超原子/キラル/不斉合成/不斉認識/持続可能/持続可能な開発/センサー/ナノサイズ/化学工学/機能性材料/水素化/機能性/分子機械/アミノ酸/ヨウ素/官能基/構造変化/超原子価/分子設計/有機合成/立体構造

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発表日：2025年4月3日

233

強磁性窒化鉄において磁気ひずみの巨大変調を実証フレキシブルなスピントロニクス素子のための新材料として期待

身につけられる柔軟なエレクロニクス素子に磁石の特性を融合させるフレキシブルスピントロニクスは、ひずみセンサシートなどを実現できる分野として期待を集めています。しかし、センサの高感度化に向けては、大きな磁気抵抗効果（磁石の向きによって電気抵抗が変化する効果）などのスピントロニクス機能と同時に、ひずみに対して磁石の向きが敏感に変化する「磁気ひずみが大きな材料」を探し出すことが切望されていました。今回、東北大学金属材料研究所の伊藤啓太助教と関剛斎教授は、同研究所の嶋田雄介助教（研究当時、現：九州大学准教授）、大学院工学研究科の遠藤恭教授、物質・材料研究機構磁性・スピントロニクス材料研究...

キーワード：産学連携/結晶格子/磁気抵抗/磁気抵抗効果/磁性体/材料科学/フレキシブル/ペロブスカイト/強磁性/持続可能/持続可能な開発/強磁性体/窒化物/電気抵抗/コバルト/スピン/スピントロニクス/センシング/ひずみ/金属材料/結晶構造

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発表日：2025年4月2日

234

"鉄さび" で排ガス浄化用助触媒の酸素貯蔵量が40％以上増加

― 自動車排ガス浄化触媒の低コスト化に貢献 ―

自動車産業において電気自動車（EV）シフトに停滞感も出る中、エンジン車の排ガス規制強化の対応が喫緊の課題です。排ガスを浄化する触媒の高性能化とパラジウムなどの高価な貴金属の使用量削減の鍵を握るのが、酸素を蓄える機能を持つ酸素貯蔵セラミックスです。東北大学大学院工学研究科知能デバイス材料学専攻の高村仁教授らは、わずか5体積%の鉄さび（酸化鉄）をCe−Zr系酸化物に混ぜて熱処理することで、400 ℃において従来よりも43%高い酸素貯蔵能力が得られることを発見しました。さらに、この優れた性能の発現には、製造時の精密...

キーワード：産学連携/酸素濃度/ナノサイエンス/貴金属/持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/エンジン/酸化物/自動車/電気自動車/熱処理/結晶構造/ジルコニウム/パラジウム/規則構造

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発表日：2025年4月1日

235

腸内細菌由来のフェニル硫酸による血糖値調節メカニズムを解明

-インスリン分泌とインスリン抵抗性への影響-

腸内細菌が産生する尿毒素であるフェニル硫酸（PS）は、糖代謝に影響を及ぼし、糖尿病や腎疾患の進行に深く関与すると考えられていますが、その詳細は明らかになっていません。東北大学大学院医学系研究科の阿部高明教授らの研究チームはPS が膵臓β細胞（注4）におけるインスリン分泌を促進する一方で、脂肪細胞（注5）においてインスリン抵抗性を引き起こすことを明らかにしました。研究チームは、マウスモデルおよび研究対象者のデータを用いてPSと糖代謝の関連を検討...

キーワード：産学連携/持続可能/持続可能な開発/医工学/フェノール/抵抗性/β細胞/インスリン分泌/腎臓病/膵臓β細胞/マウスモデル/合併症/膵臓/ホルモン/脂肪細胞/アルブミン/インスリン/ヘモグロビン/マウス/ミトコンドリア/血液/腎機能/腎臓/インスリン抵抗性/血圧/高血圧/細菌/早期発見/腸内細菌/糖代謝/糖尿病/慢性腎臓病

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発表日：2025年3月28日

236

八大学工学系連合会声明「未来を創る女性理工系人材と博士人材を社会へ」

～工学のいまを皆様に～

北海道大学、東北大学、東京大学、東京科学大学、名古屋大学、京都大学、大阪大学、九州大学の工学系学部と研究科などで構成する「一般社団法人八大学工学系連合会」は、女性理工系人材と博士人材の育成について声明*を発表しました。現在、社会が直面する課題は、少子高齢化、気候変動、貧困など複雑さと困難さを増しており、多様な価値観と新たな知恵をもって課題に向き合う必要があります。工学分野においてもイノベーション創出に不可欠な要素として、女性と博士に対する期待は大きくなっています。この社会の要請に応えるため、女子学生比率の向上に向けて、工学の魅力発信、女子枠に代表される多様な入試制度の導入、生活・学...

キーワード：産学連携/情報発信/気候変動/持続可能/持続可能な開発/少子高齢化/高齢化

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発表日：2025年3月27日

237

鎖が引力でつながった原子層薄膜の構造相変化を発見

―三次元、二次元材料を超える超微細高機能材料実現に道―

半導体の進化は、私たちの生活をますます発展させる可能性を大いに秘めています。情報の爆発的な増大に伴い、超微細な電子デバイスの実現が求められる中、次世代の材料として注目されているのが、一次元ファンデルワールス（1D-vdW）材料です。現在、次世代の微細半導体としてグラフェンに代表される二次元（2D）-vdW材料（注4）に関する研究が盛んに行われていますが、1D-vdW材料によってさらなる高機能化が待ち望まれています。東北大学大学院工学研究科の双逸助教（材料科学高等研究所：WPI-AIMRおよび高等研究機構新領域創成部兼...

キーワード：産学連携/グラファイト/パルス/絶縁体-金属転移/二次元材料/原子層/材料科学/ファンデルワールス力/メモリ/絶縁体/層状物質/電子デバイス/量子デバイス/持続可能/持続可能な開発/ニオブ/電気抵抗/グラフェン/構造制御/相変化/熱処理/半導体/機能材料/結晶構造/構造変化

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発表日：2025年3月26日

238

高齢マウスで精子幹細胞の働きが変化

―精子を作らない細胞が増え、動きながら精巣内に広がる―

近年、高齢出産の増加に伴い、男性では加齢による精子数の減少が課題となっています。精子のもととなる「精子幹細胞」は、増殖・遊走しながら精子を作る重要な細胞です。しかし、その働きが加齢とともにどのように変化するのかは不明でした。東北大学大学院農学研究科の原健士朗准教授らの研究グループは、高齢マウスの精子幹細胞が、増殖・遊走しながら生存している一方で、一部が精子を作らなくなり、その子孫細胞が精巣内で勢力を拡大することを見出しました。この現象により、精子を作る幹細胞が利用すべき精巣内の空間が占領され、加齢時の精子数の減少につながる可能性が考えられます。本研究成果は2025年2月2...

キーワード：産学連携/クローン/生殖/持続可能/持続可能な開発/ウシ/精巣/マウス/幹細胞/蛍光標識/精子/加齢

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発表日：2025年3月26日

239

金属クラスターの発光特性をより重い原子の内包で向上させることに成功次世代の光機能材料の開発に貢献

数個から数百個の金属原子が集合した金属クラスターは特異な電子・光学特性を持つことから、発光材料や触媒、バイオイメージング用途などへの応用が期待されています。本研究では、銀（Ag）クラスターのリン光（注４）特性を向上させるために、重原子効果を利用した新規Ag54クラスターの合成に成功しました。東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授は、東京理科大学研究推進機構の新堀佳紀講師（研究当時）と、インド工科大学マドラス校の研究チームと共同で、中心に異なるアニオン（硫化またはヨウ素 I）を内包するX@Ag54クラスター（X = S, I）を精密に合成し、構造解析および...

キーワード：産学連携/スピン軌道相互作用/幾何構造/物質科学/化学組成/励起状態/アニオン/金属クラスター/ナノサイエンス/光機能/発光材料/持続可能/持続可能な開発/光機能材料/光学特性/スピン/化学工学/機構総合/微粒子/機能材料/寿命/ナノテクノロジー/バイオイメージング/ヨウ素/増感剤

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発表日：2025年3月26日

240

藻類でのデンプン分解を調節する仕組みを解明

－藻類による持続可能なデンプン生産に期待－

東京科学大学（Science Tokyo）* 総合研究院化学生命科学研究所の今村壮輔特定教授（現日本電信電話株式会社（NTT）宇宙環境エネルギー研究所上席特別研究員）、田中寛教授、東北大学大学院医学系研究科の島弘季学術研究員、五十嵐和彦教授らの研究チームは、藻類（微細藻類）細胞内でのデンプン分解を調節する分子レベルの仕組みを解明し、デンプン蓄積量を向上させることに成功しました。今回の研究では、デンプン分解に関与するGWDタンパク質（用語1）の特定のアミノ酸残基のリン酸化（用語2）状態の変化が、デンプン分解のスイッチになることを発見しました。さらにこの仕組みを応用し、デンプ...

キーワード：産学連携/地球温暖化/結合状態/持続可能/持続可能な開発/エタノール/環境負荷/環境問題/デンプン/リン酸/バイオエタノール/バイオマス/バイオ燃料/温暖化/微細藻類/アミノ酸

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発表日：2025年3月25日

241

被災地での「調査公害」を防ぐ制度は不十分能登半島地震後の学術界の動向を調査東日本大震災の教訓は活かされず

個々の研究活動が合理的でも、それらが重複すると被災者の疲弊に繋がります。この問題は国内外で度々生じてきましたが、防止のための理論研究、制度設計は進んでおらず、科学への信頼を揺らがせる大きな一因といえます。東北大学、金沢大学、石川県立大学の研究チームは、令和6年能登半島地震後の日本学術界の動向を分析しました。その結果、被災者の疲弊の防止は依然、研究者の良心に委ねられていました。調整が困難な理由は、学術団体に研究者を統制する権限がないこと、調整・規制に対する議論の不足、研究者・研究機関・助成プログラムの間の調整機能の欠如などが挙げられました。そのため、研究調整を担う担当者の配置、研究者...

キーワード：産学連携/持続可能/持続可能な開発/東日本大震災/制度設計/生物資源

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発表日：2025年3月25日

242

次世代太陽電池用SnS薄膜の最適組成を解明

─蒸発しやすいSを補う精密な成膜技術で実証─

硫化スズ（SnS）は、地球上に豊富に存在し、毒性もないスズと硫黄から構成される半導体として、次世代の薄膜太陽電池や熱電変換素子（注５）への応用が期待されています。しかしSnSを薄膜化する際には、スズと硫黄の比率（組成）が化学式の1:1からわずかにずれることがあります。一般的に、組成のずれは小さい方が望ましいと言われていますが、組成ずれが薄膜にどのような影響を及ぼすかは十分に解明されていませんでした。東北大学多元物質科学研究所の鈴木一誓講師と、同大学大学院環境科学研究科先進社会環境学専攻の野上大一大学院生らの研究グループは、SnS薄膜の組成を精密に制御する...

キーワード：産学連携/物質科学/太陽/材料科学/キャリア/持続可能/持続可能な開発/太陽電池/電池/熱電材料/熱電変換/スパッタリング/移動度/半導体/エネルギー変換

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発表日：2025年3月25日

243

有機材料中の水素と重水素の分布を単一分子スケールで識別することに成功新たな電子線分光技術により、分子や結合位置の特定に効力

プラスチックや有機半導体など高機能有機材料の特性を精緻に制御するには、材料内部の微細構造を分子レベルで解明することが不可欠です。しかし、これまで有機材料中の化学結合や分子の位置を分子レベルで特定できる技術がありませんでした。東北大学多元物質科学研究所の陣内浩司教授と宮田智衆講師ら、産業技術総合研究所ナノ材料研究部門の千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、防衛大学校応用物理学科の萩田克美講師のグループは、電子線による分子振動マッピング法を独自に開発し、炭素に対する水素と重水素の化学結合の違いを見分けることで、有機材料中に存在する重水素標識分子の空間分布を3nmの分...

キーワード：産学連携/空間分布/化学物質/原子核/物質科学/陽子/安定同位体/中性子/同位体/重水素/高分子/有機半導体/爬虫類/電子線/単一分子/分子振動/有機材料/持続可能/持続可能な開発/ナノメートル/ナノ材料/プラスチック/半導体/微細構造/分解能/マッピング/SPECT/空間分解能

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発表日：2025年3月24日

244

脳内エネルギーのダイナミクスてんかん発作時の代謝分子動態の解析を通して

細胞エネルギー源であるATPは生存に必須であり、その濃度は通常大きく変動しないと考えられてきました。東北大学大学院生命科学研究科の古川孝太大学院生と松井広(こう)教授（大学院医学系研究科兼任）らのグループは、てんかん発作による代謝的負荷をかけた際のマウス神経細胞内ATP、アストロサイト内ピルビン酸、および血流量の変動を解析し、脳内でのエネルギーの流れを決定する要因を探ることに挑戦しました。研究グループは、ATP、ピルビン酸、血流量に対する蛍光センサー（注６）を用いた新規解析法を開発し、マウスの脳内エネルギーのダイナミクスを調べました。その結果、てんかん発作時に神経細胞内...

キーワード：産学連携/蛍光センサー/グルコース/電子伝達/ファイバー/カルボン酸/持続可能/持続可能な開発/センサー/ダイナミクス/光センサー/光ファイバー/シナプス/血流/神経活動/神経情報処理/生体内/機能性/リン酸/クエン酸/突然死/アデノシン/グリア細胞/血管障害/EEG/解糖系/外傷/電気刺激/脳血管障害/ATP/FRET/アストロサイト/グリア/てんかん/プローブ/マウス/ミクログリア/ミトコンドリア/蛍光色素/細胞死/神経回路/神経細胞/電子伝達系/脳機能/海馬/感染症/動物実験/脳腫瘍/脳波

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発表日：2025年3月19日

245

新規ウルツ鉱構造の絶縁体物質の創生に成功

－圧電体、強誘電体の材料群を飛躍的に増やす可能性を示唆－

東京科学大学（Science Tokyo）物質理工学院材料系の影山壮太郎大学院生（修士2年）、岡本一輝助教、舟窪浩教授、横田紘子教授、米国のペンシルベニア州立大のVenkatraman Gopalan（ベンカタラマン・ゴパラン）教授、東北大学の平永良臣准教授、上智大学理工学部の内田寛教授らは、二つの元素が存在する、ウルツ鉱構造窒化物において、圧電性（用語1）や強誘電性（用語2）を示す物質を作製することに世界で初めて成功しました。ウルツ鉱構造を有する窒化物は、ノーベル賞を受賞した青色LEDで使用されている窒化ガリウム（GaN）や、スマートフォンの高周波ノイズフィルタで使用されてい...

キーワード：電気通信/情報学/産学連携/金属元素/誘電性/ノイズ/高周波/圧電性/ラマン/強誘電性/GaN/メモリ/絶縁体/窒化ガリウム/誘電体/持続可能/LED/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/圧電体/強誘電体/窒化物/不揮発性メモリ/アルミニウム/シリコン/マグネシウム/窒化アルミニウム/低消費電力/半導体/エネルギー変換/機能性/スマートフォン

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発表日：2025年3月17日

246

運命に抗い生きる原生生物：アセトスポラはDNA上の負の突然変異をRNA編集の活用によって克服していた

国立研究開発法人海洋研究開発機構（理事長大和裕幸、以下「JAMSTEC」という。）地球環境部門海洋生物環境影響研究センター深海生物多様性研究グループの矢吹彬憲主任研究員は、東北大学大学院農学研究科藤井千早大学院生（当時）、農業・食品産業技術総合研究機構矢﨑裕規研究員、愛媛大学大林由美子講師、福井県立大学高尾祥丈准教授らと共同で、難培養性原生生物・アセトスポラの培養株化に成功しました。培養株を用いた分子生物学的な研究から、アセトスポラはミトコンドリアDNA上に生じた突然変異をRNAとして転写した後に修正し遺伝子としての機能を維持していることを発見し報告しま...

キーワード：産学連携/突然変異/海洋/環境影響/塩基配列/生存戦略/ミトコンドリアDNA/脊椎動物/分子進化/持続可能/沿岸環境/持続可能な開発/地球環境/ミトコンドリアゲノム/難培養/食品産業/海洋生物/原生生物/生態系/無脊椎動物/海洋生態/海洋生態系/生合成/生態学/生物資源/生物多様性/アミノ酸配列/RNA編集/遺伝子工学/遺伝子解析/mRNA/脊椎/RNA/アミノ酸/ミトコンドリア/ゲノム/遺伝子/真菌/分子生物学

他の関係分野：複合領域環境学生物学工学医歯薬学

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発表日：2025年3月17日

247

アセチルコリン受容体活性化の鍵を発見

～次世代薬剤設計の可能性を拡げるGPCRメカニズム解明の新たな一歩～

名古屋工業大学大学院工学研究科工学専攻生命・応用化学系プログラムの杉浦勇也氏（研究当時）、生命・応用化学類の片山耕大准教授、神取秀樹特別教授、柴田哲男教授、住井裕司准教授、関西医科大学医学部医化学講座の清水（小林）拓也教授、寿野良二准教授、東北大学大学院薬学研究科の井上飛鳥教授、生田達也助教、京都大学大学院医学研究科の岩田想教授らのグループは、振動分光法（注5）を用いて、心拍数の調節に関与するムスカリン性アセチルコリン受容体（M2R）が内因性アゴニスト（注6...

キーワード：心拍数/産学連携/水素結合ネットワーク/水分子/スペクトル/振動分光/赤外分光/赤外分光法/赤外光/持続可能/持続可能な開発/振動モード/生体内/アゴニスト/変異体/細胞膜/ホルモン/心臓/神経伝達物質/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/アセチルコリン/アミノ酸/アルツハイマー病/パーキンソン病/ヘリックス/リガンド/構造変化/受容体/神経変性/神経変性疾患/創薬/膜タンパク質/認知症

他の関係分野：複合領域数物系科学化学総合理工工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年3月17日

248

量子スピン液体の検証方法を確立

――磁場の方向で温まりやすさが変化することに着目――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の房圣杰（ファン　センジェー）大学院生、水上雄太助教（研究当時、現在東北大学大学院理学研究科准教授）、橋本顕一郎准教授、芝内孝禎教授らの研究グループは、磁場の角度によって比熱がどのように変化するかを測定することで、蜂の巣格子を持つコバルト酸化物磁性絶縁体Na₂Co₂TeO₆（NCTO）のスピン状態の詳細を解明しました。本研究では、アレクセイ・キタエフにより予測された量子スピン液体（キタエフ・スピン液体、注1）ではマヨラナ粒子が磁場の方向に敏感に依存して熱的に変化をもたらすことに着目しました。磁場方向を変えてNCTOの比熱を測定することで、マ...

キーワード：情報学/量子計算/産学連携/キタエフ模型/コバルト酸化物/スピン液体/マグノン/マヨラナ粒子/準粒子/熱測定/揺らぎ/陽電子/量子スピン/素粒子/磁場/量子スピン液体/絶縁体/持続可能/持続可能な開発/コバルト/スピン/極低温/酸化物/量子力学/結晶構造/ルテニウム

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年3月13日

249

複雑なナノスピン構造に由来する物性を予測する第一原理計算手法を開発

―次世代高速・低消費エネルギーのスピントロニクス素子開発に貢献―

近年、非共面スピン構造を持つ物質はスピントロニクス研究で重要な位置を占め、有望な次世代材料として大きな期待を集めています。これまで、この分野では実験研究が急速に進む一方で、理論的な解析はまだ簡略化されたモデルに頼っており、物質の個性を反映した実験で得られた経験的なパラメータを使わずに近似的に解く非経験的予測手法の開発が求められていました。しかし一般に非共面スピン構造はサイズが大きく数値シミュレーションに膨大な計算資源が必要であるため、解析が非常に難しくなっていました。東北大学金属材料研究所の陳曉邑助教（理化学研究所創発物性科学研究センター客員研究員）、東京都立大学大学院理学研究科の...

キーワード：産学連携/ホール効果/数値シミュレーション/波動関数/スキルミオン/トポロジカル/磁気モーメント/磁性体/持続可能/持続可能な開発/磁性材料/電子状態/シミュレーション/スピン/スピントロニクス/ナノスケール/金属材料/第一原理/第一原理計算/密度汎関数理論/量子力学/結晶構造/スキル

他の関係分野：複合領域数物系科学化学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年3月11日

250

セキュアでオープンな公衆無線LAN (OpenRoaming) における利用者情報のプライバシーに配慮した地域間データ連携を促進

　国立大学法人京都大学学術情報メディアセンター（所在地：京都市左京区、センター長：森信介、以下、「京都大学」）、株式会社Ｌｏｃａｌ２４（所在地：京都市中京区、代表取締役会長：廣瀬丈矩、以下、「Local24」）、国立大学法人東北大学サイバーサイエンスセンター（所在地：仙台市青葉区、センター長：菅沼拓夫、以下、「東北大学」）および、大学共同利用機関法人情報・システム研究機構国立情報学研究所（所在地：東京都千代田区、所長：黒橋禎夫、以下、「NII」）は、国立研究開発法人情報通信研究機構（以下、「NICT(ｴﾇｱｲｼｰﾃｨｰ)」）による高度通信・放送研究開発委託研究「データ利活用等のデジタル...

キーワード：LAN/無線LAN/プライバシー/プライバシー保護/フレームワーク/情報学/情報通信/産学連携/デジタル化/実証実験/地域振興/ANP

他の関係分野：情報学複合領域工学医歯薬学

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発表日：2025年3月6日

251

陸上植物の共通祖先で獲得された幹細胞形成メカニズムコケ植物の原始的分裂組織からわかった植物幹細胞の進化

幹細胞は多細胞生物の成長の要となる細胞であり、動植物を問わず盛んに研究されています。植物の幹細胞は分裂組織に存在し、葉や茎を作るもとになります。しかし、植物の幹細胞がどのように進化したのかは不明でした。東北大学大学院生命科学研究科の秦有輝助教、経塚淳子教授らは、原始的な分裂組織をもつコケ植物の幹細胞で発現する遺伝子を網羅的に解析しました。その結果、植物ホルモンであるサイトカイニンが転写因子ESRを誘導することで細胞が幹細胞となることを初めて明らかにしました。この幹細胞形成メカニズムは陸上植物の共通祖先で進化し、現在まで保存されてきた仕組みであると考えられます。本研究成果は様々な植物...

キーワード：産学連携/ESR/snRNA/コケ植物/持続可能/持続可能な開発/一細胞/カルス/茎頂分裂組織/分裂組織/植物ホルモン/ホルモン/サイトカイニン/一細胞解析/幹細胞/転写因子/遺伝子

他の関係分野：複合領域数物系科学生物学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年3月4日

252

機能性流体を用いて岩石の多方向にき裂を造成できる新しい岩石破砕法を開発資源開発の効率が劇的に向上

水圧破砕は、坑井（こうせい）を通して高圧の流体を地下に圧入し、岩石を破砕する（割る）技術であり、我が国に多く賦存する地熱エネルギー、シェールガス・オイル等の非在来型資源、地球温暖化対策として有効な二酸化炭素地下貯留等の地下資源開発において、必要不可欠です。き裂（岩の割れ目）を造成することは、地下の流体の流れやすさ（透水性）を向上させるため、効率的な地下開発につながります。しかしながら、通常の水圧破砕では、き裂が造成できる方向は地下の応力状態で決定され、それ以外の方向にき裂を造成し、透水性を向上させることはできませんでし...

キーワード：産学連携/地球温暖化/粘性係数/持続可能/せん断/持続可能な開発/せん断応力/化学工学/機能性流体/資源開発/地球温暖化対策/天然ガス/二酸化炭素/非ニュートン流体/透水性/機能性/温暖化

他の関係分野：複合領域環境学化学工学

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発表日：2025年3月4日

253

光を用いたアリルアルコール修飾法の開発に成功

～環境に優しく実用的な合成法～

上野ストーク環化反応はアリルアルコールを効率的に修飾する方法として40年以上前から知られている反応で、通常は二つあるアルケン炭素のうちの一箇所で炭素-炭素結合を形成します。一方、近年では二つあるアルケン炭素のうち二箇所同時に炭素-炭素結合を形成できるタンデム反応が、その効率性から注目を集めています。しかしながら、これまで報告されている手法は有毒な試薬を必要とする点や、反応の実用性が低いなどの課題がありました。東北大学大学院薬学研究科の岩渕好治教授らの研究グループは、青色LEDを使う条件にて、環境調和性、実用性に優れたタンデム型上野ストーク環化反応の開発に成功しました。本手法は幅広い...

キーワード：産学連携/環境調和/分子構造/アリルアルコール/持続可能/持続可能な開発/発光ダイオード（LED）/化学工学/アルケン/アルコール/ラジカル/官能基/環化反応/誘導体

他の関係分野：複合領域化学工学医歯薬学

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発表日：2025年3月4日

254

マイコプラズマの滑走運動に必要なモーターの分子構造を世界で初めて明らかに！

マイコプラズマ属細菌の一つで淡水魚の病原菌であるマイコプラズマ・モービレは、菌体の片側にある"滑走装置"を用いて宿主組織の表面にはりつき、滑るように動く"滑走運動"を行います。大阪公立大学大学院理学研究科の宮田真人教授、豊永拓真助教（研究当時、現在東北大学多元物質科学研究所助教）らと大阪大学大学院生命機能研究科日本電子YOKOGUSHI協働研究所の難波啓一特任教授（常勤）、理化学研究所の川上恵典研究員、東北大学多元物質科学研究所の濵口祐准教授らの共同研究グループは、大阪大学のクライオ電子顕微鏡※1を用いて、滑走運動の装置を構...

キーワード：産学連携/水溶液/物質科学/分子構造/ATP合成/電子線/原子分解能/非晶質/持続可能/持続可能な開発/アモルファス/ナノスケール/モーター/電子顕微鏡/分解能/病原菌/ATP合成酵素/クライオ電子顕微鏡/分子モーター/細胞膜/ATP/ミトコンドリア/生体分子/感染症/細菌

他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学医歯薬学

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発表日：2025年2月17日

255

N₂O₅ガスの作用機序を光るシロイヌナズナで解明

〜プラズマによるオンサイトガス合成技術とのタッグで循環型農業へ〜

無水硝酸とも呼ばれるN2O5は、殺菌、治療、医薬品合成、材料合成への活用など、多くの可能性を秘めた窒素化合物です。東北大学大学院工学研究科・非平衡プラズマ学際研究センターの佐々木渉太助教、髙島圭介助教（研究当時）、金子俊郎教授は、これまでの研究で、空気のみを原料としてN2O5を選択的にオンサイト合成するプラズマ装置の開発に成功し、N2O5ガスをさまざまな植物に暴露する実験で、免疫が活性化すること、有用な二次代謝産物...

キーワード：産学連携/学際研究/非平衡/非平衡プラズマ/持続可能/持続可能な開発/センサー/バイオセンサー/カルシウムイオン/神経活動/シロイヌナズナ/二次代謝/二次代謝産物/Ca2+/シグナリング/蛍光タンパク質/緑色蛍光タンパク質(GFP)/筋肉/代謝産物/カルシウム/医薬品合成/遺伝子

他の関係分野：複合領域環境学数物系科学工学総合生物医歯薬学

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発表日：2025年2月14日

256

リチウムイオン電池電極からの金属溶出を可視化する技術を開発

二次電池の長寿命化と安全性向上への貢献に期待

リチウムイオン電池（LIB2）は、スマートフォンや電気自動車（EV）などに幅広く利用されていますが、経年劣化による交換費用や劣化電池の安全性への危惧が大きな社会問題となっています。電池劣化の要因は幾つかありますが、その一つとして電池材料の分解と溶出の可能性が指摘されています。東北大学多元物質科学研究所のヘラーニチヤ（Hellar Nithya）学術研究員らのグループは、MRIを用いて、リチウムイオン電池の正極材料であるLMOからマンガンイオンが電解液中に溶出する様子をリアルタイムで可視化する手法を開発し、電池の充放電時にマンガン（Mn）が溶出する電圧や場所や...

キーワード：産学連携/磁気共鳴/物質科学/磁場/正極材料/リチウムイオン二次電池/材料科学/マンガン/リチウムイオン電池/遷移金属/蓄電池/電解液/持続可能/持続可能な開発/イオン伝導/電池/カーボン/コバルト/その場観察/リチウム/金属イオン/携帯電話/自動車/長寿命化/電気化学/電気自動車/二次電池/エチレン/リン酸/磁気共鳴画像/寿命/脊椎/MRI/核磁気共鳴/スマートフォン

他の関係分野：複合領域数物系科学総合理工工学医歯薬学