東京大学研究Discovery Saga

東京大学大学院理学系研究科の藤橋裕太特任助教、石崎章仁教授と、電気通信大学大学院情報理工学研究科基盤理工学専攻博士前期課程2年（研究当時）の磯大空氏、同専攻清水亮介教授の共同研究チームは、既存の単一光子検出技術で実装可能な、量子もつれ光子対を用いた新しい時間分解量子分光法を提唱しました。本研究では、この量子分光法が主に二つの利点をもつことを理論的に示しました。第一に、量子もつれ光子対がもつ時間・周波数相関を利用することで、従来の古典光による二次元分光法で必要とされてきた複数の超短レーザーパルスの精密な遅延制御を行わなくても、二次元スペクトル情報を取得できます。第二に、信号検出に蛍光...

キーワード：電気通信/位置情報/量子計算/パルス/高エネルギー/時間分解/時間分解分光/非線形/非線形光学応答/量子もつれ/量子光学/量子相関/量子通信/ノイズ/保存則/スペクトル/検出器/分光器/励起状態/励起状態ダイナミクス/赤外分光/分子ダイナミクス/物理化学/励起エネルギー移動/光合成/パルスレーザー/エネルギー移動/可視光/単一光子/超短パルス/非線形光学/分光計測/計測技術/電子状態/シミュレーション/ダイナミクス/レーザー/光計測/周波数/量子力学/SPECT/同時計数/生体分子

他の関係分野：情報学数物系科学化学生物学工学

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発表日：2026年4月2日

致死量の塩を感知し防御反応を誘導する、新規な分子神経機構を発見

――線虫は、腸で塩分を検知し、耐性遺伝子を発現制御することで、塩分環境に適応する――

　ブランダイス大学生物学部のジヒェ・ヨン博士、ピアリ・セングプタ教授、東京大学大学院農学生命科学研究科の佐藤幸治特任准教授、伊原さよ子助教、東原和成教授らの国際共同研究チームは、線虫において、陸上生活する動物にとって毒となる高濃度の塩分を感知し、その環境下で生存するために塩分耐性遺伝子発現を調節する新たな分子神経メカニズムが存在することを発見しました。　すべての陸棲動物は塩分を好んで摂取しますが、高濃度の塩分は忌避します。下等な線虫でも同様ですが、線虫は塩分環境に順応し、耐性を獲得する能力を持っています。しかし、そのしくみはわかっていませんでした。本研究では、線虫の腸につな...

キーワード：最適化/化学物質/物理化学/浸透圧/脊椎動物/カリウム/センサー/モデル生物/カルシウムイオン/化学感覚/消化管/土壌/無脊椎動物/ナトリウム/機能解析/筋肉/脊椎/カルシウム/グルタミン酸/遺伝子導入/細胞死/細胞内カルシウム/細胞培養/受容体/神経細胞/培養細胞/発現制御/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：情報学環境学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2026年1月16日

高分子溶液が分かれると、イオンも分かれる新原理を発見

──反発するはずの生体分子が「同じ相に集まる」仕組みを解明──

　東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻の柳澤実穂　准教授（附属先進科学研究機構／生物普遍性連携研究機構／大学院理学系研究科准教授）、作田浩輝　特任助教（生物普遍性連携研究機構　特任助教）、ならびに教養学部の赤嶺柚希学部学生からなる研究グループは、高分子混合溶液が分離すると、共存するイオンも相に偏って分配・濃縮されるという新しい物理化学原理を明らかにしました。　2種類の高分子を混合した水溶液は、濃度や温度などの条件に応じて液‐液相分離を起こし、たとえばポリエチレングリコール（PEG）に富む溶液中に、デキストラン（Dex）に富む液滴が形成されます。本研究で...

キーワード：水溶液/普遍性/エントロピー/相分離/高分子/高分子ゲル/反応場/物理化学/分子集合体/機能分化/ポリエチレン/選択性/材料設計/機能性材料/光プローブ/高分子材料/ポリエチレングリコール(PEG)/エチレン/機能性/RNA/カチオン/プローブ/蛍光プローブ/生体分子/分子集合

他の関係分野：数物系科学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年12月17日

電池材料の「協奏的なイオン輸送」を可視化する新理論を開発

―渋滞学がイオンの集団運動を読み解き、高速イオン伝導の物理を解明―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教、澁田靖教授、東京科学大学総合研究院化学生命科学研究所の安藤康伸准教授、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）のサウカーティック特任講師らの研究グループは、流体力学の流れ場の考え方を応用し、電池材料におけるイオンの集団輸送を可視化する新しい解析手法を開発しました。研究グループは固体電解質の分子動力学シミュレーションを実施し、シミュレーション中で実際に起こるイオンの協奏的な輸送を、イオンの変位ベクトル同士をつないで構築する「有向グラフ解析（注4）」により可視化することに成功しました。さらに、このグ...

キーワード：スーパーコンピュータ/再生可能エネルギー/多面体/集団運動/相関関数/統計力学/非平衡/分子動力学シミュレーション/因果関係/電気伝導度/輸送特性/物理化学/材料科学/イオン伝導体/リチウムイオン電池/イオン伝導/イオン輸送/固体電解質/電気伝導/電池/シミュレーション/ネットワーク構造/モデル化/リチウム/解析モデル/拡散係数/酸化物/自動車/電解質/電気化学/動力学/熱伝導/熱伝導率/分子動力学/流体工学/流体力/流体力学/結晶構造/スマートフォン

他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学工学農学

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発表日：2025年11月18日

匂いを嗅いで0.3秒後の脳活動が、匂いを嗅ぎ分ける能力に寄与

――匂い分子の特徴を捉える早期脳活動の役割を特定――

　匂いは化学分子であり、脳内情報処理の初期段階ではその化学構造が神経活動として符号化されると考えられています。しかし、この初期符号化が嗅覚能力にどう関与するかは不明でした。　東京大学大学院農学生命科学研究科の岡本雅子准教授らは、高密度脳波(EEG)を用いて、ヒトが9種類の匂いを嗅いだときの脳活動を解析しました。その結果、匂い提示後約80〜640ミリ秒に現れるシータ波(約4Hz)が匂い分子の物理化学的特徴を符号化し、その精度が高い人ほど匂い識別能力が優れていることが分かりました。また、正答した試行でシータ波のデコーディング精度が高く、行動レベルの識別にも関与していることが示されました...

キーワード：類似度/インテリジェンス/機械学習/符号化/デルタ/脳活動/物理化学/周波数解析/周波数/情報統合/神経活動/嗅覚障害/デコーディング/EEG/トレーニング/日常生活/認知神経科学/神経科学/脳波

他の関係分野：情報学複合領域化学工学総合生物

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発表日：2025年10月7日

ナノポア × 機械学習：複雑なタンパク質混合物の識別を可能にする新手法

東京大学大学院理学系研究科の上村想太郎教授、角田達彦教授、Lysenko Artem准教授、...

キーワード：ランダムフォレスト/マルチモーダル/学習アルゴリズム/アルゴリズム/フレームワーク/プロファイル/機械学習/最適化/人工知能（AI）/並列化/分析技術/環境分析/揺らぎ/物理化学/トランスロコン/ELISA法/分子識別/結合状態/高電圧/サポートベクターマシン/ナノメートル/モデル化/リスク評価/高効率化/電解質/半導体/分解能/決定木/生体内/ELISA/プロファイリング/高分解能/糖鎖修飾/ベクター/血清/早期診断/薬剤スクリーニング/腫瘍マーカー/胎児/大腸/スクリーニング/マウス/ラット/血液/抗原/構造変化/生体分子/創薬/大腸がん/副作用/膵がん/バイオマーカー/抗体/神経疾患/唾液/乳がん

他の関係分野：情報学環境学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物

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発表日：2025年8月30日

RNAを見分けてほどく、ヘリカーゼの分子機構タンパク質の柔軟な天然変性領域がRNA識別の鍵研究成果

理化学研究所生命機能科学研究センター生体分子動的構造研究チームの嶋田一夫チームリーダー（研究当時、現生命医科学研究センター生体分子動的構造研究チームチームディレクター、バイオ産業情報化コンソーシアム（JBIC）特別顧問）、外山侑樹研究員（研究当時、現生命医科学研究センター生体分子動的構造研究チーム客員研究員、東京大学大学院薬学系研究科特任助教）、東京大学大学院薬学系研究科生命物理化学教室の竹内恒教授の共同研究チームは、メッセンジャーRNA（mRNA）を認識し、その翻訳制御を担うRNAヘリカーゼの一種DEAD-Box RNA helicase 3 X-linked（DDX3X）タンパク質が、特定...

キーワード：磁気共鳴/物理化学/神経発達/翻訳制御/mRNA/分子機構/RNA/核磁気共鳴/高次構造/生体分子/創薬/動的構造

他の関係分野：数物系科学化学総合生物

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発表日：2025年8月2日

腹膜転移型胃がんに治療効果を示すmRNAワクチンを開発

―免疫チェックポイント阻害剤と併用する治療法の確立に期待―

近畿大学医学部免疫学教室（大阪府大阪狭山市）准教授長岡孝治、同主任教授垣見和宏を中心とした研究グループは、東京大学先端科学技術研究センター（東京都目黒区）、東京科学大学総合研究院（東京都千代田区）、大阪大学感染症総合教育研究拠点（大阪府吹田市）、東北大学大学院薬学研究科（宮城県仙台市）、星薬科大学（東京都品川区）らと共同で、mRNA技術を応用した新しいワクチンを開発し、既存薬である免疫チェックポイント阻害剤と併用してマウスに投与することで、腹膜への転移を伴う胃がんに対して強力な治療効果を示すことを世界で初めて明らかにしました。今後、ヒトへの臨床応用が進み、mRNA技術による個別化がんワクチ...

キーワード：免疫機能/自己組織/物理化学/ナノ粒子/CD8/病原体/アイソトープ/ゲノム情報/抗原提示/細胞膜/PD-1/オミクス/がんゲノム/がんワクチン/がん抗原/がん免疫/がん免疫療法/ネオアンチゲン/遺伝子異常/抗腫瘍免疫/細胞株/自己複製/自己複製能/実験モデル/腫瘍学/腫瘍抗原/腫瘍浸潤リンパ球/浸潤/臨床応用/mRNA/リンパ球/死亡率/新型コロナウイルス/生体防御/免疫チェックポイント阻害剤/免疫治療/免疫療法/T細胞/がん細胞/がん治療/マウス/抗原/抗腫瘍効果/自然免疫/腫瘍免疫/樹状細胞/阻害剤/創薬/免疫チェックポイント/免疫応答/免疫学/免疫細胞/ウイルス/がん患者/ゲノム/ワクチン/胃がん/遺伝子/遺伝子変異/疫学/化学療法/感染症/抗がん剤/抗体/脂質/手術

他の関係分野：複合領域化学工学農学

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発表日：2025年6月3日

機械学習が解き明かす新たな水素化反応メカニズム

―超高密度水素貯蔵材料開発への画期的突破口―

東京大学大学院工学系研究科の佐藤龍平助教と、東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）所長・折茂慎一教授（金属材料研究所兼務）、李昊教授、ケンブリッジ大学クリスピッカード教授らによる国際研究チームは、最先端の機械学習を駆使して「スーパーハイドライド」と呼ばれる超高密度水素化物の合成反応を再現することに成功しました。研究チームは、未知の反応経路にも対応可能な高度な機械学習ポテンシャルを第一原理計算に基づいて構築し、カルシウム水素化物（CaH₂）が高温・高圧環境下でカルシウムスーパーハイドライド（CaH₄）へと劇的に変化する過程を分子動力学シミュレーショ...

キーワード：スーパーコンピュータ/機械学習/分子動力学シミュレーション/超伝導/水素化反応/反応機構/物理化学/水素エネルギー/水素分子/材料科学/反応制御/融点/超伝導材料/カーボンニュートラル/ボトルネック/液状化/材料特性/水素化物/電気抵抗/電子状態/カーボン/シミュレーション/ピコ秒/金属材料/水素化/第一原理/第一原理計算/動力学/分子動力学/量子力学/構造予測/カルシウム

他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学総合生物

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発表日：2025年4月7日

電池の熱暴走を超高効率・低コストで検出

―安全な蓄電池開発を加速―

◆リチウムイオン電池の発火や爆発を引き起こす「熱暴走」を、短時間かつ低コストで検出できる新しい手法を開発した。◆この手法を活用することで、電池の安全性に影響を与える多様な要因を効率的に定量分析できることを示した。◆本技術により、高い安全性と信頼性を担保する高性能蓄電池の開発が加速されるとともに、カーボンニュートラル社会の実現に向けた基盤技術のさらなる強化が期待される。超高効率・低コスト電池安...

キーワード：最適化/情報学/産学連携/高エネルギー/アニオン/物理化学/リチウムイオン電池/高電圧/蓄電池/電解液/カーボンニュートラル/評価手法/電池/カーボン/システム工学/シリコン/フィードバック/マイクロ/リチウム/安全性評価/化学工学/環境材料/携帯電話/黒鉛/酸化物/自動車/電気自動車/熱分解/寿命/スクリーニング/ラット

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学化学工学

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発表日：2025年1月0日

コヒーレント・ハイパーラマン分光の開発

──新規非線形振動分光法の開発──

　東京大学大学院総合文化研究科の井上一希大学院生、奥野将成准教授らは、新たな振動分光法である「コヒーレント・反ストークス・ハイパーラマン散乱（Coherent Anti-stokes Hyper-Raman Scattering: CAHRS）分光」を開発しました。　本研究ではコヒーレント・ラマン過程とハイパーラマン過程を組み合わせることで、CAHRS信号を世界で初めて実験的に観測しました。先行研究では極めて微弱で検出が難しかった自発ハイパーラマン散乱信号を増幅し、ラマン分光では観測できない分子振動に由来する信号を高効率に検出可能にする手法です...

キーワード：産学連携/コヒーレント/ラマン散乱/超高速ダイナミクス/非線形/ノイズ/スペクトル/振動スペクトル/振動分光/非線形分光/分子構造/赤外分光/吸収スペクトル/物理化学/ラマン/非線形光学/非線形光学効果/分子振動/ベンゼン/ダイナミクス/レーザー/非線形振動/SPECT/ラマン分光/ラマン分光法

他の関係分野：複合領域数物系科学化学総合理工工学