神戸大学研究Discovery Saga

1. 分子生物学的指標に基づく「適度な運動」の強度の同定マウスに漸増した強度の有酸素運動（トレッドミル走）と筋力増強運動（ラダー登り）を行わせ、ミトコンドリア生合成の司令塔であるPGC-1α※4遺伝子の発現、酸化ストレス指標（MDAとSod1）、タンパク質合成・分解マーカーなどを網羅的に計測しました。その結果、有酸素運動では速度 20 m/分（ヒトの最大酸素摂取量の約70%、中〜高強度に相当）、筋力増強運動では体重の120%の負荷（ヒトの1RMの約70〜80%、筋肥大推奨強度に相当）が、酸化ストレスを起こさずに分子応答を最大化する最適な運動強度であること...

キーワード：プロファイル/運動処方/最大酸素摂取量/酸素摂取量/社会保障/データベース化/タンパク質合成/高齢社会/ポリフェノール/リン酸/フェノール/生合成/社会保障制度/インスリンシグナル/ゲノム情報/リン酸化プロテオーム/超高齢社会/オミクス/オミクス解析/タンパク質リン酸化/マルチオミクス/マルチオミクス解析/遺伝子発現プロファイル/関節/橋渡し研究/AMPK/ゲノム解析/トレーニング/トレッドミル/筋萎縮/筋肉/筋肥大/交感神経/骨格筋/寿命/体内時計/廃用性筋萎縮/膝関節/分子機構/変形性膝関節症/要介護/エピゲノム解析/関節軟骨/軟骨/変形性関節症/DNAメチル化/SOD1/インスリン/トランスクリプトーム/フラボノイド/マウス/ミトコンドリア/メチル化/抗炎症/抗炎症作用/抗酸化/骨粗鬆症/受容体/神経変性/神経変性疾患/翻訳後修飾/ゲノム/ストレス/遺伝子/遺伝子発現/概日リズム/血圧/健康寿命/個別化医療/高血圧/高齢者/酸化ストレス/循環器疾患/生活の質/生体リズム

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発表日：2026年4月30日

植物間の“炭素の融通”は一般的か？植物間炭素移動を読み解く新しい「ものさし」を提案

そこで、研究グループは、アミノ酸ごとの窒素安定同位体比※4に着目しました。特に、栄養段階が上がるにつれて窒素安定同位体比が大きく上昇するグルタミン酸と、ほとんど変化しないとされるフェニルアラニンの2つに注目しました。具体的には、日本各地9か所の森林で、完全菌従属栄養植物、部分的菌従属栄養植物、独立栄養植物、そして共生菌を採集し、植物体全体の炭素・窒素安定同位体比に加えて、グルタミン酸とフェニルアラニンの窒素安定同位体比を測定しました。その結果、光合成を行わない完全菌従属栄養植物では、植物体全体の同位体比にも明瞭な特徴が認められました。さらに、アミノ酸レベルの分析で...

キーワード：インターネット/安定同位体分析/安定同位体比/海洋/普遍性/安定同位体/炭素安定同位体比/同位体/同位体比/光合成/持続可能/持続可能な開発/地球環境/同位体分析/有機物/放射性同位体/海洋生物/生態系/外生菌根/外生菌根菌/共生菌/菌根菌/土壌/土壌呼吸/海洋生態/海洋生態系/食物網/生態学/生物資源/アミノ酸/グルタミン酸

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発表日：2026年4月28日

冷たく暗い琵琶湖の深層に、有機分子と微生物の緊密なネットワークを発見

時系列観測により生態系機能の基盤となる関係を解明

本研究では、琵琶湖の表層（水深5m付近）と深層（水深60–85m）を対象に、約9か月にわたり毎月観測を実施しました。フーリエ変換イオンサイクロトロン共鳴質量分析計※2という超高分解能の質量分析計を用いることで、溶存有機物を数千種類の分子式として網羅的に捉える「環境メタボローム解析」を実施しました。これにより、有機物の複雑な構成を分子式レベルで可視化し、その変化を詳細に追跡することが可能となりました。さらに、細菌類については16S rRNA遺伝子解析※3により群集構造を明らかにし、これらのデータを統合的に解析しました。この際、これらのデータは割合（相対...

キーワード：海洋/環境変動/湖沼/炭素循環/微生物群集/溶存有機物/サイクロトロン共鳴/気候変動/データ解析/生物群集/光環境/質量分析/有機分子/持続可能/持続可能な開発/水環境/フーリエ変換/マイクロ/栄養塩/質量分析計/二酸化炭素/分解能/有機物/相関解析/rRNA/16S rRNA/生態系/群集構造/生態系機能/プランクトン/温暖化/植物プランクトン/微生物/物質循環/高分解能/遺伝子解析/メタボローム/メタボローム解析/遺伝子/細菌

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発表日：2026年4月23日

心と身体をつなぐ神経回路の異常が「チック障害」を引き起こす視床髄板内核と島皮質を結ぶマウス神経回路に着目

視床髄板内核と島皮質を結ぶマウス神経回路に着目

神戸大学大学院医学系研究科の橘吉寿准教授、久野寛人大学院生、内匠透特命教授と、生理学研究所の小林憲太准教授からなる研究グループは、チック障害モデルマウスを使用して、心と身体をつなぐ神経回路の機能異常が、チック障害の発症に関与することを明らかにしました。チック障害は、自分の意志とは関係なく、急に体が動いてしまう「運動チック」や、思わず不適切な言葉を発してしまう「音声チック」を特徴とする疾患です。多くの場合、「ムズムズする」「チックを出したい」といった不快な感覚（前駆衝動）を伴うことが知られています。このため、チック障害には、運動を司る脳の領域だけでなく、情動や感覚に...

キーワード：動機づけ/脳活動/対人関係/センサータンパク質/解析学/埋め込み/蛍光センサー/軸索投射/ファイバー/持続可能/持続可能な開発/センサー/運動制御/光センサー/光ファイバー/カルシウムイオン/運動回路/神経活動/生体内/線条体/大脳/マッピング/トレーサ/視床/発汗/遺伝子工学/活動電位/精神医学/精神症状/C-Fos/ベクター/マウスモデル/合併症/治療標的/大脳基底核/島皮質/免疫染色/臨床応用/カルシウムイメージング/運動機能/神経伝達物質/電気刺激/モデルマウス/解剖学/筋電図/GABA/アセチルコリン/イミン/ウイルスベクター/カルシウム/マウス/モデル動物/遺伝子導入/細胞内カルシウム/自閉症/受容体/神経科学/神経回路/神経細胞/大脳皮質/ウイルス/遺伝学/遺伝子/自律神経/小児/神経疾患/生理学/精神疾患/低侵襲/認知機能/脳波

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発表日：2026年4月23日

最長3.5ナノメートルの長距離分子ワイヤを介した一重項分裂の観測に成功

次世代太陽光発電や量子情報デバイスの革新に繋がるマルチエキシトン制御の新指針

慶應義塾大学理工学部の羽曾部卓教授、酒井隼人専任講師、同大学大学院理工学研究科修士課程（研究当時）の鈴木悠大君、神戸大学ライフ光学イノベーション研究センターの小堀康博教授、婦木正明特命助教、およびタンペレ大学のNikolai V. Tkachenko教授らの国際共同研究グループは、ペンタセンをポリイン（炭素の単結合と三重結合が交互に並んだ分子鎖）で連結した一連の二量体を合成し、最長3.5ナノメートルという極めて長い距離間での「一重項分裂（Singlet Fission: SF）」を観測することに成功しました。これは、これまで報告された一重項分裂の中で最長のスピン伝搬距離に相当します。さ...

キーワード：光エネルギー/量子情報/太陽/二量体/光エネルギー変換/太陽光/分子ワイヤ/エキシトン/ペンタセン/持続可能/持続可能な開発/太陽光発電/太陽電池/電池/スピン/ダイナミクス/ナノメートル/励起子/エネルギー変換/構造変化

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発表日：2026年4月16日

土壌pHで切り替わる土壌炭素貯留メカニズム

有機複合体アルミニウムが主要因であることを実証

本研究では、土壌有機炭素と反応性金属相との関係を全球規模で明らかにするため、火山灰由来土壌（黒ボク土）に着目し、世界34カ国から収集した約2850点の土壌データを解析しました（図2）。他の土壌タイプに比べて、黒ボク土は母材や土壌発達時間が比較的共通しているという特徴があります。そのため、それらの影響を最小限にすることで、全球規模における気候や土壌化学条件の影響をこれまで以上に明確に評価できます。...

キーワード：混合モデル/統計モデル/情報量/最適化/不確実性/炭素循環/火山灰/気候変動/地球システム/非晶質/持続可能/持続可能な開発/蒸発散/アルミニウム/粘土鉱物/有機物/結晶構造/食品産業/土壌学/土壌/土地利用/微生物/将来予測/予測モデル/カルシウム

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発表日：2026年4月10日

沈み込み帯誕生時の地殻形成プロセスを示す岩石・地球物理学的証拠を発見

海底下の「2つの地殻」を可視化

国立研究開発法人海洋研究開発機構（理事長　河村　知彦、以下「JAMSTEC」という。）地震火山研究部門の赤松祐哉研究員、道林克禎客員研究員、国立極地研究所/総合研究大学院大学の藤井昌和助教らの研究チームは、国立研究開発法人産業技術総合研究所、大阪公立大学、京都大学、名古屋大学、神戸大学と共同で、沈み込み帯誕生直後の前弧地殻が、複数の異なる火山活動によって形成されたことを示す岩石物理・地球物理学的証拠を初めて示しました。沈み込み帯の誕生は、地球のプレートテクトニクスの始まりに関わる重要な転換点です。大陸や日本列島の成り立ちを理解するためには、沈み込み帯誕生直後に地殻がどのように形成・進化...

キーワード：先端技術/極地/海洋/地下構造/数理科学/物質科学/IODP/テクトニクス/プレートテクトニクス/火山活動/地震波/地震波速度/地震波速度構造/沈み込み/沈み込み帯/日本列島/持続可能/持続可能な開発

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発表日：2026年4月8日

新種の原子核!?強い相互作用だけで束縛した中間子原子核の兆候を初観

測質量の起源解明への新たな一歩

大阪大学大学院理学研究科の特任研究員の関屋涼平さん（研究当時：京都大学大学院理学研究科の大学院生）、板橋健太教授、理化学研究所の田中良樹研究員、ドイツ重イオン研究所のクリストフ･シャイデンバーガー（Prof. Dr. Christoph Scheidenberger）教授、奈良女子大学の比連崎悟教授、京都産業大学の山縣淳子教授、神戸大学の池野なつ美准教授、ギーセン大学のフォルカー･メタグ（Prof. Dr. Volker Metag）名誉教授とマリアナ･ナノヴァ（Dr. Mariana Nanova）研究員らの国際共同研究グループは、中間子の一種であるη′中間子と原子核が強い相互作用...

キーワード：強い相互作用/原子核/中間子原子核/持続可能/持続可能な開発/SPECT

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発表日：2026年4月7日

“ゆりかご”になる花と、その香りに導かれるハエ

単一の香りが支える花と昆虫の助け合い

そこで、神戸大学の末次健司教授、西村明洋研究員、国立科学博物館の奥山雄大研究主幹、千葉大学の石川勇人教授らの研究グループは、徹底した野外観察に加え、花の香りの化学分析と合成香料を用いた行動実験を組み合わせ、カラスキバサンキライとタマバエの共生関係がどのような仕組みで成立し、安定して維持されているのかを詳しく検証しました。まず、奄美大島、徳之島、沖縄本島、石垣島、与那国島の5地域において、雄花と雌花を訪れる昆虫の種類と訪花頻度を調査しました。その結果、両方の花に継続的に訪花していたのはタマバエ1種のみでした。タマバエの雌は雄株に長時間滞在し、複数の雄花に産卵管を挿入して産卵する過程で、産...

キーワード：行動実験/滞在時間/内部構造/持続可能/持続可能な開発/カラス/化学分析/イソプレノイド/花粉/二次代謝/カロテノイド/二次代謝産物/タバコ/卵管/代謝産物

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発表日：2026年4月7日

構造色ナノ粒子インクのインクジェット印刷に成功

色素を用いない新しいカラー印刷技術

神戸大学大学院工学研究科の山名裕斗大学院生、杉本泰准教授、藤井稔教授らの研究グループは、色素や顔料を一切用いずに発色する「構造色ナノ粒子インク」を開発し、インクジェット印刷によって多彩なカラー画像を形成することに成功しました。従来の印刷では、色素や顔料が特定の波長の光を吸収することで色を表現していますが、これらの材料は紫外線や熱、化学反応などによって劣化し、退色するという課題があります。本研究では、熱的・化学的に安定なシリコンからなるナノ粒子が粒径に依存して特定の波長の光を強く散乱する性質に着目し、粒径を制御したシリコンナノ粒子を透明樹脂中に分散させた水性カラーインクを開発しました。こ...

キーワード：視認性/確率論/厳密解/対称性/非対称性/素粒子/モンテカルロ法/磁場/自己組織/フィルム/耐熱性/樹脂/光機能/可視光/誘電体/持続可能/紫外線/持続可能な開発/光学特性/コロイド/シミュレーション/シリコン/ナノメートル/ナノ構造/ナノ粒子/屈折率/新エネルギー/多層膜/電子顕微鏡/電磁波/微細構造/膜構造/インクジェット印刷/組織化/スマートフォン

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発表日：2026年3月31日

100人に1人の自閉スペクトラム症原因は「胎児期の細胞分化の乱れ」

脳発達の鍵「Notchシグナル」の異常を解明新たな出生前医療の可能性を提示

東海大学［伊勢原キャンパス］（所在地：神奈川県伊勢原市下糟屋143、学長：木村英樹〔きむらひでき〕）医学部の飯島崇利准教授と理化学研究所（所在地：埼玉県和光市広沢2-1、理事長：五神真〔ごのかみまこと〕）脳神経科学研究センターの半野陽子研究員を中心とする研究グループは、神戸大学（所在地：兵庫県神戸市灘区六甲台町1-1、学長：藤澤正人〔ふじさわまさと〕）大学院医学研究科の内匠透特命教授らとの共同研究により、複数の自閉スペクトラム症（ASD）モデルに共通する分子病態として、胎生期の脳における「Notch（ノッチ）シグナル伝達系」*1の過剰な活性化を発見...

キーワード：陽子/持続可能/持続可能な開発/脳発達/抑制性神経細胞/精神医学/脳神経科学/シグナル伝達系/胎児/ノッチ/マウス/細胞分化/神経科学/神経細胞/阻害剤/自閉スペクトラム症

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発表日：2026年3月30日

米価はなぜ高騰したのか？

天保の大飢饉、異常天候と市場の反応

1830年代の天保の大飢饉を対象に、月単位のデータを用いて、夏の気候条件と市場の動きとの関係を検討した研究です。国内18地点の古日記に記された天気記録から、1821年〜1850年の月平均日射量を復元しました。その結果、飢饉が最も深刻化した1836年の夏、東日本から九州にかけて広い範囲で日射量が平年より約10%低下し、冷涼な気候が数か月にわたって続いていたことが確認されました。この時期、大坂米市場では収穫期を待たずに米価が平年の3〜4倍へ上昇しており、夏の気候条件に関する情報が、市場価格の動きに先行して反映されていた状況が示されました。本研究成果は2026年3月24日に学術誌「Scien...

キーワード：統計科学/気候変動/持続可能/持続可能な開発

他の関係分野：情報学工学

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発表日：2026年3月28日

鬼界カルデラ直下に大規模マグマだまりの存在を発見

巨大噴火後の火山下に新しいマグマが再注入

本研究では、海洋研究開発機構の調査船「かいめい」を用いて、鬼界カルデラ火山を横断する全長175 kmの測線で屈折法地震探査※1を実施しました。この探査では、海底地震計39台を展開し、エアガンアレイ※2を用いて人工地震波を発生させることでデータを取得しました。取得データの初動走時トモグラフィー解析※3により詳細なP波速度構造を推定し、カルデラ直下の浅部（2.5〜6 km）には、周囲より最大22％の速度低下を示すP波低速度異常の領域が抽出されました。この低速度の原因は、温度上昇と部分溶融として、その寄与に分けて評価することで、溶融度...

キーワード：完新世/海洋/地下構造/トモグラフィー/マグマ/火山観測/海底地震計/地震計/地震波/地震波速度/地震波速度構造/日本列島/部分溶融/化学組成

他の関係分野：複合領域環境学

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発表日：2026年3月26日

シリコンナノ球で実現するバレーフォトニクスの新戦略

原子1層の半導体から生じる光信号を偏光情報を保ったまま大幅に増強

自然科学研究機構分子科学研究所の篠北啓介准教授（兼総合研究大学院大学准教授）、呉柊斗大学院生（総合研究大学院大学）、京都大学エネルギー理工学研究所の松田一成教授、神戸大学大学院工学研究科の藤井稔教授、杉本泰准教授、モジタバ・カリミハビル研究員らの研究グループは、原子1層の半導体である単層WS2にシリコンナノ球を組み合わせることで、第二高調波発生（SHG）の信号を大幅に増強しながら、バレー偏光に由来する円偏光の情報を高い忠実度で保持することに成功しました。光の周波数を2倍にするSHGは、光通信や量子情報処理...

キーワード：非線形/量子情報/量子情報処理/数値シミュレーション/カルコゲナイド/円偏光/遷移金属/SHG/フォトニクス/光通信/高調波/遷移金属ダイカルコゲナイド/第二高調波発生/非線形光学/持続可能/持続可能な開発/電子状態/シミュレーション/シリコン/周波数/半導体

他の関係分野：総合理工工学

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発表日：2026年3月17日

酸素存在下でも生育する光合成細菌の高効率エネルギー変換機構を解明

光合成細菌は光合成の際に酸素を発生しませんが、太陽光エネルギーを高効率で化学エネルギーへ変換する能力を持ちます。また、植物が利用しない近赤外光を利用でき、淡水や海水、温泉など多様な環境に適応しています。中でも海洋性紅色非硫黄細菌 Rhodovulum sulfidophilum は、酸素存在下でも高い環境耐性を持つモデル生物です。しかし、その光捕集・エネルギー変換を担うタンパク質LH1–RC複合体が高効率な光合成を実現する仕組みは未解明でした。本研究では、クライオ電子顕微鏡を用い、1.8 Åという極めて高い分解能でLH1–RC複合体を解析し、未知の膜タンパク質protein-3hを同定...

キーワード：光エネルギー/海洋/近赤外/太陽/タンパク質複合体/光合成/光合成細菌/電子伝達/太陽光/赤外光/水処理/電子顕微鏡/排水処理/分解能/モデル生物/遺伝子改変/エネルギー変換/クライオ電子顕微鏡/バイオテクノロジー/近赤外光/膜タンパク質/硫化水素/遺伝子/細菌

他の関係分野：環境学生物学総合理工工学総合生物農学医歯薬学

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発表日：2026年3月2日

国内初、消化液から省エネルギーでアンモニアを回収する技術を開発

バイオガス発電分野で、より一層の温室効果ガスの排出量削減に貢献

NEDOの助成事業である「脱炭素社会実現に向けた省エネルギー技術の研究開発・社会実装促進プログラム／実用化開発／膜分離と蒸留を利用した低濃度アンモニア含有廃液からの高効率アンモニア回収技術の開発」（以下、本事業）の一環として、木村化工機株式会社、国立大学法人神戸大学、株式会社ノベルズ、株式会社FTバイオパワーは、「膜分離と蒸留を利用した低濃度アンモニア含有廃水からの高効率アンモニア回収技術」の開発に取り組み、このたび、国内初となるメタン発酵消化液から省エネルギーでアンモニアを回収するプロセス（以下、本プロセス）を開発しました。今後は、脱炭素社会および地産地消型窒素循環型社会の形成を...

キーワード：窒素循環/温室効果ガス/化学物質/循環型社会/温室効果/アンモニア/ヒートポンプ/カーボンニュートラル/持続可能/省エネ/CO2排出量/バイオガス/活性汚泥/活性汚泥法/持続可能な開発/膜分離/カーボン/シミュレーション/メタン/省エネルギー/二酸化炭素/廃棄物/発酵/バイオマス

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発表日：2026年2月26日

根をもたないコケ植物が栄養を吸収するしくみを解明

神戸大学大学院理学研究科の石崎公庸教授、酒井友希特命講師らと、名古屋大学高等研究院の菅野里美准教授らの研究グループは、非維管束植物であるゼニゴケの仮根に、栄養元素を吸収する機能があることを明らかにしました。この成果は、陸上植物がどのようにして栄養を取り入れるしくみを進化させてきたのかを理解するうえで重要な手がかりとなります。今後、植物の進化や栄養吸収のしくみに関する基礎研究の発展が期待されます。この研究成果は、2月26日に、国際学術誌「New Phytologist」に掲載されました。...

キーワード：安定同位体/中性子/同位体/クローン/膜輸送/コケ植物/ゼニゴケ/維管束/生殖/CMOS/イメージセンサー/可視光/蛍光体/持続可能/持続可能な開発/センサー/有機物/モデル生物/放射性同位体/リン欠乏/リン酸/輸送体/変異株/トレーサ/土壌/アイソトープ/細胞膜/生体イメージング/トランスクリプトーム/遺伝子/放射線

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発表日：2026年2月24日

ナノアンテナによる円偏光制御と計測手法の開発

シリコンナノ粒子近傍の円偏光特性を解明

本研究では、まず、ナノアンテナとして光学損失が小さく、強い近接場を形成できる球状の誘電体ナノ粒子に着目しました。誘電体ナノ粒子に光を照射すると、Mie共鳴※2と呼ばれる共鳴現象が生じます。Mie共鳴には、電気的共鳴と磁気的共鳴の2種類があり、これらにより粒子周囲に近接場が形成されます。本研究では、Mie共鳴を示す誘電体ナノ粒子として、独自に開発した球形で結晶性の高いシリコンナノ粒子（図1）を用いました。詳細な電磁場シミュレーションにより、球形のシリコンナノ粒子が、特定の条件において、光強度を増強しつつ、円偏光のヘリシティを保存あるいは反転させるという特異な光制御性を有する...

キーワード：アンテナ/空間分布/ラマン散乱/厳密解/磁場/数値計算/エナンチオマー/キラル/モリブデン/局在表面プラズモン共鳴/光反応/反応場/不斉合成/二次元材料/ラマン/円偏光/表面プラズモン共鳴/ナノ構造体/プラズモン/金属ナノ構造/光励起/二硫化モリブデン/表面プラズモン/誘電体/持続可能/持続可能な開発/金属ナノ粒子/シミュレーション/シリコン/センシング/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/ナノ構造/ナノ粒子/ハイブリッド構造/マイクロ/機能性材料/近接場光/屈折率/電子顕微鏡/分解能/光分解/近接場/機能性/結晶性/高分解能/ラマン分光/光制御/創薬

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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

日本全国の沿岸で最大規模となる環境DNA調査を実施し、短期間に合計1,220種もの魚類の分布を調べることに成功しました。調査で得られた分布情報を基に、日本の多くの沿岸魚類に共通して影響する要因を調べました。その結果、日本の沿岸魚類の分布に影響する様々な海流の働きが明らかになりました。大規模な環境DNA調査と先端的なデータ解析手法を組み合わせることで、地域の生物多様性に関する理解を深め、将来の生物分布の予測に役立つことが期待されます。研究の背景近年、人間の活動によって様々な生物の分布が変化していることが報告されています。生物...

キーワード：オープンアクセス/人間活動/海洋/気候変動/データ解析/生物群集/持続可能/持続可能な開発/モニタリング/土壌/環境DNA/親潮/生物多様性/APC

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発表日：2026年2月14日

森林の下層管理が⼟壌と菌類群集に与える影響を解明

六甲⼭系で明らかになった、⽣態系保全における下層植⽣管理の重要性

神戸大学大学院農学研究科の東若菜准教授らと宮崎大学農学部の徳本雄史准教授の研究グループは、兵庫県六甲山系の二次林での実証研究において、アセビ・ササ類の下層植生の刈り取りと多様な林相をともなう管理が森林再生に果たす役割について、土壌環境および土壌微生物の観点から明らかにしました。下層管理が土壌生態系に及ぼす具体的な影響を、土壌物理化学性と菌類の機能的構成の両側面から総合的に示した点が大きな成果です。下層植生の管理は、森林再生を促進するための重要な手法であり、菌類群集の機能的変化を通じて土壌生態系を改善する可能性があります。この研究成果は、2026年1月6日に国際学術誌『Landscape & E...

キーワード：自然再生/微生物群集/因果関係/物理化学/種多様性/生物群集/光環境/モニタリング/有機物/病原菌/生態系/外生菌根/外生菌根菌/菌根菌/森林管理/土壌/土壌微生物/二次林/病原性/微生物/追跡調査/ストレス/真菌

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発表日：2026年1月30日

大規模データ解析で「非天然反応」を担う酵素を発見

データベース探索が切り拓く次世代バイオ触媒

本研究では、自然界に存在する膨大な数の酵素配列情報に着目し、それらを体系的に解析することで、生物が本来行わない「非天然反応」を触媒できる酵素を見いだすことをめざしました。特に、スチレンとジアゾ酢酸エチルという2つの化学物質からシクロプロパン化合物を合成する反応を触媒できる微生物酵素の探索を行いました。この反応は、通常は金属触媒を用いた化学合成で行われるものであり、生物が自然に行う反応ではありません。さらにこの反応では、生成物として4種類の異なる立体構造を持つシクロプロパン化合物（立体異性体）が生じるため、それらを選択的に作り分けることが重要な課題となります。これまでに、Frances Arno...

キーワード：AI/主成分分析/人工知能（AI）/化学物質/データ解析/シクロプロパン/スチレン/立体選択的/ヘムタンパク質/ACT/触媒機能/金属触媒/選択性/持続可能/持続可能な開発/環境負荷/機能性材料/統計解析/機能予測/酵素化学/分子システム/生体内/機能性/哺乳類/変異体/タンパク質工学/生合成/微生物/アミノ酸配列/ゲノム解析/アミノ酸/ヘモグロビン/生体分子/創薬/立体構造/立体選択性/ゲノム

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発表日：2026年1月23日

水溶液プロセスだけで“可視光応答”を有する光エネルギー変換電極を簡便に作製

神戸大学大学院工学研究科の南本大穂講師、水畑穣教授、田尻悠人氏（研究当時：博士課程前期課程）、工学部の岡本千馬氏の研究グループは、水溶液中で進行する「液相析出法（LPD法）※1」を用いて、金ナノ粒子（AuNP）を内包する酸化チタン（TiO2）薄膜光電極の開発に成功しました。酸化チタンに代表される半導体電極は、太陽電池といった次世代の光エネルギー変換材料として期待されています。太陽光を有効にエネルギーとして利用するためには、使用する材料には太陽光の大部分を占める可視光に対する応答能が求められます。本研究では、酸化チタン成長過程に金イオンを導入することで、酸化チタ...

キーワード：プロファイル/光エネルギー/光電子分光/水溶液/表面状態/スペクトル/太陽/アニール/吸収スペクトル/局在表面プラズモン共鳴/金ナノ粒子/光エネルギー変換/光応答性/電子移動/ホウ酸/光応答/太陽光/光電気化学/表面プラズモン共鳴/電子分光/貴金属/電気化学反応/溶液プロセス/キャリア/バンドギャップ/プラズモン/可視光/自己形成/水分解/表面プラズモン/持続可能/分光測定/光照射/持続可能な開発/チタン/金属ナノ粒子/光電変換/酸化チタン/太陽電池/電池/ナノメートル/ナノ粒子/環境負荷/電荷移動/電気化学/電子顕微鏡/半導体/微細加工/近接場/エネルギー変換/ラット/酸化反応/電気化学測定

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発表日：2026年1月14日

イルカが選んだのは都市に最も近い海だった

大阪湾でイルカと人の共存の可能性を発見

神戸大学大学院海事科学研究科の岩田高志助教、松本大一氏（研究当時：大学院生）、荒木陸秀大学院生、海洋研究開発機構の小川真由特任研究員 (研究当時：京都大学大学院農学研究科)、早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構の赤松友成研究院教授、京都大学東南アジア地域研究研究所の木村里子准教授らの研究グループは、大阪湾の明石海峡周辺海域において、イルカが冬から春にかけて時々出現していることを、1年間以上にわたる受動的音響モニタリング注1で明らかにしました。イルカの出現は、海苔（ノリ）養殖が行われる季節と一致しており、イルカが人間活動によって一時的に生態系が豊かになった海域を利用している可...

キーワード：クラウド/環境変化/季節変化/食行動/人間活動/海洋/生態系保全/普遍性/高周波/持続可能/持続可能な開発/モニタリング/沿岸域/海洋環境/哺乳類/海洋生物/生態系/比較研究/漁業

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発表日：2026年1月14日

皮質脳波進行波に基づく選択的情報伝搬の仕組みを発見

皮質脳波（※1）が認知課題によらず前部側頭葉から後方への進行波を成すことを発見しました。課題に関わる脳部位では、脳波進行波への同期の強さが変化する現象を発見しました。同結果は、大脳における選択的な情報伝搬の新しい神経メカニズムを示唆するものです。背景皮質脳波は大脳皮質の表面を進むようなパターン（進行波）を示すことが知られています。理論研究では、この脳波進行波の大域的なパターンが大脳皮質間の情報伝搬に役立つ可能性が指摘されています。しかし、認知課題遂行時の皮質脳波進行波はほとんど調べられておらず、脳波進行波の大域的なパターンがどのように認知課題時の情報伝...

キーワード：脳活動/進行波/大脳/神経内科学/関節/脳神経外科/皮質脳波/てんかん/大脳皮質/海馬/生理学/脳波/臨床研究

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発表日：2026年1月13日

ヤスデの体節の増やし方を3次元的に解明新規体節の形成に伴う上皮の陥入と筋肉の繋ぎ替えを可視化

本研究は、ヤスデ綱オビヤスデ目シロハダヤスデ科に属するマクラギヤスデNiponia nodulosaを対象に、脱皮に先立つ内部構造の変化を詳細に観察することで、体節追加に伴う組織レベルの形態形成過程の解明を試みました。まず、形態形成過程の観察に先立って、脱皮前の詳細な行動観察を行いました。本種の幼体は、脱皮前の「準備期」に「脱皮室」と呼ばれる部屋をつくり、その中で脱皮をします。こうした行動を詳細に観察し、「準備期前期」と「準備期後期」を新たに定義しました（図2）。また、続く「静止期」についても、外部から観察可能な形態変化に基づいて「静止期前期」と「静止期後期」を定義し...

キーワード：行動観察/内部構造/形態学/進化生物学/胚発生/マイクロCT/個体発生/蛍光観察/マイクロ/レーザー/分解能/共焦点レーザー顕微鏡/カイコ/形態変化/甲殻類/昆虫類/節足動物/筋肉/発生学/アクチン/ショウジョウバエ/形態形成/蛍光標識/細胞核/上皮細胞/生体分子

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発表日：2026年1月5日

専用機器不要！「混ぜるだけ」で褐藻類の高効率なゲノム編集に成功

だれでもワカメやコンブの遺伝子機能を調べられる時代へ

神戸大学内海域環境教育研究センターの星野雅和助教、ダンディー大学（英）のCláudia Martinho講師、マックスプランク研究所（独）のSusana Coelho教授らの研究グループは、高価な専用機器を使用せずに、一般的な試薬と細胞を混ぜ合わせるだけで、褐藻類のゲノムを高効率に編集する手法を確立し、その手法がワカメなどの水産有用種にも有効であることを確認しました。本手法は、基本的な実験設備があれば実施可能であることから、未解明な部分が多い褐藻類の遺伝子機能解析が飛躍的に加速し、将来的には品種改良などの応用研究へつながることが期待されます。この研究成果は、12月30日午前11時（米国...

キーワード：最適化/環境教育/気候変動/マイクロインジェクション/ポリエチレン/持続可能/紫外線/持続可能な開発/マイクロ/ポリエチレングリコール(PEG)/CRISPR-Cas/エチレン/変異体/ゲノム編集技術/機能解析/CRISPR/遺伝子機能解析/ゲノム編集/CRISPR-Cas9/RNA/ゲノム/遺伝子

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発表日：2025年12月23日

暑さでも空腹でも、サンゴは白化する

水槽で見えた白化の二面性：暑さで壊れる光合成、空腹で働く生存戦略

東京大学大気海洋研究所の髙木俊幸助教、青山華子大学院生（大学院新領域創成科学研究科）、神戸大学大学院農学研究科の嶋川銀河助教（兼大阪大学太陽エネルギー化学研究センター招聘研究員）らの研究グループは、造礁サンゴであるウスエダミドリイシ（Acropora tenuis）を実験室で長期飼育し、2種類の白化（「高温による白化」と「栄養不足による白化」）と共生藻の光合成の関係を詳細に調べました。サンゴは共生藻の光合成産物に加え、餌を食べて栄養を得ているため、給餌を止めると栄養不足になります。本研究では、沖縄で採集したサンゴを長期間馴致した後、給餌を停止し、常温（26℃）と高温（31...

キーワード：海洋/造礁サンゴ/銀河/太陽/光合成/生存戦略/太陽エネルギー/ACT/持続可能/持続可能な開発/有機物/生態系/高温ストレス/サンゴ礁/褐虫藻/ストレス/細菌/酸化ストレス

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発表日：2025年12月20日

肥料でアブラムシが増えにくいことを豆苗実験で確認

何でも食べる種が、特定の植物しか食べない種を排除

佐賀達矢助教及びその指導を受けた高校生の中谷絢子さんらは、豆苗（エンドウマメの若菜）を用いて2種のアブラムシ（ソラマメヒゲナガアブラムシMegoura crassicaudaとマメアブラムシAphis craccivora）の個体数変化を30日間追跡しました。実験では、肥料あり/なしの条件下で、各種を単独または混合で飼育しました。その結果、以下のことが明らかになりました。...

キーワード：気候変動/アブラムシ/植食性昆虫/コミュニケーション

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発表日：2025年12月20日

ヒトiPS細胞を“そのまま”冷凍保存できる新技術

複雑な冷凍工程の自動化に期待

D-プロリンと合成ポリマーによる相乗効果本研究で開発された凍結保存液にはジメチルスルホキシド（古典的な凍結保存剤）、細胞培養用の培地、水、D-プロリン、合成ポリマー（PDEGMA-b-PMPC-b-PDEGMA）、NaCl（塩化ナトリウム）が含まれています（表１）。...

キーワード：遠心力/計測技術/ポリマー/ロボット/自動化/一細胞/光学顕微鏡/ナトリウム/iPS細胞/筋肉/心臓/細胞シート/凍結保存/アミノ酸/オーダーメイド医療/がん細胞/プロリン/血液/再生医療/細胞接着/細胞培養/創薬/ヒトiPS細胞

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発表日：2025年12月17日

光合成も性も手放したキノコそっくり植物の極限進化に迫る！

極小葉緑体ゲノムとメスだけで増える花の起源を解明

そこで研究グループは、ツチトリモチ属の系統関係、葉緑体の進化、そして特殊な繁殖様式の三つを統合的に調べることで、「光合成も性も手放した植物」がどのような過程を経て進化してきたのかを明らかにすることを目指しました。具体的には、日本本土、屋久島、沖縄諸島、台湾でツチトリモチ属7種を12か所から採集し、各個体について葉緑体ゲノム（葉緑体の設計図）と、どの遺伝子が実際に働いているのかを示すトランスクリプトーム（発現遺伝子の集合）の両方を詳しく解析しました。さらに、葉緑体と核の遺伝子マーカーを組み合わせ、多数の遺伝子情報をもとに系統樹を推定することで、ツチトリモチ属の「親戚関係」を解明しました。...

キーワード：環境変化/脆弱性/太陽/タンパク質合成/遺伝情報/系統樹/個体群/光合成/進化生物学/生殖/生存戦略/無性生殖/葉緑体/核ゲノム/太陽光/持続可能/遺伝子マーカー/持続可能な開発/花粉/菌根菌/遺伝的多様性/ビタミン/ゲノム情報/機能解析/受精/アミノ酸/トランスクリプトーム/トリプトファン/脂肪酸/ゲノム/遺伝子

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発表日：2025年12月8日

鏡視下手術用「ICG蛍光ガーゼ」を産学連携で共同開発・製品化

腹腔内でのガーゼ紛失・遺残リスク低減を目指す

国立大学法人神戸大学大学院医学研究科外科学講座肝胆膵外科学分野（教授：福本巧、以下「神戸大学肝胆膵外科」）と株式会社ヴィータ（本社：兵庫県神戸市、代表取締役：土田忍、以下「ヴィータ」）は、オオサキメディカル株式会社（本社：愛知県名古屋市、代表取締役社長：大崎将男、以下「オオサキメディカル」）と共同で、腹腔鏡手術やロボット支援下手術に代表される鏡視下手術におけるガーゼ遺残リスクの低減を目指した「ICG蛍光ガーゼ（以下、トロックスICG）」を開発し、発売・臨床使用を開始しました。トロックスICGは、近赤外線領域で蛍光を発するインドシアニングリーン（ICG）を利用し、鏡視下手術に...

キーワード：視認性/ワークフロー/最適化/医療機器/産学連携/近赤外/近赤外線/赤外線/腹腔鏡手術/蛍光観察/赤外光/持続可能/持続可能な開発/ロボット/インドシアニングリーン/光イメージング/内視鏡/近赤外光/造影剤/手術/放射線

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発表日：2025年12月6日

深層学習で物理シミュレーションの精度を大幅に向上させるAIを開発エネルギー保存則・散逸則を守り、高性能化・高速化を実現

エネルギー保存則・散逸則を守り、高性能化・高速化を実現

本研究では、エネルギー保存則などの性質が失われない物理シミュレーション手法を発見する深層学習手法を開発しました。この方法を利用すると、エネルギー保存則などを守りつつ、シミュレーションの対象である現象に合わせて、オーダーメイドで最適な物理シミュレーション手法を作成することができます。このように作成された方法は、人が手で設計することが困難な高精度かつ高速なものとなり得ます。また、物理法則を保たない方法は、長時間先の状況を予測しようとすると、エネルギーが不自然に増加してしまって予測結果が破綻してしまうことがあります。ですが、本手法では、そのようなことが起こらないため、現象の長期的な予測も可能...

キーワード：科学技術計算/AI/スーパーコンピュータ/深層学習/人工知能（AI）/幾何学/場の理論/数理科学/カオス/保存則/理論解析/シミュレーション/モデリング/航空機/自動車/スマートフォン

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発表日：2025年12月6日

フラーレン誘導体が光誘起超核偏極に有用であることを発見

高感度化MRIへの応用に必要な実用化レベルの高偏極率を達成

東京大学大学院理学系研究科の坂本啓太大学院生、濱地智之大学院生（現九州大学先導物質化学研究所助教）、楊井伸浩教授らの研究グループは、京都大学大学院理学研究科の御代川克輝大学院生、倉重佑輝准教授、京都大学大学院工学研究科の今堀博教授、理化学研究所開拓研究所および仁科加速器科学研究センターの立石健一郎研究員、上坂友洋主任研究員・兼部長、神戸大学分子フォトサイエンス研究センターの小堀康博教授らと共同で、トリプレットDNPの新規偏極源分子としてフラーレン誘導体の開発を行うことで、高効率なトリプレットDNPを実現しました。光励起三重項電子の高いスピン偏極率を利用したト...

キーワード：ESR/スピン偏極/磁気共鳴/対称性/加速器/電子スピン共鳴/スペクトル/磁場/太陽/芳香族/励起状態/配向制御/芳香族化合物/有機エレクトロニクス/有機太陽電池/核スピン/電子輸送/ペンタセン/光励起/生体適合性/双極子/非晶質/アモルファス/太陽電池/単結晶/電子構造/電池/スピン/マイクロ/マイクロ波/極低温/高効率化/長寿命化/生体内/サッカー/寿命/MRI/スクリーニング/フラーレン/プローブ/核磁気共鳴/構造変化/誘導体/抗がん剤/脂質/非侵襲

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発表日：2025年11月26日

都会に残る水田畦畔から舗装されたアスファルトの隙間まで都市の多様な生育地環境が植物の進化を促進

本研究では、京阪神大都市圏における里山の農地(水田畦畔)、都市の農地や公園、路傍に生育する一年生草本（一年で花を咲かせて種を残す植物）のツユクサの23集団を対象に、➀集団ごとに生育地の環境(土壌pHや水分量、開空度、地表面温度）を測定して比較しました。このとき、地表面温度は衛星データから推定したものを利用しました。➁また各集団から集めた種子を発芽させ、栽培実験を行い、草丈や茎の数、葉の数と大きさ、開花に至るまでの日数など複数の形質を測り、都市-里山間および都市生育地間の違いを比較しました。➂さらに、形質と生育地環境の関係から、都市化に伴うどのような環境変化が、形質の進化に影響しているのかを解析...

キーワード：環境変化/人間活動/富栄養化/堆積物/衛星/塩基配列/光合成/光環境/自然選択/適応進化/持続可能/コンクリート/ヒートアイランド/持続可能な開発/都市開発/都市環境/マイクロ/水田/都市農地/土地所有/農地/環境応答/土壌/衛星データ/温暖化/集団遺伝学/生物多様性/ゲノムワイド/環境要因/反復配列/次世代シーケンサー/ゲノム/遺伝学/遺伝子

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発表日：2025年11月23日

3,000 億粒子の天の川銀河シミュレーションを AI×富岳で実現

星一つ一つを再現する高解像度モデルで銀河進化に迫る

理化学研究所（理研）数理創造研究センター数理基礎部門の平島敬也基礎科学特別研究員、神戸大学大学院理学研究科の斎藤貴之准教授、牧野淳一郎特命教授、筑波大学計算科学研究センターの吉川耕司准教授らの国際共同研究グループは、人工知能（AI）とスーパーコンピュータ「富岳」[1]のシステム全体（約15万ノード）を利用し、星や星間ガスなどを表す3,000億個の粒子を用いて星一つ一つまでを分解した世界最高解像度となる天の川銀河のシミュレーションを実現しました。本研究成果により、天の川銀河の渦状腕構造（渦巻銀河が持つ、円盤上で中心から外側に向かって渦を巻いて伸びる腕状の構造）や、銀...

キーワード：MPI/アーキテクチャ/アクセラレータ/科学技術計算/統計モデル/ベンチマーク/AI/GPU/コンパイラ/スーパーコンピュータ/フレームワーク/プログラミング/画像処理/画像認識/機械学習/最適化/情報基盤/深層学習/人工知能（AI）/並列化/計算量/圧縮性流体/核融合/核融合プラズマ/粒子シミュレーション/スケーリング/気候変動/地球内部/すばる望遠鏡/ダークマター/暗黒物質/宇宙科学/宇宙論/衛星/化学進化/銀河/銀河形成/銀河系/銀河進化/銀河中心/元素合成/衝撃波/新星/数値シミュレーション/数値計算/星形成/太陽/太陽系/大規模構造/大質量星/超新星/超新星爆発/天文学/望遠鏡/惑星/材料科学/メモリ/ボトルネック/3次元構造/HPC/シミュレーション/データ構造/モデル化/性能評価/大規模シミュレーション/動力学/分解能/平滑化/並列計算/流体力/流体力学/ラット/構造変化/スマートフォン

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発表日：2025年11月12日

タンパク質品質管理に関わる小胞体内の新区画を発見

糖尿病、ALS、アルツハイマー症などに対峙する革新的治療法開発に光

小胞体内に存在し、不良タンパク質の凝集を抑制するなどの機能をもつプロテインジスルフィドイソメラーゼ（PDI）ファミリーの中から、カルシウム依存的に相分離する因子PDIA6を発見しました。相分離したPDIA6はその中で未成熟インスリンの凝集を抑制しつつ、立体構造形成を促進し、成熟インスリンの効率的な生産に不可欠な役割を果たしていることが明らかとなりました。本機構の破綻が引き起こす種々の疾病の成因解明につながると期待されます。研究の背景細胞内には、タンパク質の立体構造の形成反応を補助するタンパク質品質管理機構が備わっており、多くの生体機能の維持に寄与してい...

キーワード：オープンアクセス/品質管理/相分離/構造形成/スルフィド/タンパク質品質管理/細胞内小器官/ジスルフィド結合/前駆体/組み換え/システイン/応用動物/哺乳動物/Ca2+/シャペロン/糖鎖修飾/APC/中枢神経/筋萎縮/生体防御/インスリン/カルシウム/チオール/パーキンソン病/活性酸素/活性酸素種/官能基/凝集体/細胞生物学/小胞体/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/生体分子/創薬/動的構造/膜タンパク質/立体構造/2型糖尿病/遺伝子/遺伝子発現/筋萎縮性側索硬化症 /神経疾患/糖尿病/脳神経疾患

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発表日：2025年11月5日

都市化で餌を変えながら生きるスズメバチの実態をDNA解析で解明

コガタスズメバチは餌を転換、キイロスズメバチは選択性を保持

研究手法2023年8月から9月にかけて、兵庫県神戸市・伊丹市の都市部と郊外からスズメバチの巣17個を採集し、幼虫51個体の腸内容物をDNAメタバーコーディング法により解析しました（図1）。また、宇宙航空研究開発機構（JAXA）の高解像度土地利用データを使用して、巣の周囲の建物・道路などの開発地面積を定量化し、餌選択に対する都市化の影響を統計的に評価しました。...

キーワード：環境変化/行動観察/人間活動/影響評価/季節変動/生物群集/選択性/持続可能/持続可能な開発/都市環境/統計解析/環境保全/生態系/植食性昆虫/土地利用/比較研究/食物網/生態学/生物多様性

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発表日：2025年11月4日

電場と温度勾配が駆動する新しいホール効果の発見

キラル物質における特異な非線形熱電効果を実証

理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター動的創発物性研究チームの野本哲也特別研究員、賀川史敬チームディレクター、強相関物質研究グループの吉川明子上級技師、量子コンピュータ研究センター半導体量子情報デバイス理論研究チームの仲澤一輝研究員、神戸大学大学院理学研究科物理学専攻の山口皓史特命助教（理研創発物性科学研究センタースピン物性理論研究チーム客員研究員）の共同研究グループは、キラル物質[1]において電場と温度勾配の共存によって生じる新しいホール効果（電流の向きが曲がる現象）を発見しました。本研究成果は、熱の流れの制御や廃熱を使った発電などに役立つ新たな熱電効果の...

キーワード：位相幾何学/トポロジー/トポロジカル絶縁体/バンド構造/温度勾配/幾何学/磁気構造/多極子/対称性/熱電効果/非線形/非線形応答/物性理論/輸送現象/量子コンピュータ/量子情報/量子輸送/量子輸送現象/ホール効果/輸送特性/磁場/波動関数/キラル/トポロジカル/強相関/エネルギー利用/スピン流/温度センサー/絶縁体/電子デバイス/単結晶/電子状態/スピン/センサー/ダイナミクス/マイクロ/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学/エネルギー変換/結晶構造/スマートフォン

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発表日：2025年10月30日

量子ゲーム理論を応用した音楽意思決定システムを開発

音を通じて量子的な相互干渉確率構造を体験可能に

本研究では、量子ゲーム理論を応用し、音楽演奏を通じて量子的な意思決定を体験できる世界初のブラウザベースシステムを開発しました。プレイヤーはインターネットを介して二人一組で参加し、それぞれブラウザ上のピアノ鍵盤から自由に演奏、すなわち遠隔的セッションを行います。その際、打鍵した音（ピッチ）がそのまま発音されるとは限らず、両者の戦略を元に相互干渉的な確率構造（これが量子ゲーム理論で記述される）によりピッチシフトされた音が発音されます。各プレイヤーA、Bのピッチシフトに関わる情報は、リモートサーバ上で量子コンピューティングにおける情報の最小単位である量子ビット※7によって表現さ...

キーワード：ハードウェア/科学技術計算/インターフェース/コンピューティング/インターネット/インタラクション/クラウド/ゲーム/最適化/人工知能（AI）/認知科学/量子計算/ロジスティクス/社会システム/囚人のジレンマ/創造性/ゲーム理論/エンタングルメント/確率論/揺らぎ/量子コンピュータ/量子もつれ/量子干渉/量子鍵配送/量子情報/量子測定/量子通信/量子論/量子ビット/量子コンピューティング/材料設計/シミュレータ/モデリング/モデル化/量子力学/干渉効果/聴覚/ゆらぎ

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発表日：2025年10月26日

電源不要・高速・高感度―環境DNA濃縮「QuickConc®」の新手法を開発

現場で簡便に濃縮完結。従来法より高感度・短時間で生物多様性調査を加速

電源不要、わずか数分で環境DNAを濃縮できる、迅速・簡便かつ現場での濃縮が可能な新技術QuickConc®を開発しました(図1.)。カチオン性物質を利用した独自技術により、従来法と比較して5〜10倍の高いDNA収量を達成し、生物由来の核酸の検出精度を飛躍的に向上させます。濁った水や有機物が多い水でも使用可能で、これまで調査が難しかった環境でも、安定した高効率なDNA回収を可能にします。研究の背景近年、環境中に存在するDNA（環境DNA）注1を分析することで、生物の生息状況を把握する技術が、生態学や環境保全の分野で急速に普及していま...

キーワード：環境教育/外来種/リアルタイムモニタリング/持続可能/市民参加/持続可能な開発/水環境/シリカ/モニタリング/有機物/ため池/環境保全/生態系/絶滅危惧種/土壌/DNA分析/環境DNA/漁業/生態学/生物多様性/病原体/次世代シーケンサー/カチオン/サーベイランス/非侵襲

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発表日：2025年10月14日

イオンゲルとグラフェンで、機械学習の計算を劇的に省力化できるAIデバイスを実現

エッジAI向け省エネ技術として期待

従来の課題近年、深層学習や生成AIに代表される機械学習の消費電力が指数関数的に増大しており、深刻な社会問題となっています。この解決に向けて低消費電力かつ高い計算性能を備えた人工知能（AI）デバイスの需要が高まっています。高効率な脳型情報処理であるリザバーコンピューティング(1)を行うAIデバイス「物理リザバー」(2)は、計算負荷（必要な積和演算の数）が小さく省電力であるため注目されていますが、ソフトウェア処理に比べて低い計算性能が課題でした。成果のポイント今回、NIMS、東京理科大学、神戸大学からなる研究チームは、...

キーワード：コンピューティング/ベンチマーク/AI/アルゴリズム/クラウド/タスク/ディープラーニング/ニューラルネットワーク/プライバシー/機械学習/深層学習/人工知能（AI）/生体信号/微分方程式/パルス/結び目/非線形/非線形応答/カオス/テクトニクス/イオン液体/ナノマテリアル/高分子/酸化還元反応/電子移動/電気二重層トランジスタ/ソフトマテリアル/分子吸着/2次元材料/キャリア/トランジスタ/ニューロモルフィック/メモリ/絶縁体/電界効果トランジスタ/電気二重層/電子デバイス/誘電体/過渡応答/省エネ/還元反応/イオン伝導/ナノワイヤ/電界効果/グラフェン/データ処理/トラップ/ナノスケール/ナノ構造/ニューラルネット/ネットワーク構造/フィードバック/モデル化/異常検知/移動度/光学素子/酸化還元/周波数/低消費電力/電解質/熱伝導/半導体/非線形性/脳型情報処理/神経回路網/極性輸送/リザバーコンピューティング/ニューロン/短期記憶/血液/神経回路/スマートフォン

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発表日：2025年10月13日

リツキシマブの早期投与が小児頻回再発型/ステロイド依存性ネフローゼ症候群の長期寛解を導く

上記のような欧州小児腎臓学会の実態も考慮し、JSKDCは、2018年11月から、難治性に至っていない小児FRNS/SDNSに対するリツキシマブの有効性・安全性を検証する目的で、全国多施設二重盲検プラセボ対照ランダム化比較試験（JSKDC10試験）を医師主導治験として実施しました。JSKDC10試験では、難治性に至っていない小児FRNS/SDNS患者を対象として、再発時に登録し、標準的なプレドニゾロン治療で完全寛解に導入した後に、リツキシマブ 375 mg/m2（最大500 mg）あるいはプラセボを1週間間隔で2回投与し、その後、プレドニゾロンを減量中止し、1年間経過観察し...

キーワード：データ解析/持続可能/持続可能な開発/ハザード/ネフローゼ/腎臓病/免疫抑制/リンパ球/胎児/追跡調査/モノクローナル抗体/B細胞/ステロイド/血液/抗原/腎臓/副作用/臨床試験/医師/抗体/小児/難病/薬物動態/臨床研究

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発表日：2025年10月7日

太陽活動が月面電気環境を左右する新たな仕組みを発見

持続的な有人活動に向けた月環境評価につながる成果

本研究では、起伏に富んだ月面において広く存在すると考えられる窪んだ地形の内部に蓄えられる静電気量を、スーパーコンピュータを用いた物理シミュレーションで検証しました。月は地球の周りを公転する期間の7割で太陽風プラズマにさらされます。この太陽風プラズマを構成するイオンと電子の通常時の運動状態は、イオンが直進性を持つ一方で、電子は四方八方に飛び交って（多方向性）おり、互いに大きく異なります。ただしこれらの粒子運動の直進性と多方向性の度合いは、太陽活動や太陽風の状態（特に速度）に応じて、様々に変わります。今回の研究では、100回を超える計算機シミュレーションをスーパーコンピュータ上で実施することで、様...

キーワード：コンピューティング/スーパーコンピュータ/ハイパフォーマンス・コンピューティング/情報学/情報基盤/環境リスク/計算機実験/宇宙プラズマ/計算機シミュレーション/宇宙科学/時間変動/太陽/太陽活動/太陽系/太陽風/惑星/惑星科学/環境評価/熱環境/シミュレーション/ハザード/ハザードマップ/リスク評価/大規模計算/パフォーマンス/環境因子/放射線

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発表日：2025年10月7日

3歳検尿が小児アルポート症候群の最多の発見契機

未就学児の検尿による早期発見・早期治療が腎予後の改善につながる

本研究は、遺伝学的に確定された18歳以下の国内アルポート症候群患者356例を対象に、発見契機、症状、遺伝形式の内訳および3歳検尿時点での「アルポート症候群診療ガイドライン2017」に基づく治療開始基準の充足状況を解析しました。その結果、発見契機として最も多かったのは3歳検尿（113例）、次いで肉眼的血尿（81例）でした（図1）。3歳検尿で発見された113例の遺伝形式内訳は、X連鎖女性43.3％、X連鎖男性30.1％、常染色体優性19.5％、常染色体劣性6.2％でした。さらに、3歳検尿で発見された患者の約60％が、発見時点で既にRAS阻害薬開始基準を満たしていました。本研究により...

キーワード：データ解析/遺伝性疾患/持続可能/持続可能な開発/ネフローゼ/腎臓病/糸球体/腎移植/腎不全/染色体/早期診断/難聴/ゲノム解析/ホルモン/胎児/スクリーニング/スプライシング/基底膜/腎機能/腎臓/ゲノム/遺伝学/医師/血圧/小児/全ゲノム解析/早期発見/難病/非侵襲/慢性腎臓病/臨床研究

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発表日：2025年10月7日

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

水の電気分解において、電極触媒表面でどのようなプロセスで化学反応が進行するかを知るために必要な表面の原子配置を、放射光を利用して観察しました。今回研究したコバルト酸化物では、高機能触媒と類似の構造が電気化学環境下で自発的に形成され、それに伴い触媒活性も変化することを発見しました。再生可能エネルギーの貯蔵を無駄なく行うために必要な触媒の開発に、原子スケールの構造情報が利用できるようになります。研究の背景水の電気分解は環境負荷のないエネルギー貯蔵の重要なステップであり、その反応を効率化するために多くの研究が行われています。白金...

キーワード：オープンアクセス/ベイズ推定/再生可能エネルギー/コバルト酸化物/高エネルギー/水溶液/X線回折/ストロンチウム/加速器/放射光/放射光X線/データ解析/太陽/太陽光/電気分解/電極触媒/チタン酸ストロンチウム/貴金属/エネルギー貯蔵/ペロブスカイト/電解液/持続可能/還元反応/持続可能な開発/太陽光発電/チタン/界面構造/カリウム/コバルト/環境負荷/金属酸化物/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/APC/水素ガス/パラジウム/構造変化

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発表日：2025年10月7日

マウス糖尿病網膜症における免疫細胞の挙動を新しい経瞳孔イメージング法により解明

網膜を生きたまま簡便・高解像度で観察できる新技術を確立

本研究では、2光子顕微鏡を用いて、高解像度かつ簡単に、生体マウスの網膜を観察できる新しい方法を開発しました。頭部を固定する装置、角膜を保護するための特注のコンタクトレンズ、そして網膜の奥まで鮮明に観察できる特殊な対物レンズを組み合わせることで、従来必要とされた高価で複雑な「補償光学」と呼ばれる特殊な技術を使わずに、生体の網膜を鮮明に観察できるようになりました。この改良によって、神経細胞や血管だけでなく、ミクログリアの突起の細かな動きまで長時間にわたり安定して記録することが可能となりました。この新しい観察法を使って、ストレプトゾトシンという薬剤によって糖尿病を誘導したマウスの網膜を調べた...

キーワード：赤外線/天文学/レンズ/モニタリング/レーザー/補償光学/血流/神経活動/生体内/診断法/消化管/グリア細胞/炎症反応/角膜/血管障害/合併症/疾患モデル動物/早期診断/緑内障/臨床応用/ホルモン/加齢黄斑変性/モデルマウス/病態解明/インスリン/グリア/マウス/ミクログリア/モデル動物/受容体/神経細胞/神経保護/免疫細胞/網膜/加齢/疾患モデル/神経疾患/生理学/糖尿病/非侵襲

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発表日：2025年9月27日

植物の低温耐性を支える新たなメカニズムを発見

葉緑体の活性酸素ダメージの軽減機構

気候変動が進む中、作物の温度耐性を支えるメカニズムの解明が求められています。低温ストレスは、キュウリなどの夏作物の光合成を阻害して生育を低下させますが、その詳細なメカニズムは不明でした。京都大学大学院農学研究科伊福健太郎教授、竹内航同博士後期課程学生、播本慎太郎同修士課程学生、神戸大学大学院農学研究科三宅親弘教授らの研究グループは、葉緑体にある「NDH複合体」の分解がキュウリの低温ストレス障害のトリガーであることを明らかにしました。低温に弱いキュウリ品種では、低温ストレス時にNDHが分解され、光合成の阻害と葉の白化が起こりました。一方、低温に強いキュウリ品種ではNDHは低温でも安定...

キーワード：光エネルギー/地球温暖化/気候変動/アニオン/光化学/キュウリ/クロロフィル/タンパク質複合体/光化学系I/光合成/光阻害/葉緑体/持続可能/光照射/持続可能な開発/二酸化炭素/CO2固定/フェレドキシン/変異体/シロイヌナズナ/環境ストレス/イネ/温暖化/ROS/イミン/スーパーオキシド/ミトコンドリア/活性酸素/活性酸素種/受容体/ストレス/生理学

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発表日：2025年9月25日

世界初、カンキツ害虫の共生細菌から「謎の管状構造」を発見

害虫防除や生命進化研究に新たな突破口

豊橋技術科学大学の中鉢淳准教授、韓国・釜山大学の宋致宖助教授、生理学研究所の村田和義特任教授、神戸大学の洲﨑敏伸学術研究員らによる国際研究チームは、世界的なカンキツ害虫であるミカンキジラミに共生する細菌「プロフテラ」から、生物界に前例のない新たな管状構造を発見しました。この成果は、チームが多様な顕微鏡技術を駆使して明らかにしたもので、害虫防除の新たな戦略に加え、生命進化の研究にも大きな展開をもたらす可能性があります。本研究成果は、2025年9月18日付で科学雑誌「Npj Imaging」にオンライン掲載されました。詳細ミ...

キーワード：南西諸島/トモグラフィー/超高圧/内部構造/ゲノムDNA/タンパク質合成/オルガネラ/リボソームRNA/遺伝情報/電子線/切削/走査型電子顕微鏡/物質輸送/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/微細構造/分解能/リボソーム/一細胞/SEM/共生細菌/SPECT/ゲノム情報/FISH/in situハイブリダイゼーション/RNA/アミノ酸/ハイブリダイゼーション/プローブ/ミトコンドリア/小胞体/ウイルス/ゲノム/遺伝子/細菌/生理学

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発表日：2025年9月18日

デバイス界面の作り方で磁気特性が変わることを予測

次世代スピントロニクスデバイスの性能向上に期待

本研究では、量子力学に基づく理論計算とスパコンを活用して、NiFe強磁性合金とグラフェン界面の吸着エネルギーと磁気特性について、図1(左)のようにNiFe強磁性合金とグラフェンが吸着したモデルを用いて、グラフェンの吸着位置のみならずNiFe強磁性合金基板および表面の組成比を変化させながら調べました。2次元層状物質は、ファンデルワールス力という非常に弱い相互作用で積層することが知られています。このため、金属表面と2次元層状物質の吸着力も一般的に弱く、主にファンデルワールス相互作用に起因します。図1右のようにNiFe強磁性合金上におけるグラフェンの吸着位置を調べたところ、グラフェンは表面金...

キーワード：計算モデル/磁気抵抗/弱い相互作用/物質科学/強磁性金属/磁気モーメント/情報機器/接合界面/ファンデルワールス力/強磁性/層状物質/持続可能/持続可能な開発/原子構造/酸化物薄膜/磁気特性/グラフェン/スピン/スピントロニクス/トンネル/酸化物/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学

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発表日：2025年9月11日

高効率アルカリ水電解を実現する酸素発生触媒の“反応場”をオペランド観測で解明

フッ素をドープしたニッケル化合物触媒をマイルドに調製して実現

図1：LPD 成膜の概念図と合成した材料像（1）合成と材料設計本研究では、金属－フッ化物の配位平衡を利用する液相析出（LPD）法※4で、ニッケルフォームなどの多孔質基板上にフッ素を取り込んだ α-N...

キーワード：再生可能エネルギー/X線吸収分光/高エネルギー/水溶液/表面状態/XAFS/軟X線/反応場/電気分解/エネルギー利用/高原子価/貴金属/酸素発生反応/前駆体/金属触媒/持続可能/持続可能な開発/局所構造/材料設計/電子状態/カリウム/フッ素/環境負荷/水素製造/性能評価/多孔質/耐久性/電解質/電気化学/導電性/熱処理/結晶性/SPECT

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発表日：2025年9月1日

糖尿病治療薬メトホルミンが血中の金属濃度に影響

金属キレート作用により血糖降下や合併症予防への関連を示唆

糖尿病治療薬メトホルミンが、ヒトの血液中における金属濃度に影響を与えることを世界で初めて明らかにした。メトホルミンを服用している糖尿病患者では、銅・鉄の濃度が低く、亜鉛の濃度が高いことが分かった。メトホルミンによる金属濃度への影響は、血糖降下作用や糖尿病合併症の予防と関連している可能性がある。研究の背景私たちの体には、銅・鉄・亜鉛などの「必須微量元素」と呼ばれる金属が存在し、代謝、細胞修復、免疫機能など、さまざまな生命活動において重要な役割を担っています。これらの金属は、過剰でも不足しても健康に悪影響を及ぼすため、体内ではそのバランスが厳密に調整されて...

キーワード：免疫機能/金属元素/微量元素/グルコース/持続可能/持続可能な開発/金属イオン/合併症/血液/抗炎症/抗炎症作用/腎機能/内分泌/2型糖尿病/社会医学/糖尿病/動物実験/動脈硬化/臨床研究

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発表日：2025年8月24日

都市化度によって蜂の駆除依頼パターンが異なることを解明

神戸市におけるスズメバチ類の駆除データ7,916件を分析

神戸大学大学院人間発達環境学研究科の佐賀達矢助教、内山愉太助教と九州大学大学院理学研究院の中田泰地特任助教らの研究グループは、神戸市内のスズメバチ類の駆除依頼記録7,916件（2019-2021年）を分析し、都市化の進行度合いによってスズメバチ属とアシナガバチ属の人間との軋轢パターンが大きく異なることを明らかにしました。スズメバチやアシナガバチはさまざまな昆虫や小動物を捕食し、生態系のバランスを保つ重要な役割を担っています（写真）。しかし、気づかずに巣に近づいてしまった場合などに刺傷事故が発生し、国内で年間約20名の死亡例が報告されています。そのため、それらの蜂に対して個々人が適切に対...

キーワード：混合モデル/線形混合モデル/統計モデル/統計分析/人口統計/自然保護/都市緑地/生態系サービス/地域特性/データ収集/データ解析/持続可能/リスク認知/持続可能な開発/地理情報/都市開発/アンケート調査/都市計画/統計解析/ニュータウン/農地/生態系/土地利用/生態学/生物多様性

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発表日：2025年8月5日

植物幹細胞が“覚醒”するスイッチを発見

植物が肥大成長を始める仕組みの解明

研究グループは、まずVISUALに1細胞遺伝子発現解析※6という手法を適用した先行研究のデータセットを再解析することで、形成層幹細胞が活動を開始するまでの過程を細胞レベルで高精度に調べました。その結果、VISUALで形成層幹細胞が作り出される直前の段階において、植物ホルモンであるサイトカイニンへの応答が一時的に強くなることを見いだしました（図2）。このサイトカイニンへの応答を抑制したところ、形成層幹細胞が作られなくなりました。...

キーワード：時間分解/維管束/光合成/環境適応/時間分解能/持続可能/持続可能な開発/ダイナミクス/二酸化炭素/分解能/一細胞/生体内/分裂組織/植物ホルモン/シロイヌナズナ/細胞運命/遺伝子発現解析/光イメージング/発現解析/ホルモン/サイトカイニン/幹細胞/蛍光イメージング/細胞分裂/多能性幹細胞/遺伝子/遺伝子発現/老化

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発表日：2025年7月22日

プライバシー保護連合学習技術「DeepProtect」「eFL-Boost」を活用した不正送金検知の実証実験を実施し、再現率向上を確認

国立研究開発法人情報通信研究機構（NICT(エヌアイシーティー)、理事長: 徳田英幸）、国立大学法人神戸大学（学長: 藤澤正人）及び株式会社エルテス（代表取締役: 菅原貴弘）は、科学技術振興機構（JST）戦略的創造研究推進事業の支援を受け、プライバシー保護連合学習技術「DeepProtect」*1及び「eFL-Boost」*2を活用した安全な組織間データ連携技術の社会実装の研究を実施しました。本...

キーワード：パーソナルデータ/パターン認識/ブースティング/外れ値/学習過程/予測誤差/アルゴリズム/タスク/プライバシー/プライバシー保護/機械学習/深層学習/人工知能（AI）/情報通信/学習システム/協調学習/金融取引/データ解析/エンジン/シナリオ/モニタリング/実証実験/性能評価/決定木/連合学習/画像診断/異分野融合/放射線

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発表日：2025年7月22日

楽観的な人々は似たような未来を思い描く

楽観性に共通する脳の働きを可視化

実験方法本研究では、fMRIを用いた2つの研究を実施し、計87名（研究1：30名、研究2：57名）の被験者を対象に検討しました。被験者にはMRI装置内で、感情価※4の異なるさまざまな未来の出来事を、自分自身または配偶者の身に起きることとして具体的に想像してもらい、その際の脳活動を計測しました。出来事の具体例としては、「リゾートホテルに宿泊する（ポジティブ）」、「多額の借金を背負う（ネガティブ）」などが挙げられます。また、被験者はfMRI実験後にアンケート調査により楽観性を測定する心理尺度に回答し、その数値を用いて楽観性の程度を評価しました。数値が高いほど...

キーワード：行動実験/視覚化/類似度/認知科学/心身の健康/脳活動/磁気共鳴/低次元/普遍性/社会的ネットワーク/アンケート調査/血流/神経活動/磁気共鳴画像/前頭前野/ヘモグロビン/脳機能

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発表日：2025年7月9日

少数データから光触媒性能を予測可能な機械学習モデルを開発

太陽光水素製造技術の実現に向けた材料開発を加速

本研究では、39種類の元素の中から複数種を選んでドープしたヘマタイト光触媒を、ソルボサーマル法注6）によって合成し、導電性ガラス基板上に集積・焼成することで、計97種類の光触媒電極を作製しました。1.6Ｖの電圧印加時の光電流密度を目的変数注7）、サンプルの組成情報から作成した元素特徴量や各種分析データを説明変数注8）として、二段階のLASSO回帰による光電流密度の予測を行いました（図1）。LASSO回帰を二段階にすることで、モデルの予測精度が最大化する説明変数を選択でき、過学習注9）や学習不足による予測精度...

キーワード：変数選択/回帰分析/性能予測/機械学習/人工知能（AI）/金属元素/光エネルギー/水素生成/正則化/太陽/光エネルギー変換/反応場/太陽光/光電流/マテリアルズ・インフォマティクス/触媒作用/可視光/持続可能/酸化鉄/持続可能な開発/ドーピング/光触媒/環境負荷/水素製造/導電性/二酸化炭素/インフォマティクス/エネルギー変換

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発表日：2025年7月2日

AIで実現する高解像度銀河シミュレーション

銀河進化の計算を6カ月短縮し約2カ月で完了

理化学研究所（理研）数理創造研究センター数理基礎部門の平島敬也基礎科学特別研究員、東京大学大学院理学系研究科の藤井通子准教授、森脇可奈助教、東北公益文科大学公益学部公益学科の平居悠講師、神戸大学大学院理学研究科の斎藤貴之准教授、牧野淳一郎特命教授、マックス・プランク天体物理学研究所のウーリッヒ・フィリップ・ステインワンデル博士研究員、フラットアイアン研究所計算天体物理学センターのシャーリー・ホーグループリーダーの国際共同研究グループは、人工知能（AI）の深層学習[1]を用いて超新星爆発[2]の複雑な物理過程を予測するサロゲート・モデル[3]を開発し、これを銀河形成シミュレーション[4]コード...

キーワード：ミリ波/AI/スーパーコンピュータ/ニューラルネットワーク/フレームワーク/画像処理/画像認識/機械学習/最適化/自然言語/自然言語処理/深層学習/人工知能（AI）/言語処理/密度揺らぎ/揺らぎ/生命の起源/サブミリ波/すばる望遠鏡/ダークマター/暗黒物質/衛星/化学進化/銀河/銀河形成/銀河系/銀河進化/元素合成/初期宇宙/衝撃波/新星/数値シミュレーション/数値計算/星間物質/星形成/星形成領域/太陽/大質量星/超新星/超新星爆発/超伝導/天体物理学/分光器/望遠鏡/惑星/矮小銀河/ボトルネック/大規模数値計算/エンジン/シミュレーション/ニューラルネット/フィードバック/モデル化/動力学/分解能/マッピング/層構造/高分解能/妥当性/ラット

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発表日：2025年6月12日

分子内のすばやい動きで高いエネルギー光へ変換

量子センシングの医療応用にも期待

本研究では、アントラセンとよばれる発色団を橋渡しする中心原子としてホウ素を用いた三量体分子を用い、励起子の分子運動を活性化させる戦略を考えました。ホウ素原子で連結された嵩高い三量体発色団分子において、ホウ素に繋いだ三つの単結合（図1a）は、炭素原子による四本の単結合とは異なり、安定なオクテット則を満たしません。この中心原子からの低い結合次数による不安定性が、三量体内での三重項励起子(図1b)の分子活性化運動につながると予想しました。そこで分子内で三重項励起子ホッピングを示すことが期待されるトリ（9-アントリル）ボラン（TAB）をTTA-UC材料の発光体とし、光増感剤である白金2,3,7,8,1...

キーワード：情報学/シナジー/光エネルギー/持続可能社会/パルス/原子核/高エネルギー/時間分解/電子スピン共鳴/スペクトル/近赤外/磁場/赤外線/太陽/分子活性化/アントラセン/分子運動/光エネルギー変換/物理化学/分子配向/太陽光/磁気モーメント/有機分子/量子センシング/パルスレーザー/可視光/赤外光/双極子/波長変換/発光素子/分子振動/トルエン/持続可能/ボトルネック/紫外線/持続可能な開発/太陽光発電/反応速度/材料設計/太陽電池/電池/スピン/センシング/ピコ秒/マイクロ/マイクロ波/レーザー/拡散係数/量子力学/励起子/エネルギー変換/ホウ素/アップコンバージョン/がん治療/ポルフィリン/近赤外光/光増感剤/増感剤/立体構造

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発表日：2025年6月9日

土壌菌により活性化されるとジャガイモの寄生虫を孵化させる鍵物質を発見

植物・微生物・寄生虫の三者間の相互作用を明らかに

これまでの研究により、ソラノエクレピンB（SEB）は土壌中の微生物によってソラノエクレピンA（SEA）へと変換されることが明らかとなっていました。本研究では、エクレピン類が土壌微生物により変換される過程を理解する手がかりを得るために、このエクレピン類の土壌中における変換をより詳細に解析することからスタートしました。材料には、無菌的に培養したトマト毛状根※3の培養液を用いました。この培養液には、毛状根から分泌されたSEBが含まれていますが、SEAは含まれていません。このトマト毛状根培養液を土壌と混合し、時間経過に伴うSEBおよびSEAの量の変化を測定したところ（図1左）、予...

キーワード：原子核/磁気共鳴/γ線/分子構造/生存戦略/質量分析/ACT/樹脂/前駆体/持続可能/持続可能な開発/スピン/植物組織培養/不定根/構造決定/植物ホルモン/ダイズ/トマト/土壌/土壌微生物/寄生虫/生合成/生合成遺伝子/微生物/組織培養/ホルモン/代謝産物/ゲノム編集/アセチル化/シグナル分子/ストレス応答/核磁気共鳴/ゲノム/コミュニケーション/ストレス/遺伝子

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発表日：2025年6月5日

がん細胞を生体内の深部までリアルタイムに可視化

新しいがん治療評価系やがん診断法への展開に期待

本研究では、がんの生体イメージング用に改良を施した独自の顕微内視鏡※1と、理化学研究所の宮脇敦史チームディレクターらが開発したFucciシステム（Fucci(SA)5）※2を導入したがん移植モデルマウスを用いて、がん深部に存在するがん細胞を生体内でリアルタイムに解析できる技術の開発に成功しました。この技術は、直径0.35 mmの光ファイバーを生体組織に刺入することで、内視鏡のように内部の細胞を撮像することを特徴とします（図１）。したがって、組織深部まで細胞の撮像が可能であり、本研究では直径1 cmにも達する大きさのがんおいても、端から端までがん細胞...

キーワード：埋め込み/悪性化/ファイバー/持続可能/空間情報/持続可能な開発/微細構造解析/レーザー/光ファイバー/微細構造/分解能/医工学/生体内/実験動物/診断法/細胞応答/抵抗性/生体組織/脳神経科学/蛍光タンパク質/治療抵抗性/生体イメージング/染色体/内視鏡/肉腫/評価法/モデルマウス/線維芽細胞/イミン/がん細胞/がん治療/ドキソルビシン/プローブ/マウス/ライブイメージング/虚血/蛍光色素/細胞核/細胞死/細胞周期/細胞分裂/神経科学/創薬/培養細胞/免疫細胞/医師/抗がん剤

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発表日：2025年5月26日

ヘムタンパク質が植物の形づくりを制御する

コケ植物と被子植物に保存されたRLFタンパク質の役割を解明

本研究グループは、シロイヌナズナRLFのアミノ酸配列をもとに相同配列を検索した結果、ゼニゴケにもシトクロムb5様ヘム結合ドメイン（Cytb5-HBD）を含むRLF相同遺伝子（共通の祖先をもつ遺伝子）が見つかり、これをMpRLF遺伝子と名付けて解析を進めました。まずMpRLFがゼニゴケの器官発生にどのような影響を与えるのか調べるために、MpRLF遺伝子を欠損させた変異体（Mprlf）を作出しました。野生型と比べて、変異体では、葉状体の成長抑制、杯状体の形成阻害、異常な...

キーワード：普遍性/スペクトル/分子構造/酸化還元反応/アブラナ科/ヘムタンパク質/コケ植物/シトクロム/ゼニゴケ/進化生物学/生殖/組み換えタンパク質/電子伝達/クロム/可視光/還元反応/紫外線/酸化還元/生産性/組み換え/遺伝子改変/ゲノム配列/変異体/シロイヌナズナ/リグニン/生合成/アミノ酸配列/分子機能/アミノ酸/ヘモグロビン/ゲノム/遺伝子/脂質/脂質代謝

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発表日：2025年5月24日

DNA解析によりスズメバチの多様な食餌の習慣が明らかに

―蜂飼育者の餌選択における経験知に科学的裏付け―

研究グループは、中部地方の里地里山において食用として珍重されるシダクロスズメバチを対象に、野生巣および飼育巣で捕食している餌生物種の差異を DNA メタバーコーディングで解析しました。岐阜・長野の野生巣 5 巣と飼育巣 7 巣から終齢幼虫 52 個体を採取し（図3）、腸の内容物の COI 遺伝子領域の配列を調べたところ、昆虫やクモに加えて鳥類・哺乳類・両生類・爬虫類・魚類を含む計 324 種の餌生物を同定しました。巣あたりの総餌種数は野生巣と飼育巣でほぼ同じでしたが、餌種の組成は両者で異なり、野生巣では野生の脊椎動物種の検出頻度が有意...

キーワード：ホットスポット/両生類/爬虫類/脊椎動物/持続可能/情報交換/アンケート調査/環境負荷/哺乳類/カエル/生態系/DNA分析/生物多様性/脊椎/妥当性/遺伝子

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発表日：2025年5月21日

一画素カメラでホログラム動画の記録に成功

散乱透視顕微鏡への応用も実証

神戸大学大学院システム情報学研究科の米田成准教授と次世代光散乱イメージング科学研究センターの的場修教授は、スペインのジャウメ１世大学のEnrique Tajahuerce教授のグループと共同で一画素センサーを使用したホログラム動画の記録に成功しました。通常、画像を取得するには光センサーを二次元的に複数画素並べたイメージセンサーが必要です。しかし近年ではわずか一画素で画像を取得する「一画素カメラ」の研究が進められており、次世代の分光技術や散乱透視技術への応用が期待されています。一方で、従来の一画素カメラでは、観察対象が二次元物体に限られており、三次元物体を対象とする場合や、動的な対象への応用は困...

キーワード：圧縮センシング/情報学/人工知能（AI）/フォトダイオード/ディスプレイ/液晶/イメージセンサー/ホログラム/レンズ/可視光/光散乱/光変調/光変調器/センサー/センシング/光センサー/頭蓋骨/マウス/スマートフォン/低侵襲

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発表日：2025年5月21日

咲かない花だけをつける植物の誕生の謎に迫る！

ダーウィン以来の難問に重要な示唆

このような背景を踏まえ、末次健司教授、福島大学共生システム理工学類の廣田峻准教授、兼子伸吾教授、国立遺伝学研究所新分野創造センターの福島健児准教授らの研究グループは、「咲かない花をつけるヤツシロランが本当に自殖しか行っていないのか」、また「仮に自殖しか行っていないとすれば、こうした特殊な植物はどのような条件下で誕生し、どのような運命をたどるのか」を明らかにするため、ヤツシロランをモデルとして研究を進めました。対象としたのは、咲かない花のみをつけて北琉球※2に分布するタケシマヤツシロランとクロシマヤツシロラン、そして近縁で花を咲かせて他殖を行うフユザキヤツシロランお...

キーワード：進化論/突然変異/日本列島/光合成/生活様式/マイクロ/モニタリング/花粉/マイクロサテライトマーカー/遺伝的多様性/ゲノムワイド/ショウジョウバエ/ゲノム/遺伝学/遺伝子/一塩基多型

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発表日：2025年5月20日

都市緑地が最も必要な場所はどこか？

居住地区の困窮度・都市化の程度によって異なるニーズ

本研究では、「客観的な自然との関係性」（自然を訪れる頻度や住環境における自然の多さ）と「主観的な自然とのつながり」（自然への親近感や幼少期の自然体験）という2つの側面から自然との関係性を評価しました。さらに、地域の「困窮度」（地理的剥奪指標※1）や「都市化の程度」（居住地区内の市街地の割合）といった居住環境要因、そして市民参加や地域愛着といった社会的要素も加え、多変量解析によってそれぞれが人々のウェルビーイングとどのように関連するかを検討しました。本研究のユニークな点は、①自然との関係性を客観・主観の両面から同時に扱った点、②都市化や地域困窮度といった地理的・社会...

キーワード：多変量解析/主観評価/時系列データ/科学社会学/心身の健康/都市緑地/環境政策/因果関係/居住環境/持続可能/まちづくり/ライフスタイル/市民参加/持続可能な開発/都市環境/都市計画/農地/ライフコース/フィリピン/環境要因/日常生活/ソーシャルキャピタル/健康格差

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発表日：2025年5月16日

「量子の仮面」が物質の素顔を覆い隠す

表面の微小変化が生む“量子錯覚”のメカニズムを解明

今回、神戸大学と電気通信大学の研究チームは、量子力学に基づく理論計算（第一原理計算と原子軌道線形結合法）を用いて、ビスマスの結晶構造と電子のふるまいを詳細に調べました。その結果、ビスマスの表面近くでは、原子の並ぶ間隔がごくわずかに拡がっている（=表面緩和）ことが分かりました。さらに、このわずかな変化が局所的にトポロジーの性質を反転させてしまうことを明らかにしました。つまり、物質の中身のトポロジーとは異なる性質を持つ“表面の層”が自然に形成され、本来表面に現れるはずの中身の性質が隠されてしまうという現象が起こっていたのです。これまでトポロジカル物質を見分けるためには、「バルク・エ...

キーワード：電気通信/先端技術/位相幾何学/トポロジー/ビスマス/幾何学/物質科学/量子コンピュータ/ブロッキング/アンチモン/スピン軌道結合/トポロジカル/トポロジカル物質/絶縁体/半金属/スピン/スピントロニクス/第一原理/第一原理計算/半導体/量子力学/結晶構造/表面構造/構造変化

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発表日：2025年5月7日

海藻も色で外敵から身をまもっている？

構造色によるカモフラージュや警告色

紅藻の一種、カギケノリAsparagopsis taxiformis（カギノリ目）が、藻体の成長部位である先端付近では青い構造色を示すことを発見し、光学顕微鏡と電子顕微鏡による解析から、この構造色が腺細胞内の光屈折小体（refractile body）と呼ばれる小胞に含まれる微小な顆粒が、密にかつ均質に配置することにより生じていることを明らかにしました。このメカニズムは、系統上は遠く離れた褐藻類のクジャクケヤリSporochnus dotyi（ケヤリ目）やEricariasp.（ヒバマタ目）の構造色の場合と共通しており、ま...

キーワード：食行動/環境教育/ハロゲン/浸透圧/クロロフィル/光合成/生殖/葉緑体/持続可能/持続可能な開発/有害物質/ナノスケール/メタン/電子顕微鏡/微細構造/光学顕微鏡/テルペン/結晶構造/環境ストレス/摂食行動/環境応答/節足動物/有性生殖/生殖細胞/ショック/コミュニケーション/ストレス/細菌/生理学

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発表日：2025年5月1日

細胞が動く“仕組み”を可視化がん転移や免疫の理解に前進

光遺伝学とクライオ電⼦線トモグラフィーの融合によるナノスケール構造動態解析技術を確⽴

光遺伝学とクライオ電子線トモグラフィー（cryo-ET）を融合させることで、細胞内の動的な構造変化を分子レベルで可視化する革新的な技術基盤を確立しました。本技術により、細胞の突起「葉状仮足」が形成される過程において、アクチン細胞骨格と細胞膜がどのように再構築されるかをナノスケールで明らかにしました。時間軸を導入した電子顕微鏡観察により、細胞内構造のダイナミックな変化を詳細に解析できるようになり、神経誘導やがん転移などの理解、さらには創薬研究への応用が期待されます。研究の背景クライオ電子線トモグラフィー（cryo-ET）は、染色や化学固定を行うことなく、...

キーワード：先端技術/超微細構造/トモグラフィー/分子構造/高分子/神経誘導/青色光/電子線/持続可能/持続可能な開発/ナノスケール/ナノメートル/モデル化/極低温/結晶化/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/電子顕微鏡法/微細構造/分解能/アクチン繊維/オプトジェネティクス/光学顕微鏡/光刺激/プラスミド/技術革新/アクチンフィラメント/形態変化/クライオ電子顕微鏡/高分解能/細胞膜/computed tomography/細胞運動/浸潤/浸潤・転移/低分子量Gタンパク質/動態解析/微小管/光遺伝学/歯学/Gタンパク質/Rac/アクチン/イミン/がん細胞/がん転移/ラット/蛍光顕微鏡/構造変化/細胞移動/細胞骨格/細胞生物学/小胞体/神経科学/生体高分子/生体分子/創薬/免疫応答/免疫細胞/遺伝学

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発表日：2025年5月1日

深海の謎を解き明かす革新的な手法の開発

深海頭足類の多様性評価に新たな扉

頭足類を対象とした検出系の開発と評価公開データベースから頭足類のミトコンドリア16S rRNA遺伝子のDNA配列を取得し、種間で共通する塩基配列の領域を特定し、2つの検出系を開発しました。それぞれ、十腕形目（イカ類）および八腕形目（タコ類）を対象とした２種類の検出系「Cep16S_D」と「Cep16S_O」を開発しました。さらに、公開データベースから得た海洋生物と対象種の塩基配列をコンピューター上で解析した結果、いずれの検出系も対象の生物群のDNAを増幅できることを確認しました。また、対象生物のDNAを用いたPCR実験では、15種の十腕形目と8種の八腕形目のDNAサンプルの増幅に成功し...

キーワード：海洋/頭足類/遺伝子増幅/塩基配列/脊椎動物/持続可能/持続可能な開発/モニタリング/分解能/極限環境/超並列/イオウ/rRNA/16S rRNA/環境保全/海洋生物/生態系/無脊椎動物/環境DNA/生物多様性/シークエンス/脊椎/PCR/ミトコンドリア/遺伝子/分子生物学

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発表日：2025年5月1日

乳酸菌のゲノムを精密に編集する手法を確立

高機能ヨーグルトの作成も可能に

図3.　糖尿病増悪悪物質の変化本研究では、乳酸菌での高効率で精密なゲノム編集を実現するべく、代表的な乳酸菌株であるLactiplantibacillus plantarum（漬物・乳製品に利用）を用い、塩基編集技術Targe...

キーワード：最適化/先端技術/突然変異/バクテリア/ゲノムDNA/持続可能/持続可能な開発/生産性/組み換え/CRISPR-Cas/機能性/発酵/ゲノム編集技術/プロバイオティクス/遺伝子組み換え/ゲノム科学/CRISPR/パフォーマンス/ゲノム編集/CRISPR-Cas9/ラット/細胞死/アレルギー/ゲノム/メンタルヘルス/遺伝学/遺伝子/睡眠/生活習慣病/糖尿病

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発表日：2025年4月25日

隕石の衝撃変成度2分性の成因を解明

炭素質小惑星上での天体衝突は有機物の爆発を引き起こす

神戸大学大学院人間発達環境学研究科の黒澤耕介准教授 (兼千葉工業大学惑星探査研究センター客員研究員)、Imperial College LondonのGareth S. Collins教授、千葉工業大学惑星探査研究センターの石橋高上席研究員らの国際研究グループは、過去の天体衝突の証拠を含んだ炭素質隕石が少ない理由を解明しました。炭素質小惑星の上で天体衝突が起こると、衝突点から近い位置では有機物が爆発し、天体衝突時の衝撃の証拠を宇宙空間へ吹き飛ばしてしまうことがわかりました。一方で最大の炭素質小惑星であり重力も大きいセレス(Ceres)上には過去の天体衝突の痕跡が蓄積されると予想されます。...

キーワード：統計力学/物質科学/リュウグウ/衝突蒸気雲/脱ガス/地球化学/天体衝突/宇宙科学/宇宙物理学/小惑星/衝撃波/数値計算/太陽/太陽系/惑星/惑星科学/惑星探査/隕石/アルミニウム/シミュレーション/化学分析/黒鉛/数値モデル/数値解析/二酸化炭素/二酸化炭素/有機物/自動制御/バルブ/水素ガス

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発表日：2025年4月15日

力学系の内部構造を解析する深層学習を開発

物理現象や複雑システムの理解や解析に期待

様々な物理システムが絡み合った力学系を各要素に分割できる深層学習モデルを開発。各要素の特性と要素間の結合パターンの同定に成功。工学・自然科学分野における複雑システム解析の進展に期待。背景多くの物理現象やロボット、電気回路、化学反応などはすべて一種の力学系とみなすことができ、未知の力学系をデータからモデル化し、予測や制御に役立てるために、深層学習（ニューラルネットワーク）が用いられてきました。特に近年、常微分方程式*5で記述できるような力学系に対し、解析力学の知見を用いることで、エネルギー保存則などの物理法則を遵守できる手法が開発さ...

キーワード：電力制御/AI/ニューラルネットワーク/機械学習/最適化/情報学/深層学習/社会システム/微分方程式/偏微分方程式/計算機シミュレーション/内部構造/保存則/力学系/キャパシタ/力制御/シミュレーション/ニューラルネット/マルチフィジックス/モデル化/ロボット/ロボット工学/自動車/冗長性/振動解析/ニューロン/神経細胞

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発表日：2025年4月15日

外部刺激なしで自己修復する光触媒を実証

持続可能な水素製造システムへの応用に期待

本研究では、次世代太陽電池材料として注目されている有機無機ペロブスカイト（CH3NH3PbX3（X = Cl, Br, I）など）をモデル材料として用いました。水素イオンやハロゲン化物イオンを含む水溶液中にペロブスカイトが飽和した条件下において、外部刺激を必要としない自己修復反応を実現しました。さらに、この反応が、水素生成光触媒反応に適用可能であることを実証しました（図２）。有機無機ペロブスカイトは、水素生成光触媒としての応用が注目されていることから、本研究ではまず光照射が結晶の損傷に及ぼす影響を評価しました。蛍光顕微鏡...

キーワード：水素生成/地球温暖化/水溶液/イオン化/ハロゲン/太陽/光触媒反応/高分子/触媒反応/電子移動/ペロブスカイト/持続可能/光照射/チタン/光触媒/太陽電池/電池/化学工学/環境問題/金属イオン/高分子材料/自己修復/水素製造/有機物/結晶構造/温暖化/水素ガス/カルシウム/蛍光顕微鏡/酸化反応

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発表日：2025年4月8日

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

国の特別天然記念物「阿寒湖のマリモ」の過去の生物量を湖底堆積物に残存するDNA（環境DNA）とミジンコ遺骸を用いて推定しました。堆積物中のマリモDNAは時間とともに分解し減衰していましたが、同じ堆積物に含まれるミジンコの遺骸とDNAを用いてDNA分解速度を算出して補正する方法を開発した。その結果、120年前までは現在の10～100倍だったマリモの生物量は、20世紀前半の森林伐採や水力発電用取水が著しかった時期に大きく減少し、マリモの生育に土砂流入や水位変動が大きな脅威であったことがわかりました。研究の背景阿寒湖（図1A）のマリモ（学名：Aega...

キーワード：産学連携/オーストリア/最終氷期/地域経済/火山噴火/湖沼/富栄養化/火山灰/堆積物/同位体/日本列島/クロロフィル/塩基配列/系統地理/系統地理学/種分化/分子系統/沿岸環境/セシウム/有機物/放射性同位体/ユーラシア/森林伐採/生態系/土壌/プランクトン/温暖化/環境DNA/植物プランクトン/生態学/生物多様性/PCR/細菌

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発表日：2025年4月3日

昼夜に発電可能な熱放射発電素子構造を提案

持続可能なエネルギー供給に期待

通常の半導体では価電子帯と伝導帯の間のバンドギャップ内で電子は存在できませんが、半導体量子構造や不純物などがバンドギャップ内に形成するエネルギー準位を中間バンドとして用いることで、バンドギャップエネルギーよりも低エネルギーの遷移を熱放射や光吸収で利用できるようになります。本研究では、高温での動作が期待できる、中間バンド構造を導入した熱放射発電素子における発電特性を解明し、伝導帯から価電子帯、伝導帯から中間バンド、中間バンドから価電子帯の3つの遷移を利用することで発電密度が向上することを明らかにしました（図１）。これまでに、3つの遷移が可能なエネルギーに重なりが無い場合、中間バンド構造を導入する...

キーワード：産学連携/バンド構造/赤外線/太陽/太陽光/キャリア/バンドギャップ/光吸収/半導体量子構造/量子構造/カーボンニュートラル/持続可能/高温環境/太陽光発電/太陽電池/電池/カーボン/電磁波/二酸化炭素/半導体

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発表日：2025年3月31日

メキシコ沈み込み帯におけるプレート境界地震と温度・脱水との関連性を解明

ココスプレートの沈み込みに伴う3次元熱対流数値シミュレーションを行い、メキシコ沈み込み帯における3次元温度構造モデルを構築しました。本研究では、以下の３つの未知パラメターについて、複数のそれらの値の組み合わせで数値計算を実行しました。その中でキュリー点深度※9分布の観測値と計算値の残差の2乗和の平方根の値が最も小さいものを最適モデルとしました。未知パラメター及びそれぞれの最適モデルでの値は以下の通りとなりました(図2)。・プレート境界での有効摩擦係数 (最適値：0.0085)・マントルウェッジコーナーの粘性率 (最適値: 1025 ...

キーワード：産学連携/空間分布/地球科学/海洋/チベット/普遍性/スロースリップ/プレート境界/マントル/モホ面/海洋地殻/含水鉱物/含水量/巨大地震/相転移/地震活動/地震現象/沈み込み/沈み込み帯/南海トラフ/数値シミュレーション/数値計算/惑星/惑星科学/チベット高原/温度分布/粘性率/水分解/環太平洋/構造モデル/シミュレーション/スロー地震/大地震/粘土鉱物/摩擦係数/結晶構造/ラット

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発表日：2025年3月28日

テラヘルツ波で耳の病気を見える化

内耳蝸牛内部の非破壊3D観察に成功

早稲田大学大学院情報生産システム研究科芹田和則（せりたかずのり）准教授、神戸大学大学院医学研究科藤田岳（ふじたたけし）准教授、柿木章伸（かきぎあきのぶ）特命教授、大阪大学レーザー科学研究所斗内政吉（とのうちまさよし）教授、大阪大学大学院工学研究科博士課程Zheng Luwei（ゼンルーウェイ）氏らによる研究グループは、マウスを用いた実験により、テラヘルツ波※1を利用して、音をつかさどる耳の器官である「内耳蝸牛※2」のマイクロメートルスケールの小さな内部構造を3次元で非破壊観察することに世界で初めて成功しました。蝸牛は骨に囲まれているため...

キーワード：3D画像/機械学習/生体情報/品質管理/コンパクト化/パルス/フェムト秒パルス/非線形/非線形応答/内部構造/テラヘルツ/分子分光/プローブ顕微鏡/一分子分光/パルスレーザー/回折限界/3Dイメージング/テラヘルツ波/レンズ/可視光/波長変換/半導体デバイス/非線形光学/3次元構造/ナノメートル/フェムト秒/マイクロ/レーザー/光計測/周波数/生産システム/電磁波/半導体/一細胞/光学顕微鏡/生体内/近接場/光イメージング/頭蓋骨/内視鏡/難聴/病理/蝸牛/プローブ/マウス/早期発見/低侵襲

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発表日：2025年3月21日

火星の中層大気は主に大気重力波が駆動

再解析データを用いた火星大気大循環の気候値と地球大気との比較による大気大循環駆動メカニズムの解明

東京大学大学院理学系研究科の阿隅杏珠大学院生（博士課程1年）、佐藤薫教授、高麗正史助教と、神戸大学大学院理学研究科の林祥介特命教授による研究グループは、火星大気大循環における大気重力波の役割を明らかにしました。本研究では、近年使用可能となった火星の再解析データを用い、火星大気大循環の季節平均的描像とその駆動メカニズムを調べました。浮力を復元力とする大気重力波は、鉛直方向に素早く伝播するため、大きな運動量を高高度まで輸送する働きがあります。しかしながら、時空間スケールが小さいため、全球での観測やモデル再現が難しく、火星大気大循環を駆動する大気重力波の寄与は定量的に調べられ...

キーワード：季節変化/産学連携/フラックス/対流圏/ロスビー波/気候モデル/成層圏/大気重力波/大気大循環/大気波動/中層大気/宇宙科学/衛星/重力波/太陽/太陽系/大気大循環モデル/惑星/惑星科学/3次元構造/コリオリ力/シミュレーション/人工衛星/数値モデル/大気現象

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発表日：2025年3月19日

海の動物が海洋課題の解決に貢献！？

Internet of Animals (IoA)の可能性

神戸大学大学院海事科学研究科の岩田高志助教と早稲田大学ナノ・ライフ創新研究機構の赤松友成研究院教授は、海洋生物に記録計を装着する「バイオロギング」を活用し、人類が直面している様々な海洋の課題解決に貢献できる可能性を示しました。バイオロギングは、動物の行動やその周辺環境を調べる観測手法であり、海洋温暖化、海洋ごみ、化学汚染、漁業による混獲、海洋保護区の管理など、多岐にわたる課題への応用が期待されています。海洋動物による観測では、従来の観測技術では困難だった海氷下や荒天時のデータを収集できる特徴があります。バイオロギングと従来の海洋観測手法を組み合わせることで、科学的根拠に基づく海洋管理政策の立案...

キーワード：AI/インターネット/オープンデータ/モノのインターネット/モノのインターネット（IoT）/位置情報/情報学/人工知能（AI）/産学連携/海氷/極域/影響評価/海洋/因果関係/海面水温/海洋観測/観測手法/データ解析/持続可能/ケーススタディ/持続可能な開発/センサー/センシング/モニタリング/リモートセンシング/海洋環境/風力発電/洋上風力発電/マッピング/アザラシ/海洋生物/バイオロギング/温暖化/漁業/ラット/標準化

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発表日：2025年3月13日

草原の花と昆虫の関係修復には75年以上草刈り管理を続けることが必要！

方法長野県上田市菅平高原にあるスキー場で虫媒植物※3と送粉者の調査を行ないました。菅平高原には、数千年維持されてきた草原をそのまま利用して造られたスキー場草原（古草原）と異なる時期に森林伐採により新しく造成されたスキー場草原（再生草原）がみられます（図1）。二つのタイプの草原は冬にはスキー場となりますが、春から夏にかけては絶滅危惧種を含む草原性植物の重要な生息地となっており（図2）、年に1回秋ごろに行われる草刈りによって管理維持されています。...

キーワード：ネットワーク解析/情報学/産学連携/生物多様性保全/ホットスポット/ミツバチ/種多様性/縄文時代/持続可能/持続可能な開発/花粉/森林伐採/環境保全/土地所有/生態系/昆虫類/生態系機能/絶滅危惧種/土壌/生物多様性/高齢化/標準化

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発表日：2025年3月12日

実験から仮説を自動立案する自律型実験システムの有用性を実証

ロボット×AIによるバイオテクノロジー実験の自動化

神戸大学と島津製作所の研究チームは、柔軟性と拡張性を兼ね備えた「自律型実験システム（Autonomous Lab, ANL）」を世界に先駆けて開発し、その有効性を検証しました。ANLはモジュール式の実験装置※2とベイズ最適化※3アルゴリズム機能を組み合わせ、培養・前処理・測定・分析・仮説生成までのプロセスを自動で実行できるシステムです（図１）。本研究では、ANLの有効性を検証するため、大腸菌を用いたグルタミン酸※4生産のための培地最適化を以下のように実施しました。ANLの構築：大腸菌の培養用プレー...

キーワード：AI/アルゴリズム/プロトコル/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/産学連携/計算機シミュレーション/データ解析/質量分析/生産技術/持続可能/持続可能な開発/シミュレーション/データ処理/マイクロ/ロボット/ロボットアーム/ロボット制御/光計測/再生可能資源/自動化/実証実験/制御システム/生産性/発酵/経済成長/酵素活性/微生物/ビタミン/アルコール/神経伝達物質/大腸/反応時間/アミノ酸/グルタミン酸/バイオテクノロジー/抗生物質/合成生物学/細胞増殖/細胞培養/生体分子/代謝物/大腸菌/ゲノム/遺伝子/脂質

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発表日：2025年3月12日

スキャニングライダー風計測で海岸線付近の洋上風況調査を効率的に大規模な実証試験を通じて、洋上風況調査における新しい計測技術の信頼性向上に貢献

スキャニングライダーによる風計測技術には、主に二つの方式が使用されています。一つはスキャニングライダー1台を使用するシングル観測方式、もう一つは2台を使用するデュアル観測方式です（図1）。産総研では、2017年よりこれらの計測技術について、フィールド実証および解析手法の研究開発を本格的に進めてきました。今回、共同研究機関であるレラテック株式会社、イー・アンド・イーソリューションズ株式会社、および国立大学法人神戸大学らにより整備されたむつ小川原洋上風況観測試験サイト（青森県六ヶ所村）において、海岸線から約1.5 km沖合の防波堤上に設置した気象観測マストを検証用データとして、約1年間にわたっ...

キーワード：産学連携/再生可能エネルギー/パルス/観測手法/ライダー/近赤外/近赤外線/赤外線/カーボンニュートラル/持続可能/LiDAR/計測技術/持続可能な開発/カーボン/センサー/センシング/リモートセンシング/レーザー/周波数/新エネルギー/微粒子/風力発電/洋上風力発電/フィールド実験/着床/標準化

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発表日：2025年3月11日

多端子形双方向直流コンバータを開発

複数のエネルギーデバイスを融合する電力インターフェース

電力インターフェースの入力側・出力側に複数のエネルギーデバイスをもつシステム構成に対応できることがMP-BDCの価値を高めることになります。具体的には、入力直列-出力並列(ISOP)、入力並列-出力直列(IPOS)などの電力変換器の多重化に対応できるだけでなく、入力側・出力側がそれぞれ単一もしくは複数のエネルギーデバイスで構成される場合でも双方向（相互）に電力変換できる機能が求められます。また、直流負荷の電力需要に依存して変動する直流母線電圧に大きく左右されず、BESSとEVの蓄電量を自在に制御することも必要です。この課題に対して、当研究グループでは、先に開発した「インターリーブチャージポンプ...

キーワード：電力制御/インターフェース/AI/モノのインターネット（IoT）/情報学/人工知能（AI）/産学連携/トポロジー/ノイズ/高周波/ケイ素/MOSFET/エネルギー貯蔵/トランジスタ/高電圧/蓄電池/電力システム/電力工学/電力変換/半導体デバイス/力制御/カーボンニュートラル/デジタル化/持続可能/省エネ/低炭素/分散型電源/マネジメント/持続可能な開発/電池/燃料電池/カーボン/SiC/パワーエレクトロニクス/マイクロ/化学工学/軽量化/航空機/自動車/周波数/設計法/電気自動車/電力変換器/半導体

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発表日：2025年3月5日

ホログラフィーの弱点を克服レーザーを不要とする単一カメラを用いた高速度 3 次元イメージング技術の実証に世界で初めて成功

このような状況において、本研究グループは並列強度輸送方程式（図１）と呼ぶ技術を考案しました。この技術では、従来の強度輸送方程式で必要な複数枚の画像を1台のカメラを用いてワンショット記録するので、物体のある瞬間の強度と位相の両方の画像を1枚の画像として取得することを可能にしました。これにより、用いるカメラの撮影速度に応じて、動く物体の強度と位相の両方の動画を記録できるようになりました。また、高速度カメラを用いて並列強度輸送方程式を実施することで、可干渉性の低い光源で照明された高速に動く物体やその物体が発する光の強度と位相の両方の高速度動画像の記録を可能にしました。並列強度輸送方程式を実施...

キーワード：3次元形状/動画像/情報学/空間解析/時空間解析/産学連携/ホログラフィー/核融合/核融合炉/揺らぎ/内部構造/CCD/磁場/太陽/直線偏光/太陽光/CMOS/ホログラム/光散乱/高電圧/LED/計測技術/発光ダイオード（LED）/エンジン/システム工学/プラズマ診断/マイクロ/レーザー/画像計測/屈折率/光学素子/航空機/自動車/分解能/可視化技術/蛍光顕微鏡/蛍光標識

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発表日：2025年3月3日

腸への糖排出による人と腸内細菌の新しい共生関係を発見

小川教授らは、まずメトホルミンを飲んでいる人を対象に、FDG-PETを連続的に撮像することで、血管内に投与したFDGがどのように腸の中に移動するかを調べました。その結果、腸管の中ではFDGは小腸の上部（空腸）に最初に現れ、その後、腸の中を大腸から直腸へと動いていくことが分かりました（図２）。図２. FDGの腸管内での動態の観察...

キーワード：情報学/産学連携/解析学/高エネルギー/グルコース/質量分析/持続可能/持続可能な開発/発酵/病原菌/有機酸/FDG/ポジトロン/機能解析/オミクス/生体防御/大腸/短鎖脂肪酸/腸内環境/MRI/がん細胞/マウス/血液/抗生物質/脂肪酸/小腸/内分泌/分子イメージング/細菌/社会医学/腸内細菌/糖尿病/放射線

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発表日：2025年3月3日

“助け合う脳”向社会行動に関わる新たな脳構造・脳機能の特徴を発見

多様な向社会行動の測定：20～60代の成人217名を対象に、囚人のジレンマゲームや信頼ゲームなど15種類の経済ゲームを匿名環境下で実施し、実際の行動にもとづいて利他性や協力性を評価しました。マルチモーダルMRIによる総合的な脳評価：構造MRI・安静時機能MRI・拡散MRIを用いて、脳の解剖学的構造や神経線維の走行の特徴、左右脳半球間を含む機能的・構造的ネットワークを調査しました。データ解析手法：複数の行動指標と脳画像指標を同時に解析できる「多重正準相関分析」を用い、行動データと脳画像データの多対多関係を包括的に解明しました。主な発見...

キーワード：画像データ/マルチモーダル/ゲーム/タスク/ネットワーク解析/社会情報学/情報学/囚人のジレンマ/産学連携/自然災害/グラフ理論/磁気共鳴/水分子/データ解析/協力行動/接合部/大脳/脳発達/磁気共鳴画像/髄鞘/脳画像/脳神経科学/脳科学/臨床応用/思春期/解剖学/MRI/神経科学/神経回路/神経細胞/大脳皮質/脳機能/メンタルヘルス/遺伝子/加齢/小児/認知機能/老化

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発表日：2025年2月27日

広帯域のテラヘルツ光で光のダイオ

ード効果を観測次世代高速無線通信用デバイスの開発につながる機構を解明

テラヘルツ光注１の一方向透過性（光ダイオード効果）を広い吸収帯を持つ特殊なマグノン注２励起において観測しました。50テスラ注３、3テラヘルツという極限的な磁場と周波数領域での電子スピン共鳴注４測定と、「自発的マグノン崩壊」に基づく理論により、電気磁気効果注５（交差相関効果）による光の電場と磁場の干渉機構を明らかにしました。本研究はテラヘルツ領域の光通信に利用できる光アイソレータや光スイッチ実現への扉を開く重要な成果です。&n...

キーワード：無線通信/ミリ波/オープンアクセス/情報学/産学連携/ESR/エレクトロマグノン/テラヘルツ光/パルス/パルス強磁場/パルス磁場/マグノン/マルチフェロイック/幾何学/強磁場/交差相関/磁気秩序/磁気励起/準粒子/電気磁気効果/反強磁性/誘電性/量子化/広帯域/中性子/中性子回折/電子スピン共鳴/非弾性/テラヘルツ/遠赤外線/磁場/赤外線/超伝導/磁気モーメント/磁性体/スピン波/強磁性/光アイソレータ/光スイッチ/光デバイス/光吸収/光通信/光励起/理論解析/コバルト/スピン/マイクロ/マイクロ波/金属材料/光学素子/周波数/電磁波/半導体/量子力学/干渉効果/APC

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発表日：2025年2月27日

細胞の接着を支える新たな仕組みを解明アファディンが液滴のように集まることで接着複合体を形成

上皮細胞では、頂端側に細胞を取り囲む線状の接着結合（AJ）が形成され、カドヘリンやネクチン、アクチンといった接着分子が強く集積します。研究グループがアファディンを欠損させた細胞を用いてAJがつくられる様子を観察したところ、線状のAJが形成されず、細胞の側面に面状の接着構造が広がる現象を確認しました。また、接着分子や細胞骨格の集積も減少していました。さらに、アファディン分子を解析した結果、アファディンのIDRが線状AJへの集積を促進する主要な要因であることが判明しました（図2・動画）。IDRは接着に関わるタンパク質と弱い相互作用を繰り返すことで高密度に凝集します。この現象は液-液相分離に...

キーワード：産学連携/弱い相互作用/相分離/マイクロ/アクチン繊維/細胞間接着/支持細胞/組織形成/聴覚/難聴/アクチン/カドヘリン/凝集体/形態形成/再生医療/細胞骨格/細胞生物学/細胞接着/上皮細胞/接着分子/培養細胞/タイトジャンクション

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発表日：2025年2月26日

宍道湖で大量繁茂する水草優占種が塩分の変動に応じて入れ替わっていた!?

長期的な環境DNA観測によってバイオマスの明瞭なトレンドが明らかに！

環境DNA手法は、野外で水1リットルほどを採取するだけで生物の生息状況（在不在や生物量）を推定できる簡便で画期的な調査手法であり、多地点・多頻度のモニタリング調査に適しています。しかし、これまで長期的な調査に適用した事例はほとんどありませんでした。本研究では、宍道湖で近年大量繁茂が問題となっている沈水植物（水草）2種に焦点を当て、2016年から毎月実施してきた環境DNA調査によって得た7年間分のサンプルを分析しました。その結果、両種のバイオマスの年変動や季節変動などが明らかになり、また、どちらが優占種となるかは宍道湖の塩分変動が強く関係していることがわかりました。...

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