東京大学研究Discovery Saga

　東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らの研究グループは、スタンレー電気株式会社との共同研究により、植物工場で用いられる人工光について、「光の色(波長)」だけでなく、「光の波長域1)」が植物の光合成や成長を大きく左右することを明らかにしました。　これまで植物栽培用の人工光としては発光ダイオード(以下、LED)2)が主流でしたが、LEDは比較的広い波長域(約50 nm)で発光します。一方、レーザーダイオード(以下、LD)3)は極めて狭い波長域(数nm以下)で光を出すことができます。本研究グループが以前報告した「赤色LDがLEDより高い光合成促進効果を示す(...

キーワード：最適化/光エネルギー/人口増加/異常気象/気候変動/広帯域/スペクトル/太陽/光化学/クロロフィル/光応答/光化学系I/光化学系II/光合成/光受容/光受容体/青色光/電子伝達/光環境/太陽光/エネルギー利用/省エネ/LED/発光ダイオード（LED）/レーザー/省エネルギー/生産性/半導体/半導体レーザー/シロイヌナズナ/トマト/環境ストレス/アントシアニン/植物工場/水利用/SPECT/タバコ/光制御/寿命/ストレス応答/形態形成/受容体/立体構造/ストレス/老化

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農学

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発表日：2026年6月10日

昆虫の嗅覚を利用し、尿の“におい成分”を細胞で読み取る

～がん関連揮発性物質候補を検出するバイオハイブリッド型匂いセンサを開発～（発表主体：神奈川県立産業技術総合研究所）

◆昆虫由来の嗅覚受容体をもつ細胞を集積した、匂い物質を検出するマルチセンサアレイを開発◆独自のマイクロウェル構造により、微弱でばらつきやすい細胞応答を安定に検出◆尿から抽出した揮発性成分を気化した状態（気相）で測定し、がん関連物質候補の検出に成功◆将来的には、体に負担をかけず、簡便にがんの手がかりとなる物質を検出する、細胞型匂いセンサの基盤技術として期待【研究の背景】　がんをはじめとする疾患の早期発見に向けて、尿や呼気などを用いた、体への負担が少ない検査技術の開発が進められています。なかでも尿は、簡便かつ安定的に採取できるため、検査対象と...

キーワード：人工知能（AI）/揮発性有機化合物/光応答/生産技術/ハイドロゲル/マイクロ/微細加工/カルシウムイオン/細胞応答/嗅覚受容体/フェノール/蛍光タンパク質/スリット/カルシウム/ラット/細胞内カルシウム/受容体/培養細胞/分子認識/バイオマーカー/ヘルスケア/早期発見

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発表日：2026年4月30日

ショウジョウバエに学んでカビ臭を測る！

―昆虫嗅覚受容体センサ細胞を用いた現場検査技術の開発―

　東京大学先端科学技術研究センターの光野秀文特任准教授、祐川侑司特任助教、神﨑亮平シニアリサーチフェローらの研究グループは、昆虫の嗅覚受容体を活用した水道水源の主要カビ臭成分「ジェオスミン」の高感度現場検査技術を開発しました。　水道水などの飲料水では、カビ臭の混入が問題となることがあります。現在、水道施設ではGC-MS...

キーワード：品質管理/化学物質/光応答/質量分析/質量分析計/カルシウムイオン/嗅覚受容体/カルモジュリン/蛍光タンパク質/卵巣/緑色蛍光タンパク質(GFP)/イオンチャネル/カルシウム/ショウジョウバエ/受容体/培養細胞/膜タンパク質/遺伝子

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発表日：2026年4月24日

光で結合・解離をスイッチできる小分子とタンパク質のペアをゼロから創る新手法

―光による細胞機能操作や医療応用に新たな可能性―

● 望みの性質を持つ光スイッチ分子と、それに特異的に結合するタンパク質のペアを、ゼロから人工的に創り出す手法を開発。● 青色光と紫色光に応答して可逆的に形を変える光スイッチ分子を設計し、その一方の構造にのみ結合する人工タンパク質タグを創出。● 開発したペアを動物細胞に応用し、情報伝達、細胞運動、遺伝子発現、受容体活性、細胞分化など、さまざまな機能を光でスイッチングできることを実証。細胞の光操作技術に新たな道を拓く。【研究概要】光を用いて細胞内の特定の生体分子の機能を操作する技術は、生命の仕組みを解明するための研究ツールや、疾患を治療するための技術として大...

キーワード：先端技術/二量体/光応答性/保護基/光応答/光受容/光受容タンパク質/神経系/青色光/クロム/結合状態/光機能/光スイッチ/選択性/光照射/光分解/人工タンパク質/融合タンパク質/オプトジェネティクス/機能性/シロイヌナズナ/進化分子工学/クリプトクロム/アミノ酸配列/細胞膜/受容体型チロシンキナーゼ/チロシンキナーゼ/光制御/細胞運動/mRNA/PI3K/光遺伝学/光操作/GPCR/アミノ酸/イミン/キナーゼ/バイオテクノロジー/ラット/リガンド/遺伝子発現制御/蛍光色素/蛍光標識/細胞内局在/細胞分化/受容体/生体分子/創薬/発現制御/分化誘導/遺伝学/遺伝子/遺伝子発現/抗体/脂質

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発表日：2026年4月1日

光誘起相転移の“ゆりかご”を発見！

ー世界初の超高速X線吸収分光とX線回折分光の超高速同時モニタリングー

東京大学大学院理学系研究科の大越慎一教授、レンヌ大学のエリック・コレット教授とマルコ・カンマラータ研究員、筑波大学数理物質系の所裕子教授らからなるフランスCNRS国際共同研究所DYNACOM（Dynamical Control of Materials）の研究チームは、米国SLAC国立加速器研...

キーワード：結晶格子/X線吸収分光/X線自由電子レーザー/パルス/光誘起相転移/時間分解/自由電子レーザー/準粒子/相転移現象/対称性/超高速現象/物質科学/X線回折/ルビジウム/加速器/相転移/放射光/スペクトル/金属錯体/光応答性/電子移動/光応答/光機能性材料/結合状態/光機能/電子励起/マンガン/ポーラロン/メモリ/光スイッチ/光スイッチング/光デバイス/光メモリ/光励起/超短パルス/物性制御/量子デバイス/カーボンニュートラル/光照射/体積変化/熱力学/局所構造/材料設計/電気伝導/電子状態/カーボン/核生成/電気伝導性/コバルト/ダイナミクス/ピコ秒/フェムト秒/マルチスケール/モニタリング/レーザー/機能性材料/金属イオン/実証実験/電荷移動/電子ビーム/分解能/量子力学/機能材料/機能性/結晶構造/構造変化

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発表日：2026年2月3日

可視光照射で長く光る亜鉛化合物を開発

――「空(から)」の軌道を利用し、亜鉛に可視光機能を付与――

東京大学大学院工学系研究科の岩本秀光大学院生、生産技術研究所の砂田祐輔教授、和田啓幹助教らによる研究グループは、可視光を吸収し、2ミリ秒と長く発光し続ける分子状の亜鉛化合物の合成に成功しました。　本研究では亜鉛のもつ「空（から）」の軌道を効果的に利用する新しい分子設計を取り入れることにより、従来の亜鉛化合物の課題であった可視光の吸収と長く持続する発光を同時に達成しました。さらに、可視光吸収と長く持続する発光の同時実現により、可視光源を利用した光化学反応が可能となり、実際に青色LEDを利用した化学反応への応用にも成功しました。　以上の結果は、亜鉛化合物...

キーワード：価値創造/金属元素/光エネルギー/光物性/高エネルギー/物質科学/軽元素/光触媒反応/励起状態/光化学/光反応/触媒反応/光応答/光機能性材料/生産技術/光機能/貴金属/可視光/光デバイス/光吸収/生体適合性/持続可能/光照射/発光ダイオード（LED）/光機能材料/光触媒/材料設計/機能性材料/持続可能性/励起子/機能材料/機能性/寿命/亜鉛錯体/創薬/配位子/分子設計

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発表日：2025年10月16日

世界初の紫外光応答イオンチャネルを発見

―光遺伝学への応用に期待―

東京大学物性研究所の寳本俊輝特任研究員（研究当時）、永田崇助教、髙橋大翔大学院生、井上圭一准教授らによる研究グループは、原生生物の一種であり、動物や菌類に近縁で、真核生物の進化の理解に重要とされるアプソモナド類から、紫外光に応答する新しいタイプのイオンチャネルタンパク質である「アプソモナドロドプシン」を発見しました。本研究では、最近報告されたアプソモナド類のゲノム情報に着目し、光応答型の膜タンパク質である...

キーワード：アンテナ/インターフェース/データ駆動/インテリジェンス/人工知能（AI）/光エネルギー/海洋/強磁場/時間分解/超強磁場/分光学/スペクトル/磁場/太陽/レチナール/吸収スペクトル/光応答性/光化学/アーキア/光応答/光受容/光受容タンパク質/光受容体/青色光/太陽光/ラマン/光電流/可視光/光吸収/選択性/光照射/構造モデル/紫外線/イオン輸送/カリウム/センサー/ナノメートル/マルチスケール/光センサー/人工細胞/オプトジェネティクス/古細菌/哺乳類/リン酸/海洋細菌/植物ホルモン/タンパク質工学/共生細菌/原生生物/褐虫藻/微生物/チャネルロドプシン/ビタミン/ゲノム情報/細胞膜/脳神経科学/アデノシン/ラマン分光/酵素反応/神経ネットワーク/ホルモン/生理機能/光遺伝学/光操作/ATP/アミノ酸/イオンチャネル/カチオン/トランスクリプトーム/ビタミンA/ロドプシン/再生医療/細胞核/受容体/神経科学

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発表日：2025年9月7日

異方的成長による量子ニードルの合成を実現

―近赤外光応答ナノ物質の開発に向けて―

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...

キーワード：光エネルギー/多面体/幾何構造/対称性/表面エネルギー/物質科学/閉じ込め/量子化/イオン化/異方性/多結晶/スペクトル/化学組成/近赤外/発光スペクトル/ナノクラスター/吸収スペクトル/金属クラスター/光エネルギー変換/光応答/ナノ物質/質量分析/貴金属/エレクトロスプレー/光吸収/赤外光/金属ナノ粒子/原子配列/単結晶/電子構造/光学特性/セシウム/ナノスケール/ナノ粒子/単結晶X線構造解析/超微粒子/微粒子/X線構造解析/エネルギー変換/機能性/構造決定/プロトン/生体イメージング/アルコール/クロマトグラフィー/チオール/近赤外光/配位子/ウイルス

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発表日：2025年6月19日

カーボンナノチューブと光の局所的な相互作用を可視化

－精密ナノ赤外顕微分光で見る励起子の超高速ダイナミクス－

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...

キーワード：空間分布/光エネルギー/ナノエレクトロニクス/パルス/フェムト秒パルス/原子核/時間分解/準粒子/超高速ダイナミクス/超高速現象/低次元/低次元系/閉じ込め/量子情報/量子情報処理/磁場/数値シミュレーション/光応答/カルコゲナイド/ラマン/時間分解能/パルスレーザー/材料科学/遷移金属/エネルギー移動/キャリア/キャリア輸送/クーロン相互作用/ナノデバイス/フォトニクス/可視光/顕微分光/光エレクトロニクス/光デバイス/光吸収/時間分解測定/赤外光/遷移金属ダイカルコゲナイド/双極子/電子デバイス/半導体材料/誘電体/誘電率/計測技術/光照射/単結晶/電気伝導/カーボン/光学特性/電気伝導性/AFM/CVD/カーボンナノチューブ/グラフェン/シミュレーション/ダイナミクス/ナノスケール/ナノメートル/ナノ空間/ナノ材料/ピコ秒/フェムト秒/マイクロ/レーザー/近接場光/原子間力顕微鏡/光計測/振動モード/半導体/分解能/励起子/ナノチューブ/光学顕微鏡/近接場/緩和時間

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発表日：2025年2月27日

「強光でも負けない植物!」生産性向上の鍵となる画期的な光合成促進剤を発見!

――過酷な環境での収穫量向上に貢献する植物成長調整剤の開発へ期待――

　東京大学大学院農学生命科学研究科の矢守航准教授らは、強い日差しにも負けず、植物の生産性を高める画期的な光合成促進剤を発見しました。　地球温暖化や異常気象によって、強い日差し(強光ストレス)が植物の成長を妨げ、作物の収穫量を大幅に減らしてしまうことが大きな課題となっています。増え続ける世界人口を支えるため、食料生産を2050年までに現在より50%増やす必要があるとされていますが、このような環境ストレスがその実現を阻む大きな障害となっています。　本研究グループはこの課題を解決するため、植物を守る新しい化合物を探す独自のスクリーニングシステムを開発しました。このシステムを使っ...

キーワード：産学連携/光エネルギー/自然災害/地球温暖化/異常気象/気候変動/酸化還元状態/キノン/光化学/クロロフィル/シトクロム/光応答/光化学系I/光化学系II/光合成/電子伝達/クロム/持続可能/ベンゼン/酸化還元/生産性/二酸化炭素/アントラキノン/カルス/フェレドキシン/クロロフィル蛍光/シロイヌナズナ/トマト/環境ストレス/アントシアニン/ストレス耐性/形質転換/温暖化/タバコ/遺伝子発現解析/発現解析/網羅的遺伝子発現解析/ゲノム編集/ATP/スクリーニング/化合物ライブラリー/抗炎症/抗炎症作用/受容体/阻害剤/電子伝達系/ゲノム/ストレス/遺伝子/遺伝子発現

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発表日：2025年1月7日

アタマをつかった紫外線対策

―メダカは脳下垂体で紫外線を感じ、身体を黒くして紫外線を防ぐ―

東京大学大気海洋研究所の神田真司准教授と、岡山大学学術研究院医歯薬学域の佐藤恵太助教らによる研究グループは、東京大学大学院理学系研究科、京都大学、神戸薬科大学と共同で、メダカの脳下垂体のホルモン産生細胞が体外からのUV光を受けて、黒色素胞刺激ホルモン（MSH）を放出し、体表でのメラニン産生を促進することでUV光に対する防御を強化することを明らかにしました。これまでも、眼以外の脳などの組織で光受容体遺伝子が発現していることは知られていましたが、本研究では、脳よりもさらに深い位置にある脳下垂体のホルモン産生細胞が機能的な光受容体を持...

キーワード：産学連携/海洋/太陽/生細胞/光応答/光受容/光受容体/脳下垂体/副腎皮質/オプシン/環境適応/光環境/脊椎動物/太陽光/チロシナーゼ/質量分析/蛍光観察/光照射/紫外線/センサー/フィードバック/光センサー/光刺激/Ca2+/視床/下垂体/視床下部/副腎/光制御/ホルモン/脊椎/イミン/プローブ/細胞・組織/受容体/内分泌/網膜/遺伝子/遺伝子発現

他の関係分野：複合領域環境学数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物