自然科学研究機構研究Discovery Saga

・エバネッセント円偏光を用いて、ナノ光ファイバー上でキラルなナノ粒子を選択的に輸送することに成功しました。・ 2つの光を対向伝搬させて非キラル力成分を相殺し、純粋なキラル光圧のみを取り出すことで、円偏光の切り替えだけでナノ粒子の輸送方向を制御できることを実証しました。・サイズや形状にばらつきのある粒子集団においても手法の有効性を確認しており、将来的には薬物などのキラル分子を光で分離する技術への応用が期待されます。【研究の概要】　東京理科大学理学部第一部物理学科のMark Sadgrove教授、Georgiy Tkache...

キーワード：水溶液/熱雑音/普遍性/ブラウン運動/化学組成/エナンチオマー/直線偏光/キラル/光学活性/ナノ物質/円偏光/ファイバー/選択性/光学特性/エバネッセント光/シミュレーション/ナノスケール/ナノ粒子/光ファイバー/非接触/生体内/妥当性/創薬/副作用

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発表日：2026年4月18日

星間ダスト表面におけるH2オルソ・パラ転換効率の評価

－吸着水素分子の回転エネルギー差が化学進化時間に影響－（杉本敏樹准教授ら）

理化学研究所（理研）開拓研究所坂井星・惑星形成研究室の古家健次研究員、分子科学研究所物質分子科学研究領域の杉本敏樹准教授、北海道大学低温科学研究所の渡部直樹教授らの共同研究グループは、星間空間の固体微粒子（ダスト）表面で起こる水素分子（H2）のオルソ・パラ核スピン転換[1]が、星形成領域の化学進化（原子から分子が生成される過程）に与える影響を理論的に調べました。特に、ダスト表面に吸着した水素分子（H2）の回転エネルギー差に着目して、星間環境における転換速度を評価した結果、星間空間では、ダスト表面での核スピン転換によって水素分子（...

キーワード：コヒーレント/原子核/非線形/陽子/量子ダイナミクス/化学進化/原始星/恒星/重水素/数値シミュレーション/星・惑星形成/星間ダスト/星間分子雲/星形成/星形成領域/太陽/太陽系/分子雲/惑星/惑星形成/惑星系形成/星間分子/非線形分光/分子イオン/理論的研究/ラマン/核スピン/水素分子/表面拡散/有機分子/固体表面/酸素分子/ナノ界面/反応速度/シミュレーション/スピン/ダイナミクス/極低温/水素原子/電気化学/微粒子/不確定性/スギ/プロトン/ラマン分光/ラマン分光法

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発表日：2026年4月16日

ミュオン触媒核融合を駆動するミュオン分子の直接観測に世界で初めて成功

─高分解能X線分光法を使い理論モデルを実験で実証─

中部大学と東北大学を中心とする国際共同研究グループは、高分解能X線検出器を用いて、素粒子のミュオン*1を使う核融合（ミュオン触媒核融合：µCF*2）の反応率を左右するミュオン分子の共鳴状態*3を世界で初めて直接観測し、量子力学的な状態ごとの存在比を定量的に決定しました。これまで不明確であった分子生成...

キーワード：カロリメータ/核融合/原子核/高エネルギー/準安定/超伝導体/閉じ込め/J-PARC/ミュオン/加速器/素粒子/同位体/X線分光/スペクトル/検出器/磁場/重水素/太陽/超伝導/半導体検出器/共鳴状態/水素分子/温度センサー/地球環境/電気抵抗/X線検出器/センサー/マイクロ/レーザー/極低温/計測システム/高効率化/水素原子/二酸化炭素/半導体/分解能/量子力学/フュージョン/高分解能/寿命/放射線

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発表日：2026年4月14日

１粒子ごとの超高速分光で、光捕集アンテナの"見えない違い"を可視化

〜不均一性で分解する新しい過渡吸収顕微分光法を開発〜

１．１分子レベルの測定感度に迫る超高感度過渡吸収顕微鏡を開発２．フェムト秒時間スケールで生じる光励起ダイナミクスを「不均一性分解超高速分光法」という新たなアプローチで解析３．光合成の光捕集で重要な役割を担う励起子状態の不均一な挙動を明らかにした...

キーワード：アンテナ/太陽/分子集合体/光合成/光生物/太陽光/顕微分光/光吸収/光励起/超高速分光/ダイナミクス/ナノメートル/ピコ秒/フェムト秒/励起子/分子システム/ゆらぎ/不均一性/分子集合

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発表日：2026年4月1日

広視野高速CMOSカメラが本格始動

ー BOK望遠鏡で観測開始ー

2025年9月にファーストライトを迎えた「広視野高速CMOSカメラ」が2026年1月、本格的な観測を開始しました。...

キーワード：インターフェース/先端技術/時間分解/モンスーン/CCD/CCDカメラ/すばる望遠鏡/観測装置/時間変動/重力波/天体観測/天文学/望遠鏡/時間分解能/CMOS/データストレージ/可視光/センサー/マイクロ/性能評価/装置開発/分解能/ADC

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発表日：2026年3月25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―（篠北啓介グループら）

・原子1層の半導体「単層WS2」にシリコンナノ球を組み合わせ、Mie共鳴を利用することで、光の信号（第二高調波）を最大40倍以上増強することに成功しました。・次世代の光情報技術であるバレートロニクス応用に不可欠な円偏光状態の保持能力を検証したところ、約80%と高い円偏光度（注４）を保つ信号増強性能を実証しました。・数値シミュレーションにより、電気・磁気モード間のバランスが偏光保持を決定するメカニズムであることを解明しました。これにより、ナノ...

キーワード：最適化/符号化/セレン/対称性/非線形/非線形光学応答/閉じ込め/量子情報/量子情報処理/近赤外/数値シミュレーション/直線偏光/キラル/モリブデン/量子ビット/カルコゲナイド/円偏光/タングステン/遷移金属/SHG/キャリア/バンドギャップ/フォトニクス/可視光/金属ナノ構造/光通信/高調波/赤外光/遷移金属ダイカルコゲナイド/双極子/層状物質/第二高調波発生/超格子/非線形光学/誘電体/TMD/電子状態/シミュレーション/シリコン/スピン/ナノ構造/ナノ粒子/レーザー/屈折率/光情報処理/周波数/半導体/近赤外光

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発表日：2026年3月10日

最大級の電波画像が明らかにする天の川銀河中心部の化学組成

天の川銀河の最奥部には高密度のガスとダストの雲が集まっています。この「中心分子雲帯（CMZ）」は星形成が活発で、さらに生まれた大質量星が超新星爆発を起こすため、天の川銀河の中でも特にエネルギーが高く特殊な環境になっています。あらゆる銀河にCMZがあるとは言え、銀河中心の超大質量ブラックホール（いて座A*（エースター）」周辺で強い重力的影響を受ける中での星形成活動を詳しく研究できるのは、私たちから最も近く観測しやすい天の川銀河のCMZだけです。「アルマCMZ探査サーベイ（ACES）」は、650光年以上の広がりを持つガスの分布を、過去にない精細なスケールで描き出しました。「空間...

キーワード：アンテナ/ミリ波/干渉計/広帯域/サブミリ波/スペクトル/ブラックホール/宇宙科学/化学組成/観測装置/近赤外/近赤外線/銀河/銀河中心/原始星/恒星/初期宇宙/新星/星間物質/星形成/赤外線/大質量星/超新星/超新星爆発/天文学/電波干渉計/分子雲/望遠鏡/ケイ素/有機分子/アセチレン/空間構造/エタノール/シミュレーション/フィードバック/周波数/動力学/分解能/メタノール/高分解能/コミュニティ

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発表日：2026年2月26日

誰でも、どこでも、分子をつくる時代へ

―有機合成の多様な工程をつなぐ自動化基盤を構築―（椴山儀恵グループら）

　自然科学研究機構分子科学研究所椴山儀恵准教授（兼総合研究大学院大学准教授）、大塚尚哉助教（兼総合研究大学院大学助教）、鈴木敏泰チームリーダーの研究グループは、有機合成の多工程連携と遠隔操作を両立した自動有機合成システムを世界に先駆けて構築しました。　有機合成は、化学反応の実施だけで完結するものではなく、反応後の処理、生成物の分析・同定、単離精製など、複数の工程から成り立っています。本研究では、こうした工程を整理し、研究者の判断を介在させながら段階的に自動化する独自の実験基盤を構築しました。　本システムにより、研究者は実験室に常時立ち会うことなく、遠隔から実験を実...

キーワード：スループット/モバイル/AI/機械学習/人工知能（AI）/並列処理/錯体触媒/有機合成化学/共進化/有機分子/材料科学/デジタル化/マイクロ/ロボット/遠隔操作/機能性材料/自動化/自動制御/機能性/反応時間/医薬品開発/合成化学/有機合成

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発表日：2026年2月25日

第14回宇宙における生命ワークショップ（ABCワークショップ）

東岡崎駅から岡崎コンファレンスセンターへ向かうたび、いつも行列に目を奪われるのが、人気グループ「東海オンエア」ゆかりのコーヒースタンドです。駅からの道すがら「今日こそは一杯…」と思うのですが、結局そのまま会場へ吸い込まれてしまうのがいつものパターン。最近では東京の虎ノ門ヒルズにも店舗ができたそうで、岡崎で果たせなかった「宿題」を意外な場所で片付けられるかも、と少し親近感を抱いています。さて、本題に入ります。2026年2月12–13日に、愛知県岡崎市の自然科学研究機構・岡崎コンファレンスセンターにて「第14回宇宙における生命ワークショップ（ABCワークショップ）」が開催され...

キーワード：人工知能（AI）/生体情報/環境変化/ワークショップ/酸素濃度/地球科学/質量分析装置/生命の起源/近赤外/系外惑星/天文学/惑星/惑星科学/クロロフィル/塩基配列/光合成/光阻害/光環境/質量分析/光照射/地球環境/発光ダイオード（LED）/アストロバイオロジー/栄養塩/二酸化炭素/CO2固定/トランスオミクス/クロロフィル蛍光/生態学/SPECT/オミクス/オミクス解析/代謝産物/次世代シーケンサー/オートファジー/メタボロミクス/遺伝学/遺伝子/生理学

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発表日：2026年2月25日

第996回分子研コロキウム

演　題「炭素物質の創製および応用に向けた分子合成手法の開発」 ...

キーワード：芳香族/デンドリマー/高分子/芳香族分子/ナノグラフェン/材料科学/前駆体/ボトムアップ/グラフェン

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発表日：2026年2月12日

抗体医薬の“⾒えなかった劣化状態”を原⼦レベルで可視化

〜 NMRとLC-MSの統合解析により、メチオニン酸化の⽴体化学を解明〜

　⾃然科学研究機構⽣命創成探究センター（ExCELLS）の研究チームは、抗体医薬品注1)に⽣じる化学的劣化の⼀つである「メチオニン酸化注2)」について、その⽴体化学状態を原⼦レベルで識別・定量できる新たな解析⼿法を開発しました。本研究では、核磁気共鳴（NMR）分光法注3)と液体クロマトグラフィー質量分析（LC–MS）...

キーワード：品質評価/最適化/品質管理/安定性解析/磁気共鳴/質量分析/選択性/スピン/酸化物/マッピング/酵素反応/アミノ酸/クロマトグラフィー/バイオ医薬品/ラット/核磁気共鳴/抗体医薬/創薬/免疫細胞/抗体

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発表日：2026年2月12日

第994回分子研コロキウム

演　題「EPOCHメークを目指す先端共用顕微プラットフォーム」 ...

キーワード：マルチモーダル/プログラミング/人工知能（AI）/トポロジー/データ解析/質量分析/計測技術/電子顕微鏡/分解能/空間分解能/代謝リプログラミング/MSI/放射線治療/ラット/リプログラミング/質量分析イメージング/脂質/脂質代謝/放射線/薬物動態

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発表日：2026年2月12日

抗体医薬の"見えなかった劣化状態"を原子レベルで可視化

〜 NMRとLC-MSの統合解析により、メチオニン酸化の立体化学を解明〜（加藤晃一グループら）

　自然科学研究機構生命創成探究センター（ExCELLS）の研究チームは、抗体医薬品注1)に生じる化学的劣化の一つである「メチオニン酸化注2)」について、その立体化学状態を原子レベルで識別・定量できる新たな解析手法を開発しました。本研究では、核磁気共鳴（NMR）分光法注3)と液体クロマトグラフィー質量分析（LC-MS）注4)、さらに立体選択的酵素反応を組み合わせることで、従来は区別が困難であった酸化状態の違いを可視化することに成功しました。本成果は、抗体医薬品の品質評価や安定性解析の高度化に貢献する...

キーワード：品質評価/最適化/品質管理/安定性解析/原子核/磁気共鳴/立体選択的/質量分析/選択性/スピン/酸化物/マッピング/立体化学/酵素反応/アミノ酸/クロマトグラフィー/バイオ医薬品/ラット/核磁気共鳴/抗体医薬/自己免疫/自己免疫疾患/創薬/免疫細胞/抗体

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発表日：2026年2月4日

抗体全体のかたちと機能の鍵となるヒンジ領域

〜免疫反応をピンポイントで制御する抗体医薬の設計に期待〜

東京科学大学（Science Tokyo）物質理工学院材料系の小関悠希大学院生（博士後期課程1年）と同総合研究院フロンティア材料研究所の谷中冴子准教授、九州大学大学院薬学研究院のカアベイロ・ホセ教授、大阪大学大学院工学研究科の内山進教授、山口祐希助教、自然科学研究機構の加藤晃一教授、村田和義特任教授、名古屋大学大学院理学研究科／自然科学研究機構生命創成探究センターの内橋貴之教授らの研究チームは、免疫を担う重要なタンパク質であるIgG1抗体（用語1）において、ヒンジ領域...

キーワード：免疫機能/産学連携/磁気共鳴/高分子/質量分析/生物工学/原子間力顕微鏡/電子顕微鏡/機能制御/変異体/高速原子間力顕微鏡/がん免疫/がん免疫療法/免疫制御/免疫療法/アミノ酸/バイオテクノロジー/バイオ医薬品/ファージ/プロリン/マクロファージ/ラット/核磁気共鳴/核磁気共鳴法/血液/抗原/抗体医薬/構造生物学/自己免疫/自己免疫疾患/受容体/生体分子/創薬/副作用/免疫応答/免疫細胞/ウイルス/抗体/細菌/生理学

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発表日：2026年2月3日

研究会・セミナー

第995回分子研コロキウム

セミナー・イベント詳細 ...

キーワード：2次元電子系/光物性/超伝導/ナノ物質/電子輸送/ヒドリド/原子クラスター/電子物性/絶縁体/量子ドット/スピン/分子システム/プロトン

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発表日：2026年2月2日

原子スケール空間の巨大電場で操る非線形な光発生現象

―超小型光エレクトロニクス技術への基礎的ブレイクスルー―（杉本敏樹グループら）

　分子科学研究所の高橋翔太特任助教、櫻井敦教助教（兼　総合研究大学院大学助教）、望月達人大学院生（総合研究大学院大学）、杉本敏樹准教授（兼　総合研究大学院大学准教授）らの研究グループは、物質に生じる非線形な光学応答の効率を、外部からの印加電圧によって操作可能とする新しい手法の開発に成功しました。原子スケールで探針位置を制御可能な走査トンネル顕微鏡（STM）では、金属探針と金属基板の間に数オングストローム（100億分の1メートル）級の非常に小さなギャップを形成することができます。研究グループは、この微小なギャップ空間に非線形な光学応答を示す物質を閉じ込め、±1 Vの範囲で探針と基板間に電圧を印...

キーワード：情報通信/パルス/フェムト秒パルス/原子核/非線形/非線形光学応答/物性物理/閉じ込め/広帯域/スペクトル/近赤外/非線形分光/光学材料/トンネル電流/中赤外/非線形光学材料/パルスレーザー/原子分解能/SHG/センシングデバイス/ナノフォトニクス/ナノ構造体/フォトニクス/プラズモニクス/プラズモン/可視光/金属ナノ構造/光エレクトロニクス/光スイッチ/光スイッチング/高調波/赤外光/第二高調波発生/電気光学効果/波長変換/非線形光学/非線形光学効果/表面プラズモン/計測技術/電子状態/センシング/トンネル/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ナノ計測/ナノ構造/フェムト秒/レーザー/近接場光/金属材料/屈折率/周波数/超解像/導電性/分解能/分光分析/量子力学/近接場/ラット/近赤外光/超解像イメージング

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発表日：2026年1月30日

動的な細胞接触を捉える蛍光センサー Gachapinを新開発

〜従来困難だった一過的な接触や「自己接触」のリアルタイム可視化を実現〜

大阪大学産業科学研究所の京卓志特任研究員（常勤）（現招へい研究員/兼基礎生物学研究所助教）、永井健治教授（兼大阪大学先導的学際研究機構超次元ライフイメージング部門教授）、同大学院生命機能研究科の星野七海助教（現招へい教員）、八木健教授、橋本秀彦助教（現招へい教員）、三重大学大学院医学系研究科の實木亨准教授からなる研究グループは、細胞同士のダイナミックな接触をリアルタイムで可視化する新しい蛍光センサー「Gachapin」および「Gachapin-C」を開発しました（図1）。細胞間の接触は生命活動の根幹を支える重要な現象ですが、従来の技術では一度接触すると...

キーワード：学際研究/時間分解/蛍光センサー/時間分解能/センサー/光センサー/分解能/一細胞/神経回路形成/蛍光タンパク質/細胞移動/神経回路/神経細胞/脳疾患

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発表日：2026年1月28日

元素から紐解く宇宙と生命のものがたり

概要僕たちは、どこから来て、どこへ向かうのか？私たちの体を形作る「元素」をキーワードに、宇宙138億年と生命38億年の歴史を紐解く特別な一日です。夜空に輝く星たちが、いかにして私たちの「命の素」を創り出したのか。そして、22億年前のバクテリアがいかにして「分子の時計」を手に入れ、太陽と共に生きる術を学んだのか。天文学と分子科学の最前線で活躍するトップランナーが、あなたを時空を超えた知の冒険へと誘います。 2026.01.19 公式サイトを公開しました。会場参加をご希望の方...

キーワード：核融合/バクテリア/太陽/天文学/光合成/太陽光/公共交通/アストロバイオロジー/パーソナリティ/体内時計/生理学

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発表日：2026年1月26日

すばる望遠鏡で学ぶ最前線の天文観測

― 総研大大学院生による観測実習

2025年10月11日、総合研究大学院大学（総研大）の大学院生が、すばる望遠鏡を用いた観測実習を行いました。ハワイ観測所スタッフのサポートを受けながら、学生自身が発案した観測テーマにもとづき、世界最高水準の天体観測に挑戦しました。拡大して表示...

キーワード：ノイズ/すばる望遠鏡/観測装置/近赤外/近赤外線/銀河/銀河中心/系外惑星/原始惑星系円盤/恒星/高分散分光/新星/赤外線/太陽/太陽系/太陽系外惑星/超新星/天体観測/分光観測/分光器/分子雲/望遠鏡/惑星/水素分子/可視光/分解能

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発表日：2026年1月19日

新開発極微非線形分光法で観る1億分の1メートルの分子集団の世界

―不均一な材料表面における分子メカニズムの解明へ―（杉本敏樹グループら）

　分子科学研究所の高橋翔太特任助教、櫻井敦教助教（兼　総合研究大学院大学助教）、望月達人大学院生（総合研究大学院大学）、杉本敏樹准教授（兼　総合研究大学院大学准教授）と、東北大学の熊谷紘一大学院生（当時）、平野智倫助教、森田明弘教授らの研究グループは、原子レベルで探針位置を制御可能な走査トンネル顕微鏡（STM）(3)の金属ナノ探針先端にフェムト秒パルスレーザー(4)を照射することで、従来困難であった1億分の1メートル（10ナノメートル）級の高い空間分解能で表面分子からの和周波発生（SFG）(5)信号を検出することに成功しました...

キーワード：フレームワーク/最適化/空間分布/パルス/フェムト秒パルス/ラマン散乱/原子核/対称性/非線形/閉じ込め/量子化/吸着構造/分光学/スペクトル/近赤外/磁場/赤外線/振動スペクトル/振動分光/反応ダイナミクス/非線形分光/量子化学/量子化学計算/分子配向/トンネル電流/ラマン/中赤外/表面・界面/パルスレーザー/回折限界/原子分解能/対称性の破れ/レンズ/顕微分光/赤外光/選択性/双極子/超高速分光/非線形光学/表面反応/分子振動/分光測定/固有振動数/ドメイン構造/単結晶/電子状態/シミュレーション/ダイナミクス/トンネル/ナノサイズ/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/フェムト秒/マイクロ/レーザー/機能性材料/近接場光/近接場光学/光学素子/周波数/振動モード/水素原子/分解能/量子力学/近接場/機能性/空間分解能/分子機能/不均一性/ラット/近赤外光

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発表日：2026年1月13日

第992回分子研コロキウム

演　題「特異な反応場における触媒反応機構」 ...

キーワード：高温高圧/均一系触媒/触媒反応/反応機構/反応場/静電相互作用/電極触媒/加水分解/酸素還元反応/遷移状態/不均一系触媒/活性種/水分解/選択性/電気二重層/還元反応/気液界面/セルロース/インジウム

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発表日：2026年1月7日

記憶を司るタンパク質CaMKIIのリング構造の新発見

金沢大学自然科学研究科数物科学専攻博士後期課程の松島啓介、ナノ生命科学研究所（WPI-NanoLSI）／新学術創成研究機構の柴田幹大教授らの研究グループは、自然科学研究機構生理学研究所の村越秀治准教授らの研究グループとの共同研究で、脳の記憶や学習に欠かせないタンパク質、カルシウム/カルモジュリン依存性キナーゼII（CaMKII）が12個のサブユニットから成るリング内でα型とβ型を同一リングに混在させ、隣接して配置することを高速原子間力顕微鏡（高速AFM、※1）を用いて世界で初めて明らかにしました。これにより、長年残されていたCaMKIIのリング構造に...

キーワード：時間分解/高速AFM/時間分解能/材料科学/結合状態/構造モデル/体積変化/AFM/ダイナミクス/ナノメートル/原子間力顕微鏡/電子顕微鏡/分解能/CaMKII/LTP/グルタミン酸受容体/シナプス/スパイン/小脳/神経発達/大脳/長期抑圧(LTD)/イントロン/酸化酵素/哺乳類/リン酸/Ca2+/アミノ酸配列/高速原子間力顕微鏡/アイソフォーム/カルモジュリン/統合失調症/臨床応用/mRNA/可塑性/脱リン酸化/in vitro/アクチン/アミノ酸/アルツハイマー病/カルシウム/キナーゼ/グルタミン酸/スプライシング/マウス/リン酸化酵素/一分子イメージング/細胞骨格/受容体/神経細胞/大脳皮質/脳機能/分子イメージング/うつ/うつ病/遺伝子/海馬/神経疾患/生理学/精神疾患

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発表日：2025年12月17日

電流で誘起される非熱的触媒反応の駆動原理を解明

-持続可能な温室効果ガス資源化の次世代化学技術に道筋-（杉本敏樹グループら）

　分子科学研究所の斎藤晃特任助教、長坂将成助教（兼　総合研究大学院大学助教）、佐藤宏祐特任助教、杉本敏樹准教授（兼　総合研究大学院大学准教授）と早稲田大学の手塚玄惟大学院生、松本宜樹大学院生（当時）、関根泰教授らの研究グループは、リアルタイム質量分析と種々のオペランド分光計測を組み合わせたマルチモーダル分析によって、温室効果ガスの資源化において重要なメタンドライリフォーミング反応（Dry Reforming of Methane, DRM）が触媒への電流印加によって生成する電子や正孔によって低温で促進されるメカニズムを解明しました。これまで、触媒への電流印加効果として局所加熱や触媒表面での電...

キーワード：マルチモーダル/最適化/温室効果ガス/経済システム/再生可能エネルギー/地球温暖化/温室効果/軟X線/放射光/X線分光/極端紫外光/近赤外/分子活性化/赤外分光/アニオン/アンモニア/均一系触媒/錯体触媒/酸化還元反応/触媒反応/物理化学/質量分析/赤外吸収分光/中赤外/分子触媒/ACT/温度分布/合成ガス/触媒化学/触媒作用/電気化学反応/不均一系触媒/アンモニア合成/オペランド計測/キャリア/金属微粒子/軟X線分光/エネルギー消費/カーボンニュートラル/持続可能/地域資源/分光計測/バイオガス/還元反応/カーボン/トラップ/メタン/環境負荷/金属酸化物/光計測/高効率化/酸化還元/酸化物/資源循環/水素製造/炭素材料/電荷移動/電気化学/二酸化炭素/二酸化炭素/廃棄物/半導体/微粒子/複合材/複合材料/有機物/メタノール/発酵/バイオマス/バイオ燃料/温暖化/パラジウム/有機合成/サーモグラフィ

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発表日：2025年11月27日

原始緑藻の集光タンパクの構造と機能に着目し海底環境に特化した光合成アンテナを発見

植物進化の初期段階では、原始緑藻は光がほとんど届かない海底から、光が十分にある陸上に移り住むのに伴い、光合成の仕組みを変化させました。色素タンパク質複合体である光合成アンテナLhcは、太陽光利用に重要で、陸上植物はLHCIIを、プラシノ藻はLhcpを用いて環境に適応していますが、Lhcpの分子機構は未解明でした。大阪公立大学人工光合成研究センターの藤井律子准教授、大阪大学蛋白質研究所の関荘一郎特任研究員（常勤）、栗栖源嗣教授、同大学大学院生命機能研究科の難波啓一特任教授（常勤）、自然科学研究機構基礎生物学研究所の皆川純教授らの共同研究グループは、海底環境に...

キーワード：アンテナ/広帯域/太陽/タンパク質複合体/光合成/光環境/太陽光/人工光合成/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/分解能/クライオ電子顕微鏡/高分解能/分子機構/立体構造

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発表日：2025年11月26日

光の強さでナノ材料の形を自在に制御

〜次世代の機能性材料開発へ〜

千葉大学国際高等研究基幹の矢貝史樹教授、東京科学大学の河野正規教授、自然科学研究機構生命創成探究センターのクリスチアン・ガンサー特任助教を中心とするパリ＝サクレー大学、理化学研究所、名古屋大学の共同研究チームは、光に反応して形や色が変化する分子「フォトクロミック分子」が自己集合して作られるシート状の構造「二次元ナノシート」に強度を変えて光を照射すると、細いひも状の一次元ナノファイバーや、積み重なった厚い塊である三次元ナノクリスタルなど、全く異なる構造に変化することを発見しました。さらに、この構造変化の様子を、高速原子間力顕微鏡（高速AFM）...

キーワード：環境変化/クリスタル/高エネルギー/時間分解/非平衡/非平衡状態/SPring-8/加速器/放射光/高速AFM/自己集合/分子集合体/結晶構造解析/フォトクロミック分子/時間分解能/単結晶構造解析/ファイバー/可視光/有機材料/ベンゼン/光照射/紫外線/熱力学/ナノシート/ナノファイバー/単結晶/AFM/ナノメートル/ナノ材料/機能性材料/結晶成長/原子間力顕微鏡/分解能/生体内/機能性/結晶構造/表面構造/アクチンフィラメント/高速原子間力顕微鏡/空間分解能/高分解能/超分子/微小管/アクチン/アゾベンゼン/イミン/ラット/光異性化/構造変化/生体分子/分子集合

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発表日：2025年11月23日

AIが「隠れた化学反応」を可視化！

―有機合成を変える「潜在変数」アルゴリズムを開発―（椴山儀恵グループら）

　静岡大学の武田和宏准教授、分子科学研究所の大塚尚哉助教、鈴木敏泰博士、椴山儀恵准教授（大塚助教と椴山准教授は総合研究大学院大学を併任）の研究グループは、世界に先駆けて、実験で直接観測できない「隠れた反応経路」をAIが再現・予測する新しいアルゴリズムを開発しました。AIが導出する潜在変数を用いることで、分子の電子的特徴を数理的に表現し、化学反応の理解や有機分子材料の設計に役立つことを示しました。　本成果は、有機合成のデジタル化と自動化を推進する基盤技術として、持続可能なものづくりや次世代材料開発にも貢献するものです。　この成果は、国際学術誌『Artificial Inte...

キーワード：潜在変数/データ駆動/学習過程/アルゴリズム/ワークフロー/機械学習/最適化/人工知能（AI）/学習支援/芳香族/ナフタレン/錯体触媒/触媒反応/芳香族化合物/有機合成化学/有機半導体/有機分子/触媒設計/選択性/デジタル化/持続可能/電子状態/フッ素/自動化/水素原子/半導体/ヨウ素/合成化学/分子設計/有機合成

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発表日：2025年11月18日

光で確かめた金結晶表面のスピンの向き

―新しい2次元スピン検出方式で、表面電子のスピンの方向を可視化し決定― （松井グループら）

スピンが関与する代表的な現象である金(Au(111))表面のラシュバ分裂で外側・内側バンドのスピン向きの帰属が20年近く2通りに割れ、混乱していた。本研究では光電子運動量顕微鏡（PMM）とスピンローテーター＋2次元スピンフィルターによりスピンの全体像を高効率に取得し、外側は時計回り・内側は反時計回りであることを符号付きで確定した。本手法は材料横断で整合的な"基準データ"整備を可能にし、スピントロニクス材料設計とデバイス開発を加速する基盤となる。【要約】　自然科学研究機構分子科学研究所／総合研究大学院大学の松井文彦教授...

キーワード：対称性/表面状態/軟X線/放射光/極端紫外光/検出器/トポロジカル/ラシュバ効果/メモリ/真空紫外光/材料設計/単結晶/電子状態/スピン/スピントロニクス/センサー/装置開発/低消費電力/電子ビーム/半導体/マッピング/ショック

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発表日：2025年11月8日

銅酸化物の高温超伝導体で特殊な電子状態「ノード金属」を発見

～三層構造が高い超伝導を実現する仕組みの解明へ～（田中清尚　准教授ら）

　広島大学放射光科学研究所准教授の出田真一郎、同大学技術専門職員の有田将司、京都大学大学院人間・環境学研究科教授の吉田鉄平、東京大学大学院理学系研究科名誉教授の藤森淳、内田慎一、同大学低温科学研究センター助教の藤井武則、弘前大学大学院理工学研究科教授の渡辺孝夫（研究当時）、同大学博士課程学生の足立伸太郎（研究当時、現職京都先端科学大学工学部講師）、自然科学研究機構分子科学研究所／総合研究大学院大学准教授の田中清尚、産業技術総合研究所主任研究員の石田茂之、東北大学大学院工学研究科助教の野地尚（研究当時）らと、台湾国立清華大学、米国スタンフォード大学の国際共同研究チームは、銅酸化物高温超伝導体（...

キーワード：フェルミ面/モット絶縁体/液体ヘリウム/角度分解光電子分光/近接効果/光電子分光/高温超伝導体/対称性/超伝導ギャップ/超伝導体/銅酸化物/銅酸化物高温超伝導体/物性物理/ヘリウム/放射光/超伝導/光電子分光法/アニール/物質設計/電子分光/エネルギー貯蔵/キャリア/高温超伝導/酸化物高温超伝導体/絶縁体/ケーブル/紫外線/電気抵抗/電子構造/電子状態/アルミニウム/モーター/リニアモーター/レーザー/酸化物/分解能/量子力学/結晶構造/層構造/高分解能

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発表日：2025年11月6日

世界初、ハイパースペクトルカメラで青いオーロラの高度分布を精密観測

- 高高度200kmにおける明るいオーロラの発生メカニズム解明へ -

自然科学研究機構核融合科学研究所は2023年5月にスウェーデン・キルナ「オーロラ観測用ハイパースペクトルカメラ※１（HySCAI: Hyperspectral Camera for Auroral Imaging）」を設置し、同年9月より本格的な観測を開始しました。このたび、核融合科学研究所の居田克巳特任教授、吉沼幹朗助教、京都大学生存圏研究所の海老原祐輔教授、名古屋大学宇宙地球環境研究所の塩川和夫教授の研究グループは、HySCAIを用いて...

キーワード：ハイパースペクトル/学際研究/核融合/核融合プラズマ/計算機実験/揺らぎ/オーロラ/共鳴散乱/スペクトル/衛星/衛星観測/太陽/太陽光/地球環境/モデリング/人工衛星

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発表日：2025年11月6日

バイオリサイクルに革新：PET分解酵素の活性を69%向上

～疎水性アルキル鎖をN末端に連結する簡便な酵素改変技術を開発～

北海道大学大学院地球環境科学研究院の小野田晃教授、北海道立総合研究機構の瀬野修一郎主査、名古屋大学大学院理学研究科、自然科学研究機構生命創成探究センターの内橋貴之教授らの国際共同研究チームは、酵素を用いたPETリサイクル技術に革新的な改良を加えることに成功しました。研究チームは、ペットボトルや繊維製品に広く使用されるポリエチレンテレフタレート（PET）*1を分解する酵素クチナーゼ*2のN末端*3に疎水性アルキル鎖*4を連結し、分解活性を強化する新技術を開発しました。この改変技術は、遺伝子組換えを...

キーワード：プログラミング/循環型社会/光電子分光/分子動力学シミュレーション/環境調和/光電子分光法/トリアゾール/フィルム/ポリエチレンテレフタレート/酵素分解/高分子/電子線/走査型電子顕微鏡/電子分光/加水分解/XPS/ポリエチレン/水分解/持続可能/地球環境/透明性/表面分析/AFM/シミュレーション/ナノメートル/プラスチック/リサイクル/界面活性剤/原子間力顕微鏡/接触角/電子顕微鏡/動力学/微細構造/分解能/分子動力学/組み換え/親水性/SEM/エチレン/タンパク質工学/遺伝子組み換え/アルデヒド/漁業/炭化水素/高速原子間力顕微鏡/病原体/TPA/大腸/アミノ酸/オリゴマー/リプログラミング/大腸菌/遺伝子

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発表日：2025年11月5日

第989回分子研コロキウム

演　題「タンパク質凝集研究のための先端超音波技術と神経変性疾患診断への応用」 ...

キーワード：タンパク質凝集/振動子/反応制御/キャビテーション/センサー/バイオセンサー/光計測/超音波/水晶振動子/全反射蛍光顕微鏡/アミロイド/凝集体/蛍光顕微鏡/神経変性/神経変性疾患/創薬/線維化

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発表日：2025年10月30日

電流なしで磁石に吸着！らせん状キラル分子の新原理を発見

――不斉合成や分子生物学への応用に期待――
（山本浩史教授ら）

　東京大学物性研究所の三輪真嗣准教授、産業技術総合研究所ハイブリッド機能集積研究部門の山本竜也主任研究員、名古屋大学大学院工学研究科の大戸達彦准教授らによる研究グループは、大阪公立大学の木村健太准教授、分子科学研究所の山本浩史教授と共同で、未解明であった「らせん状の形をしたキラル分子が磁石と相互作用する原理」を発見しました。　本研究により、キラル分子が分子振動を通じて自らスピンを獲得し、その結果、キラル分子と磁石の間に層間交換相互作用がはたらくことで、キラル分子が磁石に吸着することが明らかになりました。これまでにも、キラル分子が磁石のような振る舞いを示すこと...

キーワード：原子核/磁気抵抗/準粒子/水溶液/磁場/キラル/不斉合成/光合成/磁気モーメント/磁気抵抗効果/MRAM/メモリ/巨大磁気抵抗効果/交換相互作用/選択性/分子振動/理論解析/量子エレクトロニクス/巨大磁気抵抗/電気抵抗/不揮発性メモリ/コーティング/コバルト/スピン/スピントロニクス/センサー/ナノサイズ/ナノメートル/バイオセンサー/金属材料/第一原理/第一原理計算/電解質/電気化学/量子力学/分子システム/生体内/キメラ/スルホン酸/創薬/分子生物学

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発表日：2025年10月18日

（解説）レモン彗星の観察チャンス（2025年10月）

2025年1月に発見された彗星（すいせい）、Lemmon彗星（C/2025 A6 (Lemmon)、本記事では「レモン彗星」と表記）が、2025年10月から11月にかけて見ごろを迎えます。10月中旬までは明け方の東の空に、10月中旬以降は夕方の西の空に見えます。最も明るくなるのは10月下旬から11月上旬頃と予想され、そのときの明るさはおよそ3等から4等となることが期待されます。3等の明るさの彗星を肉眼で見るのは少々難しいのですが、よく晴れた空が澄んだ日に暗い場所で見た場合には、肉眼でぼんやりとした彗星の姿を観察できる可能性があります。また4等程であったとしても、双眼鏡を使えば観察が可能であると予想されます。位置や予想される明るさの情報を紹介します。...

キーワード：恒星/小惑星/太陽/望遠鏡/惑星/彗星/太陽光/レンズ/二酸化炭素

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発表日：2025年10月18日

ノーベル化学賞の快挙から考える：基礎研究を支える「分子研」の共同利用

分子科学研究所（「分子研」）は、自らも最先端の研究を推進する一方で、全国の大学や研究機関に実験装置や施設を広く開放する「大学共同利用機関」としての役割を担っています。私たちは、最新鋭の装置や高度な専門技術を、全国の研究者に共同利用いただくことで、日本の基礎科学の進展に貢献しています。さて、北川進先生がノーベル化学賞を受賞されましたが、その対象となったPCP（多孔性配位高分子）・MOF（金属有機構造体）と称される多孔性高分子は、現在では、多くの研究者が多様な機能性を求めて研究されている物質群です。まさにパイオニアともいえる先駆的な業績であり、この度のノーベル賞になったのは当然のことと思います。...

キーワード：電子スピン共鳴/高分子/多孔性配位高分子/配位高分子/金属有機構造体/計測技術/スピン/機能性

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発表日：2025年10月14日

銀ナノクラスターにおける「1原子の違い」で室温発光効率が77倍向上

高効率発光材料の開発に道（江原正博グループら）

　銀ナノクラスター（Ag NC）は原子レベルで構造が決定されたナノ物質であり、量子化された電子状態に起因する独自の光学特性を示します。特に発光特性（フォトルミネッセンス、PL）は、センサーや光デバイス応用への展開が期待されますが、室温での発光効率が低いことが大きな課題となっていました。　東北大学多元物質科学研究所の根岸雄一教授、Biswas Sourav 助教、自然科学研究機構計算科学研究センター／総合研究大学院大学の江原正博教授、東京理科大学理学部第一部の湯浅順平教授らの研究グループは、アニオン鋳型合成法（注４）を用いて、原子数78と79の2種類の...

キーワード：光物性/対称性/物質科学/揺らぎ/量子化/スペクトル/発光スペクトル/励起状態/アニオン/ナノクラスター/金属クラスター/ナノ物質/光機能性材料/材料科学/光機能/DFT/光デバイス/光励起/発光材料/理論解析/ドーピング/電子状態/光学特性/センサー/センシング/ナノ粒子/マイクロ/機構総合/機能性材料/密度汎関数理論/機能性/寿命/バイオイメージング/リガンド/構造変化/配位子

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発表日：2025年10月9日

2025年ノーベル物理学賞に寄せて（大森賢治教授コメント）

この度の2025年ノーベル物理学賞は、「電気回路における巨視的な量子力学的トンネリングおよびエネルギー量子化の発見」という画期的な業績に対し、John Clarke博士、Michel H. Devoret博士、そしてJohn M. Martinis博士の三氏に授与されました。従来、量子効果は原子のようなミクロな世界に固有の現象と捉えられてきました。三氏のご研究は、その常識を覆し、超伝導電気回路という巨視的なシステムにおいて量子現象を実証したものです。この画期的成果は、量子コンピューティング、量子センシング、量子暗号通信といった現代の量子科学技術の理論的・実験的基盤を確立し、当該分野の...

キーワード：コンピューティング/人工知能（AI）/量子コンピュータ/量子暗号/量子化/超伝導/量子センシング/量子コンピューティング/センシング/量子効果/量子力学

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発表日：2025年10月9日

山本浩史教授がJSTの戦略的創造研究推進事業総括実施型研究（ERATO）研究総括に決定

協奏分子システム研究センターの山本浩史教授が、科学技術振興機構（JST）の戦略的創造研究推進事業総括実施型研究（ERATO）において、新規研究総括に選出されました。山本教授は、研究領域「量子キラル変換」の研究総括として、物質中の電子スピン、フォノン、光の間で生じるキラリティの変換を自在に制御するための基礎学理の構築に取り組みます。さらに、キラリティの相互変換を可能にする材料の合成にも挑戦し、新たな物性科学の展開を目指します。また、スピントロニクス、電気化学、量子計算、量子センシングなどの応用分野における原理検証も並行して進めることで、新規機能性材料や化学プロセスの設計、高感度磁気セ...

キーワード：量子計算/キラル/量子センシング/フォノン/スピン/スピントロニクス/センシング/機能性材料/電気化学/分子システム/機能性

他の関係分野：情報学化学工学総合生物農学

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発表日：2025年10月7日

大森賢治教授が内閣府／JSTムーンショット型研究開発事業・目標6・第1期に引き続き、第2期のプロジェクトマネージャーに決定：「中性原子型誤り耐性量子コンピュータ」

光分子科学研究領域の大森賢治教授が、科学技術振興機構（JST）「ムーンショット型研究開発事業」のムーンショット目標6「2050年までに、経済‧産業‧安全保障を飛躍的に発展させる誤り耐性型汎用量子コンピュータを実現」の第1期（-2025年度）に引き続き、第2期（2026-2030年度）のプロジェクトマネージャー（PM）に決定しました。大森教授は第1期において、「大規模‧高コヒーレンスな動的原子アレー型‧誤り耐性量子コンピュータ」プロジェクトを推進し、独自の超高速２量子ビットゲートの高度化、超精密光ピンセットアレーの開発、さらには日本初、世界でも数少ない中性原子型フルスタック量子コンピ...

キーワード：コヒーレンス/量子コンピュータ/量子ビット/光ピンセット

他の関係分野：数物系科学総合生物

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発表日：2025年10月5日

氷の下で眠るマリモ：春の光がもたらす危機と回復

北海道・阿寒湖に生息する国の特別天然記念物「マリモ」は、季節ごとに大きく変動する環境下で生きています。なかでも、冬の間に湖を覆っていた氷が解ける春先は、水温が低いまま強い日射にさらされるため、光合成機能に深刻なダメージを受ける危険性が指摘されてきました。本研究では、アストロバイオロジーセンターの河野優特任研究員、神奈川大学大学院の小原晶奈大学院生(当時)、岩元明敏教授、東京科学大学の吉田啓亮准教授、釧路市教育委員会マリモ研究室の尾山洋一次長による研究チームが、野外調査と室内実験を組み合わせることで、この過酷な時期におけるマリモの光合成能力を詳細に評価しました。その結果、...

キーワード：環境変化/季節変化/極域/光エネルギー/湖沼/火山活動/気候変動/太陽/惑星/光化学/クロロフィル/タンパク質複合体/個体群/光化学系I/光化学系II/光合成/光阻害/光環境/太陽光/アストロバイオロジー/エンジン/モニタリング/室内実験/極限環境/エネルギー変換/クロロフィル蛍光/生態系/ストレス

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発表日：2025年9月27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。詳細　ミカンキジラミ（Diaphorina citri）*1（図A）は、世界のカンキツ産業に深刻な被害を...

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7月31日

超極小サイズに閉じ込めた光によって物質表面を原子スケールで観察

―散乱型近接場光顕微鏡で１ナノメートルの分解能を実現―（熊谷崇グループら）

　マックス・プランク協会フリッツ・ハーバー研究所（ドイツ、以下FHI）の塩足亮隼博士を中心とした国際的な研究チームは、分子科学研究所／総合研究大学院大学の熊谷崇准教授、西田純助教、FHIのMelanie Müller博士、Martin Wolf教授、Adnan Hammud研究員、およびスペインCIC NanoGUNEのFabian Schulz博士との共同研究成果として、散乱型近接場光顕微鏡として、世界最良となる1ナノメートル（1 nm＝10億分の1メートル）の細かさで物質表面の局所的な光学応答を観察できる新しい技術を開発しました。物質表面の構造と光学特性を原...

キーワード：閉じ込め/磁場/ナノマテリアル/局在表面プラズモン共鳴/近接場光学顕微鏡/物理化学/振動子/表面プラズモン共鳴/回折限界/ナノサイエンス/超高真空/カンチレバー/ナノデバイス/フォノン/プラズモン/金属ナノ構造/単一分子/半導体デバイス/表面プラズモン/誘電率/光学特性/AFM/シリコン/センサー/ナノスケール/ナノメートル/ナノ加工/ナノ構造/共振周波数/近接場光/近接場光学/屈折率/原子間力顕微鏡/周波数/振動制御/電磁波/半導体/非接触/微細構造/分解能/水晶振動子/光学顕微鏡/近接場/空間分解能/高分解能/ナノテクノロジー

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発表日：2025年7月31日

励起状態における対称性の破れが光物理特性を制御

～ヤーン・テラー歪みによる励起状態の局在化を10フェムト秒の超高速分光で観測～
（倉持光グループら）

　分子材料の光機能は、分子の構造や対称性と密接に関係しています。中でも、光励起によって分子の対称性が変化する現象が、光物理特性にどのような影響を与えるのかは、近年注目されつつある重要な課題です。しかしこのような励起状態における対称性変化と光機能の関係は、主に遷移金属錯体を対象とした研究例に限られており、持続可能な社会を実現するために重要な典型元素錯体ではこれまで十分に解明されていませんでした。　今回、九州大学大学院理学研究院の江原巧大学院生、宮田潔志准教授、恩田健教授らは、分子科学研究所／総合研究大学院大学の倉持光准教授（現：大阪大学教授）のグループ、九州大学大学院工学研究院の小...

キーワード：パワースペクトル/コヒーレント/パルス/強い相互作用/光物性/時間分解/時間分解分光/対称性/量子化/スペクトル/振動分光/典型元素/発光スペクトル/量子化学/励起状態/量子化学計算/らせん構造/吸収スペクトル/金属錯体/光機能性材料/遷移金属錯体/有機分子/パルスレーザー/光機能/対称性の破れ/電子励起/遷移金属/DFT/光励起/超高速分光/超短パルス/発光材料/分子振動/有機EL/持続可能/分光計測/光機能材料/光電変換/構造緩和/材料設計/電子構造/電子状態/アルミニウム/センサー/フーリエ変換/フェムト秒/レーザー/環境負荷/機能性材料/光計測/振動モード/超短パルスレーザー/機能材料/機能性/SPECT/レドックス/プローブ/構造変化/動的構造/配位子/分子設計

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発表日：2025年7月31日

宇宙実験が拓くアルツハイマー病研究の新展開

〜Tottori型Aβの線維構造を宇宙で初解明〜

アルツハイマー病の原因物質であるアミロイドβ（Aβ）の家族性変異「Tottori型（D7N変異）」について、国際宇宙ステーションの微小重力環境を活用した実験により、世界で初めてその線維構造の解明に成功しました。微小重力環境下では、地上で優先的に形成される無秩序な凝集体の生成が抑制され、Aβが効率的に線維化することで、高精度な構造解析が可能となりました。クライオ電子顕微鏡による解析の結果、D7N変異によりN末端領域が構造化されず、線維のコア構造の安定性が失われることで異常凝集が促進される分子メカニズムが明らかとなりました。本研究結果は、ACS Chemi...

キーワード：自由エネルギー/先端技術/国際宇宙ステーション/自己集合/タンパク質凝集/電子線/アモルファス/ナノメートル/電子顕微鏡/微小重力/微小重力環境/アミロイドβ/変異体/クライオ電子顕微鏡/治療標的/分子機構/病態解明/アミロイド/アルツハイマー病/ラット/凝集体/構造生物学/創薬/生理学/線維化

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学生物学工学総合生物農学医歯薬学