コプレーナ電極構造の窒化ガリウム（GaN）系マイクロLED薄膜を160度の低温インジウム接合によりパリレンC基板上に転写する技術を開発し、厚さ約25マイクロメートルのフレキシブルシートに16個のマイクロLEDと32チャンネルの皮質脳波（ECoG）電極を一体化した。シート型デバイスを頭蓋（ずがい）骨と脳表面の間の硬膜外腔に滑り込ませ、頭頂部から側頭深部まで皮質の広域をカバーする双方向神経インターフェースを実現した。光刺激と電位記録を兼ね備えたフィルム型デバイスによる、マウス背側皮質を超えた広域皮質アクセスは世界初である。マウス脳において4つの感覚野（視覚・聴覚・体性感覚・...

従来のダイヤモンド系ナノ量子センサーは感度が高い一方でセンサー間の性能のばらつきが生じやすいため、温度の「相対値」しか捉えられないという弱点があった。本研究では、均一性の高い分子性材料のナノ量子センサーを新たに開発し、細胞内のその場所が「何度か（絶対値）」を正確に測ることに成功した。今後、細胞内部の局所的な温度などの変化を直接分析することが可能になり、生命現象や疾患のメカニズムを物理化学的なプロセスとして定量的に理解する道が開かれる。量子科学技術研究開発機構（「QST」） 量子生命科学研究所の石綿 整 チームリーダー（兼：千葉大学 量子生命構造創薬セ...

理化学研究所（理研） 生命機能科学研究センター 染色体分配研究チームの京極 博久 客員研究員（神戸大学 大学院農学研究科 准教授）、北島 智也 チームディレクター、フィジカルバイオロジー研究チームの柴田 達夫 チームディレクター、無細胞タンパク質合成研究チームの清水 義宏 チームディレクター、生命医科学研究センター 疾患エピゲノム遺伝研究チームの井上 梓 チームディレクター、九州大学 大学院医学研究院の原田 哲仁 教授らの共同研究グループは、受精卵において母と父のゲノムが2つの前核に分かれて「別居」することが、その後の正常な胚発生に重要であることを発見しました。本研究成果は、生命の最...

光を照射するだけで、細胞内外におけるたんぱく質の凝縮体（液滴）の形成と解消を、繰り返し切り替えられるツール「OptoChaperone（オプトシャペロン）」を開発しました。従来、一度形成された「液滴の解消」は困難でしたが、分子シャペロンと呼ばれる生体分子の機能と光技術を融合させることで、液滴状態の可逆的切り替えを実現しました。疾患関連たんぱく質の凝縮状態制御に成功したことで、凝縮状態の解消不全が引き起こす筋萎縮性側索硬化症（ALS）などの発症メカニズムについて理解が進み、治療法開発につながることが期待されます。細胞内では、たんぱく質が液滴状に凝縮する...

JST（理事長 橋本 和仁）は、内閣府および文部科学省が定めた研究開発構想を受け、経済安全保障重要技術育成プログラム（K Program）における新規採択研究開発課題を決定しました。K Programでは、中長期的に日本が国際社会において確固たる地位を確保し続ける上で不可欠な要素となる先端的な重要技術を育成するため、国が定めた研究開発ビジョンや研究開発構想に基づき、研究開発を実施します。JSTでは研究開発構想（個別研究型）に関してはプログラム・オフィサー（PO）が、研究開発ビジョンの達成と研究開発構想の実現に向けて、研究開発課題の実施を指揮・監督します。実施に当たっては、研究開発課題...

イメトレ中の脳内状態を、AIを使って可視化して訓練・これまでは本人もトレーナーも、実際の脳状態を知ることができませんでしたが、ブレイン・コンピューター・インターフェース（Brain–Computer Interface；BCI）を利用することでリアルタイムに可視化できました。・脳内に電極を埋め込むことなく、ウェアラブルセンサー（脳波計）とAIだけで実現できた点が画期的です。実際に運動せず、イメトレだけで運動能力が向上・これまでは、ジムや競技場、楽器やキーボードなど、実際にトレーニングするための「場所」や「道具」が必要で、訓練環境を整備...

ボルナ病ウイルス1型（BoDV-1）は、ヒトや動物の命に関わる重い脳炎を引き起こすことがあるウイルスです。このウイルスは、エボラウイルスや麻疹ウイルス、狂犬病ウイルスなど、世界的に重要な感染症を引き起こすウイルスと同じ「モノネガウイルス目」と呼ばれるグループに属しています。こうしたウイルスでは、遺伝情報であるRNAと、それを包む核たんぱく質が結合した複合体が、ウイルスが増殖するための鍵となっています。しかし、ボルナウイルス科では、この複合体がどのような形をしているのか、長年にわたって解明されていませんでした。今回、クライオ電子顕微鏡法を用いた構造解析により、BoDV-1の核たんぱく質...

酸化アルミニウム（アルミナ）を、室温・超高圧でミリメートル級の高密度なガラス状材料として形成硬さ・熱特性・電気特性を併せ持つ新非晶質材料として、電子・機械分野での材料選択肢拡大に期待高圧による緻密化を通じて性質を調整できる可能性を示し、構造制御による材料設計指針を提案工学院大学と物質・材料研究機構（以下「NIMS」）を中心とする研究チームは、京都大学、名古屋大学、日本電子株式会社、東北大学、島根大学、岡本硝子株式会社をはじめ、国内複数機関との共同研究により、従来「ガラスにならない」と考えられてきた単一成分酸化物である酸化アルミニウム（Al2O3、アル...

高い光安定性、耐熱性、化学安定性を有するシリコンを用いた構造色ナノ粒子インクを開発。インクジェット印刷により多彩なカラー画像の形成に成功。ナノ粒子の散乱・吸収特性により反射と透過で異なる色を示す印刷フィルムを実現。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...

生化学において標的の検出や定量に広く用いられているサンドイッチELISAに適用可能な脂質膜結合性検出リガンドを開発し、A型インフルエンザウイルス（IAV）粒子の検出を実現しました。通常の抗体型検出リガンドとは異なり、遊離たんぱく質には一切応答せず、IAV粒子を特異的に検出するため、ウイルス粒子の機能（感染力）評価が可能です。併用する抗体やDNAアプタマーを変更することでさまざまなウイルス粒子計測にも有用です。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...

たんぱく質分解創薬の鍵となるDCAFファミリーの網羅的機能解析を実施独自開発した近接たんぱく質標識技術AirIDを用いた大規模プロテオミクス解析約60種類存在すると考えられるDCAFのたんぱく質相互作用ネットワークを体系的に整理たんぱく質分解活性の高いDCAF群を抽出する解析フレームワークを構築次世代創薬技術「標的たんぱく質分解（TPD）」の研究開発を加速する基盤研究このたび、愛媛大学 先端研究院 プロテオサイエンスセンターの山中 聡士 特定助教らの研究グループは、細胞内のたんぱく質分解機構に関わるDCAF（DDB1-and CU...

トポロジカルデータ解析に基づく細胞膜画像のセグメンテーションツール「PomSeg」を開発数理構造と生物学的な対応を明らかにすることで、細胞サイズや重なり具合など、明確な意味を持つパラメーターで細胞のセグメンテーションを実現発生学をはじめ、細胞膜画像を扱う多様な生命科学分野の研究を推進東京大学 大学院医学系研究科の織田 遥向 氏と、京都大学 高等研究院 ヒト生物学高等研究拠点の井元 佑介 特定准教授による研究グループは、トポロジカルデータ解析技術であるパーシステントホモロジーを用いた細胞膜画像のセグメンテーションツール「PomSeg」を開発しました。機...

濃硫酸をはるかに超える「超酸」中でも明るく蛍光発光し続けるBODIPY色素を開発。50年以上利用されてきた蛍光色素BODIPYの最大の弱点であった、酸による分解を克服。既存BODIPYの酸耐久性の限界を突破し、極限酸性環境でのセンサー・イメージング応用へ。北海道大学 総合イノベーション創発機構 化学反応創成研究拠点（WPI-ICReDD）・同大学 大学院工学研究院の猪熊 泰英 教授らの研究グループは、濃硫酸をはるかに超える酸性度を持つ「超酸」の中でも分解せず発光し続ける蛍光色素「超酸耐性BODIPY」の開発に成功しました。BODIPY（ボロ...

RNA－低分子化合物相互作用の検出手法「BIVID-MaP」を開発しました1塩基変異がRNA構造と結合能を変化させることを大規模に解明しました個々の変異に最適化したRNA標的創薬と精密医療の実現への貢献が期待できます宮下 映見 大学院生（京都大学 iPS細胞研究所（CiRA） 未来生命科学開拓部門・株式会社xFOREST Therapeutics）、小松 リチャード 馨 最高技術責任者（株式会社xFOREST Therapeutics）、齊藤 博英 教授（CiRA 未来生命科学開拓部門・東京大学 定量生命科学研究所）、および鬼塚 和光 准教授（東北大...

六方晶窒化ホウ素（hBN）ナノ粒子に「ホウ素空孔中心」と呼ばれる欠陥を多数導入し、光で微小環境の情報を読み取れる新しい量子センサーを開発しました。2次元材料の脆（もろ）い性質をシリカ被覆で克服し、さらに親水性高分子で表面修飾する手法を用いて、細胞内環境で機能する量子センサー化に世界で初めて成功しました。これまでナノダイヤモンドに限られていた細胞量子センシングに新たな選択肢をもたらす成果であり、細胞内微小環境の可視化を通じて生命現象の解明に寄与するとともに、がんや神経疾患の病態解明や創薬研究への応用が期待されます。京都工芸繊維大学の下村 鈴音 博士前期...

血液中に多く含まれるたんぱく質、アルブミンを用いることで、哺乳類の生きた組織の透明化を実現しました。細胞外液のイオン組成をほとんど変えることなく、神経細胞の正常な機能を維持したまま、脳組織を透明化することができました。生きた動物の脳組織において、従来よりも深部まで蛍光顕微鏡観察が可能になりました。哺乳類の生体組織の多くは不透明であり、光を使って組織の深部を観察することは困難です。死後にホルマリンなどで固定した組織標本については、近年、透明化試薬を使って透明化し、深部まで観察することが容易になりました。しかし、従来の透明化試薬は毒性や浸透圧が高く、細胞...

クライオ電子顕微鏡（cryo-EM）を用いた単粒子構造解析によりNTSR1が多様なGたんぱく質を識別し、活性化するメカニズムを解明GDP／GTPを添加したサンプルによる時間分解cryo-EM手法を用いて、20を超える構造を決定しNTSR1によるGiたんぱく質活性化サイクルの全貌を可視化NTSR1はGi/oたんぱく質と従来知られていた複合体状態（C状態）とは異なる状態（NC状態）を取り、NC状態からのGたんぱく質の解離はC状態からの解離と全く異なる速度や反応経路で進行することを解明東京大学 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...

ヒト細胞およびマウス組織のtRNAにおいて、脱硫型修飾（xm5h2U）が内在的に生成されていることを初めて実証しました。脱硫型修飾は特定のtRNAのアミノアシル化効率とコドン解読能を低下させ、たんぱく質合成効率を制御することを明らかにしました。クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析により、脱硫型修飾を有するtRNAがリボソーム上で対応するコドンを認識しにくくなることを明らかにしました。東京大学 大学院工学系研究科の莫 喩楓（Yufeng Mo） 大学院生と鈴木 勉 教授の研究グループは、脱硫（元素記号がSである、硫黄を含む分子が離脱する反応）したtRNA...

着床期の子宮内膜は低酸素状態になり、その状態が胚の着床に重要な役割を果たすことを解明低酸素応答因子 Hif2α（Hypoxia-Inducible Factor 2 alpha）が、酵素 Lox（Lysyl Oxidase）を誘導し、子宮内のコラーゲン構造を再編成することを発見Loxが欠損すると、胚の侵入不全・胎盤形成異常が起こり、流産や胎児発育不全につながることをマウスで実証不妊症や妊娠合併症（妊娠高血圧症候群など）の新たな診断・治療標的となる可能性東京大学医学部附属病院の藍川 志津 特任研究員、東京大学 大学院医学系研究科の廣田 泰 教...

トリプトファン分解酵素の機能喪失で大腸菌および近縁の細菌がカメムシ共生細菌になることを実証自然界のカメムシ共生細菌で当該酵素遺伝子が失われていることを発見、共生進化への関与を示唆研究室における進化実験と野外生物集団の調査を統合し、共生進化に重要な分子基盤の一端を解明産業技術総合研究所（以下「産総研」という） モレキュラーバイオシステム研究部門 バイオシステム多様性研究グループの汪 亜運 産総研特別研究員、森山 実 主任研究員、古賀 隆一 上級主任研究員、深津 武馬 首席研究員は、独自に開発したチャバネアオカメムシ－大腸菌実験共生進化系を駆使して、単一...

従来、全臓器や全身レベルで細胞の分布を網羅的に把握することは困難だった。本研究では、マウスの全臓器および全身を対象に、全ての細胞を3次元かつ1細胞解像度で記録した3次元全細胞アトラスを構築した。構築した3次元アトラスは、発達学・生理学・病理学を全身スケールで定量的に解析するための基盤となり、将来的には次世代の3次元病理診断や創薬研究への展開が期待される。JST 戦略的創造研究推進事業 ERATOにおいて、東京大学 大学院医学系研究科 機能生物学専攻 システムズ薬理学分野の上田 泰己 教授（久留米大学 特別招聘教授 兼任）、吉田 将太 客員研究員、松本...

光ファイバー型光濃縮モジュールで3次元的に任意の位置にバブルと数ミリメートル／秒もの高速な対流を発生させ、細菌やナノ・マイクロ蛍光ポリスチレン粒子を高効率に集積できることを実証。同じプラットフォームでナノサイズからマイクロサイズまでさまざまなサイズの生体分子の濃縮が可能。光ファイバー型光濃縮モジュールを基板上に配置すると基板と水平な方向に対流が発生し、光ファイバー周囲への粒子の集積や、熱源から遠ざかる方向への粒子の運動などの新現象も発見。大阪公立大学 LAC-SYS研究所 林 康太 特任助教、同 大学院理学研究科／LAC-SYS研究所 飯田 琢也 教...

9つの臨床パラメーターからインスリン抵抗性を予測する機械学習モデル「AI-IR」を開発インスリン抵抗性ががんの発症のリスク因子であることを数十万人規模の大規模集団で解明健康診断データから糖尿病や心血管病、がんなどの発症リスクの予測が可能東京大学 大学院医学系研究科の平池 勇雄 特任講師と台中退役軍人総合病院（台湾）のChia-Lin Lee（チャーリン・リー） 准教授らの国際共同研究グループは、9つの簡便な臨床パラメーターからインスリン抵抗性を予測する機械学習モデルであるAI-IR（artificial intelligence–derived in...

理化学研究所（理研） 環境資源科学研究センター 植物免疫研究グループの熊倉 直祐 上級研究員、白須 賢 グループディレクター、金沢大学 理工研究域フロンティア工学系／ナノ生命科学研究所（WPI-NanoLSI）の宮澤 佳甫 助教らの国際共同研究グループは、植物病原菌（糸状菌）における膨圧発生に必要な新規遺伝子ペアを発見し、これが新規ポリマーの生合成を通じて感染に必要な膨圧を制御することを明らかにしました。本研究成果は、細胞における膨圧発生メカニズムの理解を深めるとともに、病原性のみを抑制する低環境負荷型農薬の開発に貢献することが期待されます。今回、国際共同研究グループは、植...

卵巣がんは早期発見が極めて難しく、ほとんどの患者が腹膜播種（はしゅ）という腹腔内に転移を伴う進行期で診断される予後不良ながんである。腫瘍発生部位である卵管・卵巣から遊離したがん細胞が、腹水を介して腹膜へと到達することで腹膜播種を生じると考えられているが、その過程に関しては不明な点が多い。腹膜内は他の組織とは異なる細胞で構成されているが、腹膜中皮細胞が腹水中にも存在することをsingle-cell RNA sequencing解析を用いて明らかにした。腹水中に遊離した卵巣がん細胞は、中皮細胞と複合体スフェロイドを形成していることを最新の顕微鏡技術およびマウスモデルを用いて明らかにし...

植物と細菌の根粒共生を制御するたんぱく質（マスター制御因子）における分子進化の仕組みを解明しました。根粒共生が始まる前に進化の過程で出現していたアミノ酸配列を利用し、この因子のDNA結合が安定化され、根粒形成、細菌感染、窒素固定に関わる多くの遺伝子を制御可能になっていました。マメ科など一部の植物は、根に根粒と呼ばれる器官を形成して微生物（窒素固定細菌）を感染させ、共生関係を築いています。この「根粒共生」により、植物は細菌から窒素栄養を受け取る一方、細菌には光合成産物をエネルギー源として提供しています。この仕組みの分子基盤の解明は、基礎生物学と農業への応用の両面から極めて...

主成分分析を基盤とする大規模データ解析手法により、データベース上に存在するたんぱく質の配列情報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」を高立体選択的に触媒できる新規酵素を発見しました。これまで自然機能予測に用いられてきたデータ解析手法を、「非天然反応」という新しい枠組みへと展開することで、従来のたんぱく質工学とは異なるアプローチによるバイオ触媒開発の新たな方向性を示しました。本研究により、同一の化学反応に対して異なる立体構造の生成物を選択的に作り分ける酵素群を同定でき、今後の持続可能な化学合成や創薬、機能性材料の開発への応用が期待されます。...

血清中細胞外小胞（EV）のプロテオミクス解析と胎盤組織トランスクリプトーム解析を統合し、早発型妊娠高血圧腎症（Eo-PE）病態関連EVたんぱく質としてLIMCH1を同定LIMCH1搭載EVが血管内皮の透過性を亢進（こうしん）させることを明らかにし、Eo-PEにおける血管内皮障害の新たな病態メカニズムを解明Eo-PE重症化予測のバイオマーカー開発や、新規治療戦略創出につながる可能性を示唆名古屋大学医学部附属病院 産科婦人科の松尾 聖子 病院助教、横井 暁 講師（同大学 高等研究院兼務）、梶山 広明 教授、小谷 友美 病院教授（研究当時、現 浜松医科大学...

東京在住の高校生から取得した抑うつに関するアンケートに対して、エネルギー地形解析を適用して「抑うつのエネルギー地形図」として解析した結果、先行研究と同様に集団全体の傾向としてコロナ禍で抑うつになりにくくなっていたことを示した。層別化解析により、抑うつスコアが低く安定なグループと高く不安定なグループを特定し、両グループでコロナ禍による抑うつへの影響が異なることを示した。脳発達データ(経時的な頭部MRI検査)の比較から、脳構造の成長過程が抑うつの感受性に影響を及ぼしている可能性が示唆された。名古屋大学 大学院理学研究科の岩見 真吾 教授、立松 大機 日本...

天然物由来の桂皮酸やグリセリンなどから誘導した光反応性モノマーに対して光照射することで、水溶媒において開始剤や触媒を一切使用せずに、分解性高分子カプセルが合成できる重合技術を開発。色素や香料を安定して内包できる分解性高分子カプセルが簡便に作製でき、光分解または加水分解によりモノマーや自然界に存在する物質への分解が可能。合成プロセスの安全性を維持しつつ、合成規模を従来の100倍に拡大することで、大規模合成への可能性を示した。高分子カプセルは薬剤や香料などの機能性物質を封入できるため、機能性化粧品や日用品など幅広く利用されています。しかし、従来のカプセル...

理化学研究所（理研） 生命機能科学研究センター 形態形成シグナル研究チーム（研究当時）の稲垣 幸 テクニカルスタッフⅠ（研究当時）、林 茂生 チームリーダー（研究当時、現 発生ゲノムシステム研究チーム 客員主管研究員）、細胞場構造研究チーム（研究当時）の岩根 敦子 チームリーダー（研究当時）、自然科学研究機構 生命創成探究センター（ExCELLS）の村田 和義 特任教授らの共同研究グループは、細胞外基質の1つ、昆虫の体表面を覆うクチクラのナノメートル（nm、1nmは10億分の1メートル）サイズの微細構造が、細胞内の小胞体と細胞膜の相互作用によって生み出されることを発見しました。生物の...

雄の生殖機能を「生体内でリアルタイム可視化」できる世界初のノックインマウスを開発。薬剤・環境化学物質・放射線による精子形成障害・回復過程を、同一個体で経時的・定量的に追跡可能。従来の交配試験・解剖に依存しない生殖毒性評価の実現と使用動物数の削減（3Rs促進）に期待。北海道大学 大学院保健科学研究院の福永 久典 准教授（環境健康科学研究教育センター 副センター長）、同大学 大学院医学研究院の白土 博樹 教授、大阪大学 微生物病研究所の宮田 治彦 准教授、英国 クイーンズ大学ベルファストのケヴィン・プライズ 教授らの国際共同研究グループは、雄マウスの精子...

理化学研究所（理研） 生命機能科学研究センター 形態形成シグナル研究チーム（研究当時）の板倉 由季 研究員（研究当時）、林 茂生 チームリーダー（研究当時、現 発生ゲノムシステム研究チーム 客員主管研究員）らの研究チームは、細胞外基質が細胞に対して圧縮力を及ぼすような環境（圧縮的な環境）をつくり出し、その結果として、昆虫の表皮を覆うクチクラに微細構造が構築されることを発見しました。本研究成果は、細胞外基質の力学的な作用が細胞外でのナノスケール構造の加工に働くことを示し、生体材料を生物学的に加工して機能的な素材を生物につくらせる技術の基盤として役立つものと期待されます。昆虫の...

単一細胞（シングルセル）解析は時系列（動き）の情報が欠落しているため、分化や発生の過程で細胞の状態が“どのように推移するか”という動的な情報は得られなかった。単一細胞データに含まれる微分情報をもとに、今回開発した数理解析技術ddHodge（ディーディーホッジ）を用いることで、細胞運命を支配する“場と法則”（地形と力学）を復元することに成功した。未知の複雑システムを大規模データから読み解く“データ駆動的理論解析”の新しい道を開拓した。生命科学に限らず、高次元ビッグデータを扱う多分野への応用基盤として期待される。生命科学研究では、単一細胞（シングルセル）...

大規模言語モデル（LLM）をエージェントとして活用し、目標特性を持つ無機結晶材料を自律的に探索・設計する手法を開発しました。材料探索における専門家の思考プロセスを模倣したツール（短期記憶・長期記憶・周期表・知識ベース）をLLMの推論プロセスに統合することで、幅広い材料空間の探索を実現しました。本手法を用いることで、平易な自然言語で環境問題や資源制約を考慮した制約を付与したり、提案材料がなぜ有望なのかを解釈したりすることが可能となり、材料開発の加速と理解の深化に貢献することが期待されます。東京大学 大学院工学系研究科の高原 泉 大学院生（博士後期課程）...

新しい1細胞解析法scRepli-RamDA-seq（scRR-seq）を開発。この手法により、個々の細胞においてゲノムDNAと遺伝子発現を同時に解析できるようになった。scRR-seqは、DNAとRNAの双方について、高品質かつ高解像度の解析を実現。scRR-seqを用いることで、単一細胞内におけるDNAとRNAの直接的な関係が分かり、従来の手法では得られなかった知見を引き出すことが可能になった。scRR-seqは強力かつ汎用（はんよう）性の高いツールであり、疾患メカニズムの解明から胚発生研究まで幅広い研究分野で新たな発見をもたらすことが期待される。...

大腸菌のリボソームRNA（rRNA）において、嫌気（低酸素）環境特異的に、“RNA骨格”にメチル化修飾が導入されることを発見し、またその分子メカニズムを解明しました。この修飾はリボソームの構造と活性を微調整し、低酸素下における翻訳効率を高め、生育を促進する“環境応答型スイッチ”として働いていることが示唆されました。本研究は、RNA修飾が細胞の生育環境を感知して、たんぱく質合成を調節する、これまでに知られていなかった仕組みを明らかにするものです。また、無細胞たんぱく質合成や合成生物学において有用な技術基盤となる可能性があります。東京大学 大学院工学系研...

慢性炎症組織に浸潤するCD4+TRM細胞の中でも炎症性サイトカインを高産生する炎症性CD4+TRM細胞特異的に転写因子Hepatic Leukemia Factor（HLF）が発現していることを発見した。HLF欠損マウスではCD4+TRM細胞数が著しく減少し、その結果、炎症...

ミクログリアが、がんの「種」を食べ転移を断つ瞬間を初めて生体内で観察2光子顕微鏡と「光」標識で、攻防の現場にいたミクログリアだけを特定・解析ミクログリアの働きを高めることで、脳転移を予防できる可能性を提示名古屋大学 大学院医学系研究科 分子細胞学の辻 貴宏 研究員（当時）（現：米国 フレッド・ハッチンソンがん研究センター Postdoctoral Fellow）、和氣 弘明 教授（生理学研究所 教授／クロスアポイントメント）らの研究グループは、がん細胞が脳に転移する「最初の瞬間」に脳の免疫細胞・ミクログリアががん細胞を直接“食べて”排除することを生体...

地球上に生息するさまざまな真正細菌が共通に持つ「細胞内で合成が困難なアミノ酸配列（難翻訳配列）」の共通の配列パターンを発見した。このような難翻訳配列を含むたんぱく質は進化の過程で強く排除されるため、自然界ではめったに見られない。一方で、難翻訳配列を積極的に利用したユニークな機能を発揮する一連のたんぱく質があることが明らかとなった。難翻訳配列を巧妙に利用した多様な仕組みは、これまで知られていた以上に多様であることが示唆された。京都産業大学 大学院生命科学研究科の千葉 志信（しのぶ） 教授と藤原 圭吾 研究員（現 国立遺伝学研究所 特命助教・J...

高性能なレーザー計測技術により、放電発生初期の超高速現象（ストリーマ放電）を支配する主要パラメーター群をセットで直接計測することに成功。これにより、従来モデルでは予測されていなかった内部の電荷・電界構造を発見。従来モデルの妥当性検証・改良・精緻化に供する実験ベンチマークを初めて提示。放電の予測・制御性能向上により、雷現象の理解や放電の医療・農業・環境・エネルギー応用が加速するものと期待される。本研究では、高時間分解能を有する複数のレーザー計測技術を駆使することで、幅広い領域で研究が進められているストリーマ放電においてそのダイナミクスを支配す...

奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科 バイオサイエンス領域の末次 志郎 教授、西村 珠子 准教授、藤岡 敏史 大学院生（研究当時）を中心とした研究グループは、ジョンズ・ホプキンス大学の井上 尊生 教授、岐阜大学および国立がん研究センター研究所の鈴木 健一 教授ら、東京大学の濡木 理 教授らの研究グループと共同で、細胞突起（フィロポディア）から放出される膜状の構造物である細胞外小胞（extracellular vesicle（s）：EV（s））による高効率なたんぱく質送達の仕組みを明らかにしました。EVは脂質二重膜からなる微小な膜小胞で、たんぱく質やRNAを包みこみ、細胞間で...

数学の「最適輸送理論」から予測される、限られた時間における熱力学的なエネルギーコストの原理的な最小を、初めて実験で実現しました。特に、情報処理の基本過程である「情報消去」に相当する操作に応用しました。光の力で微小粒子を高速・高精度で制御する新開発の「走査型光ピンセット技術」により、水中で熱ゆらぎを受けてランダムに動く粒子を制御することで、数学の理論が予測する「最適輸送」の実現に成功しました。将来的に本成果は、よりエネルギー効率の高い情報処理技術や自律的人工ナノマシン設計の基盤となることが期待されます。私たちが何かを動かすときには、熱力学的なエネルギー...

がん細胞では、染色体とは別に巨大な環状ecDNA（extrachromosomal DNA）がしばしば見つかり、がんの発症や進行に深く関与することが知られています。しかし、ecDNAがどのように生じるのか、その仕組みは長年分かっていませんでした。本研究グループは今回、モデル生物の出芽酵母を用いて、DNAの複製後にクロマチンを再構築するCAF-1複合体が失われると、リボソームRNA遺伝子（ribosomal DNA, rDNA）領域から環状rDNAが多数生成されることを確認しました。生成された環状rDNAは、DNAの複製が停止してDNAが切断された際、修復の過程で誤って作られたものと分かりました...

理化学研究所（理研） 生命機能科学研究センター 生体非平衡物理学 理研白眉研究チーム（研究当時）の深井 洋佑 研究員（研究当時、現 開拓研究所 川口生体非平衡物理学研究室 研究員）、川口 喬吾 理研白眉研究チームリーダー（研究当時、現 開拓研究所 川口生体非平衡物理学研究室 主任研究員、東京大学 大学院理学系研究科附属知の物理学研究センター 准教授）、エピジェネティクス制御研究チーム（研究当時）の若森 昌聡 技師（研究当時）、梅原 崇史 チームリーダー（研究当時、現 立命館大学 薬学部教授）、東京大学 定量生命科学研究所 先端定量生命科学研究部門 クロマチン構造機能研究分野の鯨井 智也 講師、...

金沢大学 ナノ生命科学研究所（WPI-NanoLSI）の新井 敏 教授、ブー・クアン・コン 特任助教、シンガポールA*STARの伊藤 秀城 上級研究員（研究当時）とレーン・エレン 主席研究員（研究当時）、東京科学大学 総合研究院化学生命科学研究所の北口 哲也 准教授らの共同研究グループは、ATP濃度を「蛍光寿命」という蛍光たんぱく質の光学的特性に変換して測定できる、新しい蛍光センサーを開発しました。私たちの体を構成する最小単位「細胞」では、さまざまな化学反応が起こっており、その“燃料”として働くのが、ATP（アデノシン三リン酸）です。ATPは「エネルギーの通貨」とも呼ばれ、細胞活動の...

東京農工大学 大学院工学研究院 生命機能科学部門の川野 竜司 教授、同 大学院GIR研究院のPeng Zugui（ホウ・ソキ） 特任助教、同 大学院工学府大学院生（当時）の宇佐美 将誉 氏、關谷（せきや） 悠介 氏、同 大学院工学府大学院生（在学中）の中田 彩夏 氏、藤田 祥子 氏、モンゴル国立大学のMijiddorj Batsaikhan（ミジドルジ・バトサイクハン） 准教授、横浜国立大学 大学院工学研究院 機能の創生部門 川村 出 教授らからなる研究グループは、人工的に設計したペプチドによりαヘリックス構造を持つナノポアの作製に成功し、そのナノポアを用いた一分子検出を実現しました。本成果は...

小胞体内に存在し、不良たんぱく質の凝集を抑制するなどの機能を持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。細胞内におけるたんぱく質品質管理の破綻は多くの疾患を引き起こします。東北大学 学際科学フロンティア研究所、大学院生命科学研究科（兼...

神経細胞1個に存在する数千個の神経のつなぎ目の”個性”を可視化・解析できる「1細胞シナプトームマッピング法」を開発マウス脳の神経細胞における内在分子の局在や動態の高精度マッピングを実現神経細胞内の情報処理の仕組みや脳神経疾患の病態解明に貢献新潟大学 脳研究所 細胞病態学分野の内ヶ島 基政 准教授（同大学 研究統括機構 研究教授）と三國 貴康 教授らによる共同研究グループは、脳内で情報のやり取りを担う神経のつなぎ目（シナプス）の”個性”を、神経細胞1個全体にわたって可視化・解析できる「1細胞シナプトームマッピング法」を開発しました。神経細胞に...

ゲノムDNAに生じた紫外線損傷に結合するDNA修復たんぱく質（UV-DDBたんぱく質）を細胞から単離し、クライオ電子顕微鏡で解析することで、細胞内で紫外線損傷が修復される様子の可視化に初めて成功しました。これまでゲノムDNAの紫外線損傷に関する修復過程には不明な点が多く、細胞内でその過程を直接観察することは困難でした。本研究により、その修復過程を細胞内で明らかにするための新しい技術基盤が確立されました。今回対象としたUV-DDBたんぱく質は、難治性疾患である色素性乾皮症の原因因子であることが知られています。色素性乾皮症には現時点で根本的な治療法が存在しないため、本研究成...

肝切除手術後に高頻度で発生し、感染症や肝不全の原因となる「胆汁漏（たんじゅうろう）」を防ぐための新しい合成ハイドロゲルシーリング剤を開発しました。本材料は、独自に設計した「時間差2段階反応」を利用しており、塗布直後に瞬時に硬化して出血や胆汁の流出を防ぎ、その後、遅れて進行する反応によって組織と強固に接着します。ラット肝切除モデルを用いた実験では、医療現場で実際に使用されている止血剤と同等以上の止血性および胆汁漏防止効果が確認されました。術後炎症の抑制効果も確認され、将来的に完全人工合成型の外科用シーリング剤としての活用が期待されます。東京大学 大学院...

独自開発のポータブル装置「PINK-02」により、地磁気の約200万倍にあたる110テスラの超強磁場発生に成功。磁場中心にX線自由電子レーザーを照射し、X線実験の世界最強110テスラ磁場を記録。従来は77テスラ。110テスラX線回折実験により、磁石である固体酸素が1パーセントにも及ぶ巨大かつ異方的な磁歪（じわい）を示すことを明らかにした。同手法は、今後、100テスラを超える極限環境で現れる新しい結晶構造や電子状態、機能性の探索に活用される。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...

京都大学 大学院情報学研究科 新津 葵一 教授、Wu You（ウ・ヨウ） 同 修士課程学生、大塚製薬株式会社 ポートフォリオマネージメント室 大西 弘二 プリンシパル、同 デジタル事業室 山根 育郎 課長らの研究グループは、腸内環境モニタリング機能付きデジタル錠剤に向けた胃酸充電機能を有する半導体集積回路の開発に成功し、65ナノメートル（ナノメートル：10億分の1メートル）のCMOSプロセスで製造した半導体集積回路を用いて実証しました。生体内センシングは、健康状態を把握するうえで有効なアプローチの1つです。特に、腸内環境の継続的なモニタリングは、近年の研究によりその有用性が明らかに...

遺伝子のコピー数の異常は、がん発症の主要な原因の1つです。遺伝情報が記録された二本鎖DNAが切断されることで、遺伝子のコピー数が変化することは知られていましたが、それ以外の仕組みは長く分かっていませんでした。本研究では出芽酵母を用いて、DNAの複製に重要な酵素のコード遺伝子Rad27（ヒトでの名称はFEN1）が、リボソームRNA遺伝子（rDNA）のコピー数を安定に保つ役割を担うことを明らかにしました。Rad27がないと、DNA複製中に作られるDNAの短い断片「岡崎フラグメント」が処理されずに残り、一本鎖DNA切断の断片が蓄積し、その結果rDNAのコピー数が乱れることが分かりました。この研究成果...

千葉大学 大学院医学研究院 平原 潔 教授と横浜市立大学 大学院医学研究科 金子 猛 教授、柳生 洋行 助教（研究当時：千葉大学 大学院医学薬学府 特別研究学生）らの研究グループは、アレルギー性炎症を悪化させる「病原性Th2（ティーエイチツー）細胞」が、免疫細胞が持つ「脂肪滴を分解して再利用する仕組み」によって誘導されることを明らかにしました。今後、脂肪分解経路を標的とした新たなアレルギー疾患の治療法の開発が期待されます。本研究成果は、現地時間2025年10月24日に、国際科学誌「Science Immunology」に公開されました。本研究は、以下の支援を受けて実施しま...

リン脂質が集合して作られる脂質膜は、膜たんぱく質を固定する足場材料として分子生物学研究で広く用いられ、その機能評価に貢献しています。特に膜結合たんぱく質の機能解明のためには、それを固定するチューブ状の足場材料が必要ですが、安定なリン脂質マイクロチューブ材料はこれまで構築されていませんでした。このことが、膜結合たんぱく質の機能解明におけるボトルネックとなっていました。本研究では、膜相分離を起こすリン脂質膜上で、独自に開発したカチオン性ペプチド脂質（PCaL）を集合させることで、酸性・塩基性条件、高温、高塩濃度、高浸透圧条件下、夾雑（きょうざつ）環境下、光ピンセットによる物理的な引っ...

脊椎動物では骨にカルシウムが蓄えられていますが、ショウジョウバエを用いた研究により、骨を持たない動物においても、カルシウム貯蔵に特化した器官が存在すること、そしてカルシウムが不足した際にホルモンを介してカルシウムを放出する内分泌システムが存在することを見いだしました。カルシウムは、筋収縮や神経活動など、動物の生存にとって不可欠な生理機能を担うミネラルです。脊椎動物では、副甲状腺ホルモン（PTH）をはじめとするホルモンが、カルシウム貯蔵庫である骨からのカルシウム放出を制御し、血中カルシウム濃度を維持しています。しかし、昆虫など骨を持たない無脊椎動物の体内でのカルシウム濃度...

京都大学 大学院工学研究科 高分子化学専攻の黒田 啓太 博士後期課程学生、大内 誠 教授のグループは、配列制御ラジカル共重合と重合後修飾反応によってケトンのカルボニル基が周期的に導入された高分子の合成手法を開発しました。得られた高分子（ポリマー）は熱的に安定でありながら紫外（UV）光で分解可能でした。プラスチックやゴムとして用いられる高分子は、安定な材料として使われる一方で、分解されにくく、環境問題の大きな要因となっています。私たちは、「ノリッシュ反応」と呼ばれる光化学反応を引き起こすケトン骨格を高分子に周期的に組み込むことで、光照射によって主鎖を分解できる「光分解性高分子」の開発を...

理化学研究所（理研） 脳神経科学研究センター グリア－神経回路動態研究チームの長井 淳 チームディレクター、出羽 健一 基礎科学特別研究員、加瀬田 晃大 研究パートタイマーⅠ（日本学術振興会 特別研究員 DC2）、九州大学 生体防御医学研究所の増田 隆博 教授らの共同研究グループは、「強い印象のある出来事はよく覚えている」「繰り返したことは忘れにくい」といった身近な現象について、その背後にある脳の仕組みが、神経細胞ではなく、その隙間を埋めるアストロサイトという意外な細胞によって支えられていることを発見しました。脳は、神経細胞とそれ以外のグリア細胞で構成されています。長らくグリア細胞は...

mRNAワクチンでも汎用（はんよう）される脂質ナノ粒子（LNP）を用いることで、精巣内の精細胞にmRNAを導入する技術を開発。この方法を応用し、精子形成不全の非閉塞（へいそく）性無精子症モデルマウスに、精子を造らせることに成功。得られた精子を用いて顕微授精することで、健康で妊娠能力のある次世代を得ることに成功。LNP-mRNAは化学合成可能であり、細胞由来成分を含まない。また、DNAを含まないため遺伝子組み換えリスクがない。精子が得られないために顕微授精の対象とならず、治療法のない非閉塞性無精子症を治療できる可能性を示した。ヒト男性不妊患者への応用が...

精子の運動に必要な情報伝達分子「サイクリックAMP（cAMP）」の産生が、これまで機能が不明だったたんぱく質TMEM217によって制御されていることを発見TMEM217を欠損させたマウスの精子に「cAMPと同じ機能をする分子」を加えることで運動性が回復し、体外受精によって正常な子マウスを誕生させることに成功精子がうまく動かない男性不妊症の診断や治療につながる可能性大阪大学 微生物病研究所の飯田 理恵 特任助教（常勤）、宮田 治彦 准教授、伊川 正人 教授らの研究グループは、精子の運動を駆動する中心分子である「サイクリックAMP（cAMP）」の産生を制...

NIMSは、東京理科大学、神戸大学との共同研究により、イオンの振る舞いを利用して情報処理を行う新しいAI（人工知能）デバイスを開発しました。従来の深層学習（ディープラーニング）に比べ、計算負荷を約100分の1に減らすことに成功しています。端末機器（エッジデバイス）に直接搭載した「エッジAI」の情報処理性能への貢献が期待されます。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を行うAI...

脂肪滴で脂質の加水分解が進行すると蛍光寿命が変化する蛍光プローブ（特定の物質や化学反応を蛍光として検知できる分子）を開発し、この特性を利用して脂質代謝を解析する新たな技術を確立した。肝臓がん細胞では、脂肪滴ごとに加水分解活性が不均一であることを見いだし、その違いは中性脂肪を分解する酵素（ATGL）に起因することを明らかにした。脂肪滴選択的なオートファジー（リポファジー）は、加水分解が進行した脂肪滴に対して起こることを明らかにした。名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM）・学際統合物質科学研究機構（IRCCS）の山口 茂弘 ...

真社会性哺乳類であるハダカデバネズミにおいて、個体タグ技術を用いて群れ内全個体を30日間追跡し、群れ全体の行動型と社会関係を網羅的に明らかにしました。繁殖個体（女王・繁殖オス）が特異な行動型を持ち社会の中心を担う一方、非繁殖個体（ワーカー）が多様な行動型に分かれ安定的に役割分担していることを示しました。本成果はハダカデバネズミにとどまらず、多様な動物種の社会構造研究に広く応用可能であり、社会性研究の基盤を築くものです。熊本大学 大学院生命科学研究部の山川 真徳 博士研究員、東京大学 定量生命科学研究所の奥山 輝大 教授、九州大学 大学院医学研究院の三...

NIMSは、東京大学、産業技術総合研究所、大阪大学、東北大学との共同研究により、磁性体中のスピンの集団運動の準粒子「マグノン」の輸送を制御する新しい手法を提案し、強磁性金属中でマグノンが従来考えられていた以上に熱伝導に大きく寄与することを実証しました。磁性体を利用した新たな熱伝導制御原理の創出や技術の開発につながることが期待されます。熱伝導率は固体中で熱がどれだけ効率よく伝わるかを表す指標です。この熱の担い手（熱キャリア）は、金属では電子、半導体や絶縁体では格子振動の準粒子であるフォノンが主役とされています。現在の熱工学では、熱キャリアの輸送特性を解明・制御することで熱伝導率や界面の...

ハエトリソウの葉が接触刺激に応じて運動する仕組みは発見から200年以上研究されてきましたが、どのようなセンサーを使って接触刺激を感知しているのか、という細胞レベルでの詳細な機構は未解明でした。新たに確立した「1細胞レベルで細胞内のカルシウムシグナルと電気シグナルを同時に測定する技術」や「生態系を模した環境でのカルシウムシグナルを測定する技術」を用いて、動物には存在しないDmMSL10たんぱく質が虫からの接触刺激を感知する高感度なセンサーとしての役割を果たしていることを明らかにしました。多くの植物が接触刺激を感知する“触覚”を有しており、本成果は動物とは異なる植物の“感覚...

JST（理事長 橋本 和仁）は、戦略的創造研究推進事業 総括実施型研究（ERATO）において、2025年度の新規研究総括および研究領域を以下の通り決定しました。本事業は、国が定めた方針の下で戦略的な基礎研究を推進し、社会的・経済的価値をもたらす科学技術・イノベーションを生み出す、新たな科学知識に基づく革新的技術のシーズを創出することを目的としています。国（文部科学省）が戦略目標を設定し、その下にJSTが推進すべき研究領域と、研究領域の責任者（研究総括）を定めます。ERATOでは、有識者から構成される選考パネルを設置し、研究総括および研究領域を選考します。選定された研究総括が...

窒化ホウ素（BN）ナノチューブの内部に数ナノメートル幅のMoS₂ナノリボンを精密合成。特定の結晶方位に伸長した2層構造が優先的に成長することを確認。ラマン分光により、強い光学異方性と顕著な引っ張りひずみを観測。微細配線や高感度センサーの実現に向けた材料開発設計の指針となることに期待。東京大学 大学院新領域創成科学研究科の中西 勇介 准教授、東京都立大学 大学院理学研究科の田中 拓実 大学院生（研究当時）、古澤 慎平 大学院生（研究当時）、遠藤 尚彦 大学院生、名古屋大学 大学院理学研究科の相崎 元希 大学院生（研究当時）、産業技術総合研究所 材料・化...

精子が子宮と卵管の接合部（UTJ）に結合・通過し、卵を覆う糖タンパク質の層（卵透明帯）に結合する伝達経路において、精子タンパク質GALNTL5がその最終段階を担うことを発見した。GALNTL5がUTJや卵透明帯に存在する糖鎖中のGalNAcと相互作用することで、精子はUTJに結合・通過および卵透明帯に結合することが示された。男性不妊の原因遺伝子として検査・診断の対象となる可能性や、避妊薬開発への応用が期待できる。精子が体内で卵と出会うためには、精子が子宮から卵管へと移行する必要があります。精子の卵管への移行には、精巣など雄生殖組織で発現する30ほどの...

オートファゴソームの新生過程の一部を試験管内で再現。たんぱく質液滴が酵素反応を促進し、オートファゴソームの種となる膜小胞を集める仕組みを解明。本研究で解明されたオートファジーの始まるメカニズムは、高い特異性を持ったオートファジー　促進剤創出の基盤的知見となることに期待。北海道大学 遺伝子病制御研究所の藤岡 優子 准教授および野田 展生 教授、東京科学大学 総合研究院 細胞制御工学研究センターの中戸川 仁 教授らの研究グループは、オートファジーの中核であるオートファゴソーム新生の初期過程を試験管内で再構成することに成功し、液−液相分離によりオートファジ...

鞭（べん）毛形成不全に起因する不妊患者で変異が報告されていた精子のCFAP91たんぱく質が、精子鞭毛の形成に不可欠であることを解明。近接するたんぱく質を見つける最新の標識技術を用いて、CFAP91に近接する未知のたんぱく質としてEFCAB5を同定。EFCAB5は精子の運動性を制御することを発見。CFAP91とEFCAB5の役割解明により、精子の運動異常に起因する男性不妊の原因究明や診断法の開発につながることが期待。大阪大学 大学院薬学研究科のWang Haoting さん（博士後期課程）、大阪大学 微生物病研究所の宮田 治彦 准教授、伊川 正人 教授...

強誘電体酸化物の高品質単結晶薄膜に酸素欠損を導入することにより、巨大な電気抵抗スイッチング現象が発現することを発見。学習・忘却の機能を持つメモリスタ特性を利用した画像認識実験において、極めて高い精度の認識率を実現。次世代AI技術の根幹素子となる高性能ニューロモルフィックチップへの応用に期待。東京大学 大学院工学系研究科の田畑 仁 教授、関 宗俊 准教授、李 海寧 大学院生（研究当時）らの研究グループは、チタン酸鉛（PbTiO3）の高品質単結晶薄膜を用いた新しいメモリスタ素子を開発しました。強誘電体であり不揮発性メモリーへの利用でも知られるPbTiO3...

DNA複製と中心体複製という、細胞分裂に不可欠な2つの複製過程が綿密に連動することでDNAの複製と分配という2つのプロセスが協調的に遂行されて、遺伝情報の正確な継承が保証されていることを解明しました。この機構において、DNA複製因子DONSONが、DNA複製の開始・進行という2つのシグナルを中心体に送ることで、娘細胞へのDNA分配をつかさどる中心体の複製タイミングを適切に制御していることを明らかにしました。DONSONの遺伝子変異に起因する遺伝性小頭症などの疾患の診断や治療法への応用が期待されます。東京大学 大学院薬学系研究科の松橋 恭平 大学院生（...

ある特定の条件下で金ナノクラスターを合成すると、異方的に逐次成長することを、単結晶X線構造解析によって発見。その結果、胴径方向がわずか金3原子でできた超極細の、近赤外光に対して強い吸収を示す「金量子ニードル」の合成に成功。金量子ニードルは、近赤外光に対する強い吸収や発光特性を利用して、温熱療法・生体イメージング・光エネルギー変換などへの応用展開が期待される。東京大学 大学院理学系研究科の高野 慎二郎 助教と佃 達哉 教授らによる研究グループは、ある特定の条件下で一連の金ナノクラスターを合成し、それらの幾何構造を単結晶X線構造解析によって調べました。そ...

金沢大学 ナノ生命科学研究所（WPI-NanoLSI）のブー・クアン・コン 特任助教、新井 敏 教授らの研究グループは、温度変化を“スイッチ”として標的たんぱく質の機能を即時に活性化し、細胞機能を自在に制御できる新たな分子ツールの開発に成功しました。外部刺激によって細胞の働きを操作する技術としては、これまで光を利用した「オプトジェネティクス（Optogenetics）」が広く活用されてきました。しかし、光は生体深部への到達が難しく、制御できる範囲に限界があります。そこで近年注目されているのが、熱を利用して細胞機能を制御する「サーモジェネティクス（Thermogenetics）」です。...

ウイルスはその均一な形状と表面の高い設計性から、遺伝子導入剤や光学ナノ材料など、機能性材料の開発に広く利用される材料モチーフです。そのため、ウイルスを空間的にパターニングすることができれば、より広い応用が期待できますが、その方法論はいまだ確立されていません。本研究では、光応答性のアゾベンゼン（Az）部位を含み、機能性材料として汎用的に使用されるM13バクテリオファージウイルス（以下、M13ファージ）と複合体を形成する自己集合性ペプチド（A2Az）を開発し、2次元、3次元におけるウイルスパターニング手法を開発しました。光応答性のアゾベンゼン部位が導入されたA2Azは、水中でらせん状...

光学顕微鏡観察中の細胞を、任意のタイミングかつ、ミリ秒（1000分の1秒）レベルの時間精度で凍結固定し、その瞬間の細胞状態を観察できる新たなクライオ光学顕微鏡技術を開発。これまでの細胞動態観察では、素早い細胞の動きを正確に捉えるために露光時間を短くすると、得られる光信号量が減少し、物質量の変化の正確な測定や細部までの詳細な観察が難しくなることが課題でした。カルシウムイオンの伝搬やオルガネラ（細胞内小器官）の動きなどの細胞動態を観察しながら瞬時に“止め”、十分に時間をかけて定量性の高い観察や、超解像顕微鏡による3次元観察などが可能に。時間の経過とともにダイナミッ...

真核生物が酸化鉄の一種である磁鉄鉱を形成する仕組みを、初めて明らかにしました。軟体動物の一種であるヒザラガイから、酸化鉄の形成を誘導する新規たんぱく質「RTMP1」を発見しました。今回の成果は、環境に優しい磁鉄鉱の合成技術や、鉄が関与する疾患の治療研究などへの応用が期待されます。岡山大学 学術研究院 環境生命自然科学学域の根本 理子 准教授、大学院環境生命科学研究科の岡田 航輝 大学院生（研究当時。現在、JFEテクノリサーチ）、学術研究院 環境生命自然科学学域の佐藤 伸 教授、守屋 央朗 教授、小布施 祈織 准教授、カリフォルニア大学 アーバイン校の...

酵素が働くミリ秒レベルの構造変化を原子レベルで観察する、NMR分光法を応用した新しい計測・解析技術を開発。分子の“動く様子”を立体的に再現することで、これまで見えなかった酵素の仕組みを解明。YUH1酵素が、自らの形をダイナミックに変えてユビキチンを認識し、切断・再利用するという生命の基本的な仕組みの一端を解明。私たちの体をはじめ、全ての生命は膨大な数の分子で構成されており、これらの分子が適切な場所で正確に化学反応を起こすことによって、生命という精緻なシステムが維持されています。これらの反応を正確に制御しているのが「酵素」と呼ばれるたんぱく質です。酵素...

細胞表面の受容体の取り込みを担うアレスチンが機能性膜脂質ホスファチジルイノシトール4,5-2リン酸（PIP2 ）と結合する新たな部位を見いだしました。 アレスチンとPIP2 の結合により、細胞膜の微小領域が形成され、ここに受容体を局在させることにより、効率的に細胞内へ受容体を取り込む機構を解明しました。...

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 博士課程学生（研究当時）、高津 浩 准教授、陰山 洋 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...

細胞の形や動きは、アクチンやチューブリンなどのたんぱく質が織りなす繊維状の「細胞骨格」によって支えられています。細胞骨格は、細胞内外の環境に応じて集合や分解を繰り返す柔軟な構造体であり、その動的な性質は生命現象の根幹をなしています。こうした複雑で変化に富んだたんぱく質集合体の仕組みを理解するために、たんぱく質を自在に設計し、動的な構造を人工的に再現するという新たなアプローチが注目されています。京都大学 アイセムス（高等研究院 物質－細胞統合システム拠点：WPI-iCeMS） 野地 真広 特定研究員と鈴木 雄太 特定助教（JST さきがけ研究者）を中心とする研究グループは、異なる2種類...

抗生物質活性を示す硫黄含有天然物アルボマイシンの生合成過程において、硫黄が取り込まれる分子機構を解明しました。アルボマイシンの生合成に関わる酵素が、自身に結合する鉄硫黄クラスターを硫黄供与源として有機硫黄化合物を合成することを明らかにしました。今後は有用生物活性を示す新たな硫黄含有天然物の発見を通し、創薬分野への応用が期待されます。九州大学 高等研究院の牛丸 理一郎 准教授と東京大学 大学院薬学系研究科の森 貴裕 准教授、阿部 郁朗 教授らの研究グループは、テキサス大学 オースティン校 化学科のHung-wen Liu（ハング・ ウェン・リュウ） 教...

PGC-1αというたんぱく質がメスに特異的に働く（作用する）ことで、ミトコンドリアのリン脂質合成を促進し、ミトコンドリア機能を高める結果、メスの褐色脂肪組織における高いカロリー消費能を実現していることを、マウスを使った実験で明らかにしました。PGC-1αノックアウトマウスなどの遺伝子改変動物を用い、トランスクリプトーム解析、メタボローム解析、リピドーム解析など、多角的かつ網羅的な解析を組み合わせて、この性差メカニズムを詳細に解明しました。本研究成果は、カロリー消費を高める新たなアプローチや薬剤の開発につながる可能性があり、肥満や糖尿病の予防・治療への応用が期待されます。...

ビタミンK依存酵素GGCXによる細胞質たんぱく質のカルボキシル化を新たに発見。GGCXが膜トポロジーを反転することで細胞内での酵素機能を獲得する新たな制御機構を解明。新たに見出されたビタミンKの抗ウイルス作用に基づいた感染症治療への応用に期待。北海道大学 遺伝子病制御研究所の岡崎 朋彦 准教授、東京大学 大学院薬学系研究科の野崎 啓史 大学院生（研究当時）及び後藤 由季子 教授らの研究グループは、理化学研究所 統合生命医科学研究センターとの共同研究により、抗ウイルス応答の鍵となるたんぱく質MAVS（ミトコンドリア抗ウイルスシグナル伝達たんぱく質）が、...

友達についての記憶を保持する海馬が、「性別」などの相手に付随した情報をどのように表現しているのかを解明しました。海馬の腹側CA1領域には、特定の他個体に応答する細胞（アイデンティティー細胞）と、性別や系統という属性を表現する細胞（プロパティ細胞）が共存しており、それらの組み合わせで特定の相手についての記憶が表現されていました。多様な他者を記憶する脳の仕組みの理解を深めるとともに、その破綻が関与すると考えられる疾患メカニズムの解明への貢献が期待されます。東京大学 定量生命科学研究所の度会 晃行 特任助教、田尾 賢太郎 助教、奥山 輝大 教授による研究グ...

ATP合成酵素を人為的に設計・改変し、これまでに報告されている自然界の酵素の最高値を上回るエネルギー変換機能（H+/ATP比）を達成。改変型酵素は、通常ATP合成できないほど低いプロトン駆動力でもATPを合成できることを実証。本成果は、生体内エネルギー変換機能の向上を可能にする新たな設計指針を示し、将来的な細胞工学やバイオものづくりへの応用が期待される。東京大学 大学院工学系研究科の上野 博史 講師、野地 博行 教授らの研究グループは、千葉大学 大学院理学研究院の村田 武士 教授、高エネルギー加速器研究機構 物質構造科学研究所の千田 俊哉 教授、安達...

たんぱく質は細胞内でポリペプチド鎖として合成され、伸びきった変性状態から、球状などの特定の3次元構造（天然構造）へと折り畳まるフォールディング過程を経て固有の機能を獲得します。過剰な金属イオンの蓄積による金属ストレスはたんぱく質のミスフォールディングを引き起こすため、神経変性疾患との関連が報告されています。本研究では、金属ストレス下でたんぱく質フォールディングを効率的に促進する人工分子cyclam-SS（サイクラム・エスエス）を開発しました。細胞内のたんぱく質フォールディングは分子シャペロンや酵素によって制御されており、フォールディングを阻害する細胞ストレスが生じた際も、ストレス...

理化学研究所（理研） 生命機能科学研究センター 比較コネクトミクス研究チームの田坂 元一 上級研究員、宮道 和成 チームディレクターの研究チームは、マウスにおける母性養育行動の学習に重要な役割を果たす神経機構を明らかにしました。本研究成果は、哺乳類母子間の愛着形成を支える神経基盤の理解を通じて、母子のウェルビーイング（心身および社会的な幸福）向上に貢献するものです。未熟な新生仔（児）（しんせいし）を産む哺乳類にとって、養育行動は次世代の生存可能性を高めるために必須の本能行動です。この行動は出産前後から活発になるものの、その神経基盤は十分に理解されておらず、特に認知機能の中枢...

生命維持に不可欠な代謝産物である「S-アデノシルメチオニン（SAM）」の関連代謝産物のレベルは、飢餓状態でも安定していることを見いだしました。細胞質に存在するSAM消費酵素グリシンN-メチルトランスフェラーゼ（Gnmt）がSAM産生阻害時に、核内のユビキチン・プロテアソームシステム（UPS）経路で分解されることを発見しました。本研究は、飢餓などの栄養不足に対する新たな介入戦略の足がかりになり得ます。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。...

金属3Dプリンティングにより作成した高強度の合金造形物について、マイクロメートルスケールの「結晶学的ラメラ構造」とナノメートルサイズの「セル組織」に着目し、造形物の強度に対するそれぞれの影響を定量的に抽出することに成功した。セル組織が極めて大きな強化をもたらす原因因子であることが明らかに。「結晶学的ラメラ構造」による強度上昇は数％程度であった一方で、「セル組織」では強度が40パーセント(1.4倍)上昇。レーザ粉末床溶融結合法で作製した合金造形物が非常に高強度を示す要因は、複数の特異構造が存在するため未解明であったが、セル組織は熱処理によって、ラメラ構造は特異なスキャンス...

ゲノム編集装置をミトコンドリアへ直接送達するナノカプセル（MITO-Porter）を開発。ミトコンドリア内でのゲノム特異的切断に成功し、遺伝子疾患治療への応用に期待。ドイツ、アラブ首長国連邦の大学との国際共同研究による成果。北海道大学 大学院薬学研究院の山田 勇磨 教授、同 大学院薬学研究院 修士課程の野呂田 楓氏（研究当時）、リューベック大学（ドイツ）の廣瀬 みさ 主任研究者らの共同研究グループは、ミトコンドリア標的型ナノカプセル（MITO-Porter）を用いてCRISPR/Cas9ゲノム編集装置（RNP）を哺乳類細胞のミトコンドリア内に直接送達...

カーボンナノチューブ（CNT）に光を照射すると発生する励起子は、CNTの光電特性を左右する重要な役割を担っているが、その空間的広がりは非常に小さく、寿命も極めて短いため、従来の計測技術では励起子の挙動を直接観測することは困難だった。フェムト秒赤外パルスを用いた超高速赤外近接場光顕微鏡を用いて、CNT内の励起子の局所的な超高速ダイナミクスを実空間で観測することに成功した。特に、CNT内部の微小な格子歪みや隣接するCNTとの相互作用といったナノスケールの局所環境が、励起子の生成と消滅に与える影響を解明した。励起子の局所的な超高速現象を理解することは、その制御技術の...

高速・高感度の多重3次元免疫組織化学法の開発通常使用するIgG抗体が浸透しづらい組織深部の標的分子の標識に成功通常の標識ナノボディーを用いた染色法と比較して5倍以上のシグナル増幅を達成抗体分子を用いて3次元組織内の標的分子の分布を明らかにする3次元免疫組織化学法は、主に2次元で行われてきた免疫組織化学法を大幅に拡張し、組織学、病理組織診断に新しい視野を与えるものです。一方で、3次元免疫組織化学法の運用には抗体分子の3次元組織への迅速な浸透、シグナル検出感度の向上が大きな課題となっていました。順天堂大学 大学院医学研究科 脳回路形態学の山内 健太 助教...

全身性強皮症患者さんの血液や臓器の1細胞解析を通じて「腎クリーゼ」や「進行性間質性肺疾患」などの、重症例に特徴的な免疫細胞の集団を発見。指定難病「全身性強皮症」は患者さんごとの症状がさまざまで、命にかかわる症例や安定した症例が混在し、最適な治療選択および治療を開始する時期の判断が難しい病気である。患者さんの白血球を採取し、1細胞解析を行い、その結果、重症の腎臓病変である腎クリーゼを発症した患者さんの血液中では「EGR1」という遺伝子発現が上昇した単球が特徴的に認められた。命にかかわる全身性強皮症の病状を解明し、重度の内臓障害の発症予測や新たな治療法の開発に役立...

神経細胞同士のつながりを担うシナプス結合が、睡眠時に一様に弱くなるのか、強くなるのか、これまで統一的な見解が得られていませんでした。コンピューターシミュレーションにより大規模な神経細胞ネットワークの活動を計算した結果、睡眠時のシナプス結合の強さは「睡眠時の神経活動量」と「シナプス学習則」との2つの要素によって決まることが明らかになりました。この結果により、睡眠時にシナプス結合が強くなる「睡眠学習」が生じる条件を理論的に予測することが可能になるため、睡眠と学習・記憶の関連性についてより深い理解が進むことが期待されます。JST 戦略的創造研究推進事業 E...

ガラスなどの加工の難しい材料を、従来の100万倍高速で、なおかつ超精密に加工できる手法を開発しました。ピコ秒（10のマイナス12乗秒）という極短時間だけ材料の物性を変化させることで、加工効率が劇的に向上することを発見しました。次世代型半導体において、ガラス基板への微細加工技術の確立が急務となっています。本技術により、半導体産業の飛躍的な進展が期待されます。東京大学 大学院工学系研究科の伊藤 佑介 講師らとAGC株式会社による研究グループは、従来の100万倍高速かつ超精密に、ガラスなどの透明材料を加工できる手法を開発しました。次世代の半導体に...

シリコンチップ上で、これまでに利用されていなかった次元「光導波路多重」を用いて、光による行列-ベクトル乗算を実行する光プロセッサーを実現。シンプルなシステム構成でありながら、大規模集積が可能なチップ構造を実証。光導波路多重に加えて、従来の波長・モードの次元を組み合わせることで、AIに向けた超並列光行列演算回路の実現が期待される。東京大学 大学院工学系研究科 電気系工学専攻の竹中 充 教授、唐 睿 特任助教（研究当時）、トープラサートポン・カシディット 准教授、高木 信一 教授（研究当時）、および産業技術総合研究所 光電融合研究センター 光電子集積デバ...

理化学研究所（理研） 開拓研究所 伊丹分子創造研究室の伊丹 健一郎 主任研究員（環境資源科学研究センター チームディレクター、名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM） 主任研究者）、名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所（WPI-ITbM）の宇佐見 享嗣 特任助教（高等研究院YLC 教員）、藤本 和宏 特任准教授、柳井 毅 教授、名古屋大学 大学院理学研究科の河野 英也 博士後期課程学生（研究当時）、オースティン・ビック 博士前期課程学生らの共同研究グループは、昆虫が持つ異物代謝の仕組みを利用して、その体内で機能性分子ナノカーボンを合成させることに初めて成...

水の蒸発によって現れるパターン形成「界面分割現象」の新たな特徴を発見ポリマー分散液の蒸発界面が複数に分割するとき、「対称性の破れ」が現れることを実証生体組織など自然界に見られる非対称なパターン形成の理解に有用北陸先端科学技術大学院大学（学長・寺野 稔、石川県能美市）サスティナブルイノベーション研究領域のグエン・チキムロク 大学院生（博士後期課程）、桶葭 興資 准教授らは、ポリマーが水に分散した粘性流体から現れる散逸構造「界面分割現象」において、対称性の破れを実証しました。これまで、界面で起こる幾何学変形が、時間とともにどう進んでいくかは、不明な点が多...

全身麻酔に用いられる吸入麻酔薬の作用機序は完全に解明されておらず、これまでに特定されていない標的分子の存在が示唆されていました。本研究により、吸入麻酔薬が1型リアノジン受容体と呼ばれるたんぱく質を活性化し、全身麻酔の導入に関与していることがマウスを用いた実験で分かりました。麻酔薬が作用する仕組みを正確に理解することは、より優れた麻酔薬や投与方法の開発につながる可能性があります。JST 戦略的創造研究推進事業 ERATOにおいて、東京大学 大学院医学系研究科 機能生物学専攻 システムズ薬理学分野の上田 泰己 教授（久留米大学 特別招聘教授 兼任）、金谷...

京都大学 大学院工学研究科の浜地 格 教授、野中 洋 准教授、坂本 清志 特定准教授、白岩 和樹 同博士課程学生（研究当時）らの研究グループは、生きた動物脳内の特定受容体上で蛍光センサー分子を化学合成する新規手法を開発しました。生体内で天然のたんぱく質を化学修飾・機能化することは、化学と生物学の境界領域における最先端研究において有用です。これまで、本研究グループでは、遺伝子操作を伴わずに動物脳内の天然に存在する受容体を化学修飾する「脳内リガンド指向性化学」の開発に成功していましたが、導入できる分子種に限りがありました。今回、「脳内リガンド指向性化学」と「クリック化学」を組み合わせるこ...

JST（理事長 橋本 和仁）は、研究成果最適展開支援プログラム（A-STEP）実装支援（返済型）の2024年度募集において、株式会社Logomix（本社：東京都中央区、代表取締役：石倉 大樹（CEO）、相澤 康則（CSO））に対する開発支援を決定しました。本事業は、大学等の研究成果（技術シーズ）の社会実装を目指すスタートアップ等を対象に、革新的な製品・サービス創出に向けた実用化開発を開発費の貸し付け（無利子）により支援するものです。株式会社Logomixは、東京科学大学の研究成果である大規模なゲノム構築を可能にする技術を活用し、パートナー企業のニーズに合わせた合成生物学的ソ...

真核生物の祖先に最も近縁なプロメテ古細菌の一種であるヘイムダル古細菌から、カロテノイド色素を光捕集アンテナとして利用する、極めて高感度な光駆動水素イオンポンプたんぱく質「ヘイムダルロドプシン」を発見しました。ヘイムダル古細菌がヘイムダルロドプシンを用いて、高効率に太陽光のエネルギーを化学エネルギーに変換していることが示され、真核生物の出現へとつながるヘイムダル古細菌の生態の全く新しい一面が明らかとなりました。ヘイムダルロドプシンはルテインなどヒトにも豊富に存在するカロテノイド色素を利用することから、高感度で革新的な視覚再生医療や神経疾患の光治療法への応用が期待されます。...

細胞内のたんぱく質をゲノムDNAに結合した状態で抽出し（ChIP）、クライオ電子顕微鏡解析（CryoEM）により可視化するChIP-CryoEM法を確立しました。ChIP-CryoEM法により、ヒト細胞内のゲノムDNAをRNAに転写中のRNAポリメラーゼIIの立体構造を可視化することに成功しました。従来の知見を再確認するとともに、新規のRNAポリメラーゼII複合体を発見し、ゲノムDNA転写の新たな機構が明らかになりました。ChIP-CryoEM法をさまざまなたんぱく質に適用することで、遺伝子の転写のみならず、複製、修復、組み換えなどのDNA機能の制御に関する研究が加速し...

複数の細胞が混ざる細胞集団から特定の運命を持つ細胞だけを単離するCloneSelect法を開発従来の方法では、細胞を調べるとその細胞を壊してしまうため、同じ細胞の変化を追跡することが困難だったが、各細胞に固有のDNAバーコードを付けて追跡できるようにすることで、一部を保存、残りは実験に使用すると将来特定の性質を示す細胞を保存している中から見つけることが可能に幹細胞生物学、再生医療、進化生物学など幅広い分野への貢献に期待大阪大学 ヒューマン・メタバース疾患研究拠点（WPI-PRIMe） 創造的破壊生物学分野の谷内江 望 特任教授（ブリティッシュコロンビ...

１細胞の成分分布を可視化するための、シングルセル質量分析イメージング（SC-MSI）技術を開発。同一の細胞に対して、質量分析イメージングによる細胞内脂質の観察、蛍光顕微鏡による細胞の観察、細胞の表面形状の計測を一度に実施可能にした。細胞内の脂質の分布を可視化でき、異なる種類の細胞を区別できることを示した。治療・診断技術の創成につながる情報の獲得に期待。大阪大学 大学院理学研究科 物理学専攻 大塚 洋一 准教授、豊田 岐聡 教授、大阪大学 放射線科学基盤機構 樺山 一哉 教授、深瀬 浩一 教授と、九州大学 生体防御医学研究所 和泉 自泰 准教...

高活性なトランスポゾンを大腸菌ゲノムに導入することで構造変異の頻度を高め、ゲノム構造の進化を加速させることに成功しました。従来、数十年かけて観測されてきたゲノム構造の進化と同等の進化をわずか10週間で再現した上、新たなトランスポゾンの出現する過程まで観測できました。本技術のさらなる発展を通じて、共生細菌や病原性細菌が出現する進化過程の理解が進むほか、産業上重要な細菌の改良の高速化に貢献すると期待されます。東京大学 大学院総合文化研究科の金井 雄樹 特任助教（研究当時：東京大学 大学院理学系研究科 大学院生）と大学院理学系研究科の津留 三良 特任助教と...

DNAナノポアを用いた分子選択性の高いナノポアセンサーを提案DNAナノポアセンサーによるアデノシン三リン酸（ATP）の選択的検出に成功さまざまな物質を選択的に検出できるナノポアセンサーとして、創薬や疾患診断などへの応用展開に期待長岡技術科学大学 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ナノポアセンサー」を開発しまし...

短いペプチドと金属イオンを溶液中で自己組織化させ、60回の絡まり交点数を持つ球殻分子構造を構築自己組織化現象に働く「絡まり」と「多面体」の両幾何学に基づいた構造予測と分子合成を実現人工ウイルスキャプシドや新たな機能性ペプチドの開発につながる可能性東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院 化学生命科学研究所の澤田 知久 准教授と東京大学の藤田 誠 卓越教授（兼 分子科学研究所 卓越教授）、お茶の水女子大学の下川 航也 教授らの研究チームは、ペプチドを金属イオンと自己組織化させることによって、正十二面体リンクの幾何構造を持つ球殻分子構造の構築...

慶應義塾大学 医学部 内科学（呼吸器）教室の安田 浩之 准教授、同 大学院医学研究科の福島 貴大（大学院生）、同 医化学教室の佐藤 俊朗 教授らの研究チームは、３３人の小細胞肺癌患者から「オルガノイド」を樹立し、一部の小細胞肺癌（非神経内分泌タイプ）がＩＧＦ－１と呼ばれる増殖因子に強く依存して増殖していること、ＩＧＦ－１の受容体であるＩＧＦ１Ｒに対する阻害剤が新しい治療薬の１つとして有効である可能性を見いだしました。小細胞肺癌は、癌の病態解明が進んでおらず有効な治療法が限られる病気です。手術できない小細胞肺癌患者の５年生存率は１０パーセント以下であり、難治性癌の代表とされています。...

免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）を発光反応の触媒とする天然ルシフェリンの改変体を開発ＩｇＧの構造に応じて発光色を変化させることに成功変性度を迅速・簡便に判定できるため、抗体の品質管理への応用に期待産業技術総合研究所 健康医工学研究部門 西原 諒 主任研究員、木原 良樹 テクニカルスタッフ（研究当時）、栗田 僚二 研究部門付は、慶應義塾大学 理工学部 システムデザイン工学科 山本 詠士 准教授、同 大学院理工学研究科 平野 秀典 特任准教授と共同で、治療や診断などに広く使用される抗体である免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）と反応し、ＩｇＧの構造に応じて発光色を変える...

記憶は、「記憶を担う神経細胞集団（エングラム細胞集団）」に保存されるが、エングラム細胞は出来事を経験した時に形成されるのか、それとも事前に脳内に準備されているのか、もしそうならどのように準備されているのかは不明のままだった。自由に行動しているマウスの脳内で記憶エングラム細胞の活動を観測する独自の技術を使って、少し先の未来の記憶を担うエングラム予備細胞が、その経験をする前の睡眠中に既に脳内に準備されている様子を観察することに成功した。未来の記憶を担うエングラム予備細胞集団は、別（前）の出来事を記憶した後の睡眠中にその記憶のエングラム細胞集団と同時に活動して出現することから...

京都大学 大学院工学研究科 分子工学専攻 Ｌｉ Ｚｈｕｏｗｅｉ（リ・ツオウェイ） 氏（博士課程３年）・Ｐａｉｔａｎｄｉ Ｒａｊｅｎｄｒａ（パイタンジ・ラジェンドラ） 氏（日本学術振興会 研究員）・筒井 祐介 助教・松田 若菜 氏（博士研究員）・信岡 正樹 氏（博士課程３年）・Ｃｈｅｎ Ｂｉｎ（チェン・ビン） 氏（博士課程３年）・鈴木 克明 助教・梶 弘典 教授・Ｓａｍｒａｔ Ｇｈｏｓｈ（サムラット・ゴッシュ） 氏（日本学術振興会 研究員）・田中 隆行 准教授・須田 理行 准教授・関 修平 教授は、同研究科 物質エネルギー化学専攻・Ｚｈｕ Ｔｏｎｇ（ヂウ・トン） 准教授・陰山 洋 教授、名古屋大...

慶應義塾大学 医学部 医化学教室の五十嵐 亮 特任助教（大学院生）、小田 真由美 専任講師、佐藤 俊朗 教授らの研究チームは、肝細胞が本来持つ機能を失わずに増殖する方法を確立し、ヒト初代肝細胞からミニチュア組織である「オルガノイド」を作ることに成功しました。また、肝細胞オルガノイドは試験管の中で薬物代謝や脂質代謝などの機能を再現でき、細胞移植による再生医療への展開の可能性も示されました。従来の方法では、成人肝細胞の体外増殖は困難であり、その過程での肝細胞の機能喪失が問題でした。本研究チームは、新たな培養技術を確立し、成人の肝細胞をオルガノイドとして百万倍以上に増殖させることに成功しま...

キラルな構造を持つ有機超伝導体において、超伝導電流の巨大な整流現象を検出することに成功した。検知された巨大整流効果の起源は、キラリティが持つ非自明なスピン－電流結合と、キラリティが誘導するスピン三重項クーパー対にあることを突き止めた。キラリティと超伝導を組み合わせるという視点で、新規超伝導デバイスの設計指針を与える可能性が期待される。近年、らせん状の構造を持つキラル分子中を電子が通過すると、通過した電子に巨大なスピン偏極が誘導される、との報告が相次いでいます。この現象は、「キラリティ誘起スピン選択性（Ｃｈｉｒａｌｉｔｙ－Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｓｐｉｎ Ｓｅ...

植物内生菌の共生性から病原性までの多様な生活様式が菌の一遺伝子によって制御されることを明らかにしました。植物内生菌が生活様式を変化させる際の菌側・植物側で起こる応答について調査し、病原性を示す際には殺生菌に対するものと類似した応答を植物が示すことを明らかにしました。有用微生物を農業現場で利活用する際、そうした菌類が潜在的に示しうる病原性の発現メカニズムの解明およびその抑制技術の開発をする上で基礎的な知見となります。東京大学 大学院総合文化研究科の晝間 敬 准教授および氏松 蓮 博士後期課程学生、同大学 大学院新領域創成科学研究科の青木 誠志郎 客員共...

電気回路・組み込み・部品の印刷・制御ソフト開発まで完全自作した化学ロボットを開発。設計図、３Ｄプリンター図面、ソフト、組み込み、電気回路図などをすべて公開。開発した材料ロボットによる無機材料の合成に成功。北海道大学 大学院理学研究院・総合イノベーション創発機構 化学反応創成研究拠点（ＷＰＩ－ＩＣＲｅＤＤ）の髙橋 啓介 教授、髙橋 ローレン 助教、クワハラ・ミカエル 学術研究員、前田 理 教授らの研究グループは、３Ｄプリンターを活用して完全自作可能な材料合成ロボット「ＦＬＵＩＤ」を開発しました。これまで、研究グループは触媒インフォマティクスを...

記憶を導くたんぱく質のふるまいをシミュレーションし、世界で初めて記憶関連たんぱく質の液－液相分離の再現に成功しました。液－液相分離のうち、記憶に直結する相分離と考えられる２相分離の再現にも成功しました。２相分離には、記憶関連たんぱく質ＣａＭＫＩＩの形が影響を与えていました。藤田医科大学 医学部 医用データ科学の浦久保 秀俊 准教授、Ｖｉｋａｓ Ｐａｎｄｅｙ（ビカス・パンディ） 研究員、京都大学 大学院医学研究科の林 康紀 教授、細川 智永 准教授の研究グループは、人が記憶するときに脳内で起こるたんぱく質の集合をコンピューターシミュレーションすることに...

京都大学 大学院工学研究科 高分子化学専攻の西川 剛 助教、鈴木 宏史 博士後期課程学生、大内 誠 教授のグループは、１次構造が多重制御されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）の合成手法を開発しました。ＰＶＡは医療材料や偏光フィルムといった先端機能材料から身近な接着剤・洗濯のりまでさまざまな用途に用いられる重要な高分子であり、近年ではその分解性にも注目が集まっています。ＰＶＡは炭化水素主鎖に水酸基側鎖が直結した構造を持ち、水酸基の親水性、水素結合性などが物性や機能において重要な役割を果たします。分子量・分岐構造・立体規則性などの１次構造を多重に制御できれば、水酸基の周辺環境の違いに依存し...

東京農工大学 大学院工学府の栗崎 優斗 大学院生と同大学 大学院工学研究院 生命機能科学部門の津川 裕司 教授らの共同研究グループは、生理活性脂質の１種である「脂肪酸ヒドロキシル化脂肪酸（ＦＡＨＦＡ）」の脂肪酸側鎖・水酸基位置・二重結合位置を網羅的に決定できる新しい構造リピドミクス手法を開発しました。本手法は、液体クロマトグラフィー―タンデム型質量分析（ＬＣ－ＭＳ／ＭＳ）における生体試料の前処理や、部分構造情報を得るための方法の１つである電子誘起解離法（ＥＡＤ）およびインフォマティクスの技術開発および最適化によって実現しました。また、本手法を用いて、腸内細菌叢（そう）および宿主側で産生されると...

生命の根幹的な特徴である自己複製の能力を人工的に再現することは、生命の理解と新しい応用につながる。本研究では、たんぱく質合成に必須な２０種類のアミノアシルｔＲＮＡ合成酵素（ａａＲＳ）を、試験管内で持続的に再生産することに成功した。この成果は自己複製可能な人工細胞の実現に向けた重要な一歩であり、将来的には生物に頼らない効率的で制御性の高い物質生産システムの開発につながる。東京大学 大学院総合文化研究科 広域科学専攻の萩野 勝己 大学院生、市橋 伯一 教授（兼：同研究科 附属先進科学研究機構／同大学 生物普遍性連携研究機構）、理化学研究所 生...