東京大学研究Discovery Saga

　東京大学先端科学技術研究センター瀬川浩司シニアリサーチフェロー、内田聡特任教授、張維娜特任研究員、伊藤蛍大学院生（研究当時）らの研究グループは、オールペロブスカイト2接合太陽電池で変換効率30.2％を達成しました。本研究では、高効率の順構造ワイドギャップペロブスカイト太陽電池と高効率の逆構造ナローギャップペロブスカイト太陽電池を組み合わせたスペクトル分割型2接合4端子太陽電池を用いています。特に、順構造ペロブスカ...

キーワード：光エネルギー/スペクトル/太陽/光エネルギー変換/太陽光/ペロブスカイト太陽電池/電子輸送/バンドギャップ/フレキシブル/ペロブスカイト/光吸収/太陽光発電/太陽電池/電池/システム工学/ナノ粒子/航空機/高効率化/エネルギー変換/結晶性/SPECT

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発表日：2026年3月3日

白金ナノ粒子の3次元原子構造解析に成功

―不均一触媒における発現機構の理解と新たな設計指針の構築―

東京大学大学院工学系研究科附属総合研究機構の石川亮特任准教授、窪田陸人大学院生（研究当時）、川原一晃助教（研究当時、現：東北大学金属材料研究所准教授）、二塚俊洋特任研究員、幾原雄一東京大学特別教授（兼：東北大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）教授）、柴田直哉教授による研究グループは、新規に開発した3次元電子顕微鏡法と理論計算を用いることにより、チタン酸ストロンチウム（SrTiO3）基板に担持された白金ナノ粒子の3次元原子構造とその電子状態の解明に成功しました。SrTiO3基板に担持された白金ナノ粒子は、水分解やさまざまな化学反応を促進...

キーワード：MCMC/回帰分析/トラスト/マルコフ連鎖モンテカルロ法/産学連携/マルコフ連鎖/対称性/表面エネルギー/ストロンチウム/モンテカルロ法/金ナノ粒子/触媒反応/電子線/材料科学/チタン酸ストロンチウム/活性サイト/原子分解能/原子分解能電子顕微鏡/走査透過型電子顕微鏡/ナノ結晶/貴金属/触媒設計/不均一触媒/エピタキシャル成長/ペロブスカイト/水分解/絶縁体/微細化/構造モデル/熱力学/STEM/エピタキシャル/チタン/金属ナノ粒子/原子構造/原子配列/構造緩和/点欠陥/電子状態/3次元構造/ダイナミクス/ナノメートル/ナノ粒子/格子欠陥/金属材料/結晶方位/酸化物/第一原理/第一原理計算/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/半導体/分解能/量子力学/3次元構造解析/機能性/ウシ/空間分解能/統計的手法/プローブ/動的構造

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発表日：2026年2月16日

装置不要！生物汚染をわずか15分かつ室温下で目視検出

──核酸アプタマー誘導型ハイブリダイゼーション連鎖反応を利用した機器不要なATPの迅速目視検出法の開発に成功──

　東京大学大学院総合文化研究科の吉本敬太郎准教授らの研究グループとダイキン工業株式会社テクノロジー・イノベーションセンターの研究グループの共同研究により、微生物汚染や衛生状態の指標となるアデノシン三リン酸（ATP）を迅速かつ簡便に目視検出できる手法（図1）を開発しました。　本研究では、核酸アプタマー誘導型ハイブリダイゼーション連鎖反応の反応条件と金ナノ粒子（AuNP）による比色検出条件を体系的に解析・最適化することで、従来130分以上かかっていた測定時間を約15分に短縮し、専用機器を使わずに室温下で目視検出を可能にしました。本成果により、従来法に比べて大幅...

キーワード：最適化/影響評価/環境モニタリング/高エネルギー/局在表面プラズモン共鳴/金ナノ粒子/高分子/トレードオフ/表面プラズモン共鳴/プラズモン/電気泳動/表面プラズモン/反応速度/金属ナノ粒子/光学特性/ナノ粒子/ポリマー/モニタリング/長鎖DNA/リン酸/基質特異性/インキュベーション/微生物/RNAアプタマー/アデノシン/反応時間/評価法/ATP/RNA/エネルギー代謝/スクリーニング/ハイブリダイゼーション/ラット/ルシフェラーゼ/細菌

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発表日：2026年1月8日

CRISPR-Cas3による新たなin vivoゲノム編集技術を開発

―モデルマウスの肝臓でトランスサイレチン遺伝子の特異的欠失に成功―

CRISPR-Cas3を搭載したmRNA-LNPを用いて、in vivo（マウス肝臓）でゲノム編集することにより、血中トランスサイレチン（TTR）量を約80％低下させることに成功しました。従来のCRISPR-Cas9と異なり、CRISPR-Cas3はTTR遺伝子を主に一方向に広範囲に欠失させ、隣接遺伝子への影響は最小限で、オフターゲット変...

キーワード：プロファイル/最適化/放射光/ゲノムDNA/遺伝性疾患/コドン/ナノ粒子/安全性評価/生体内/CRISPR-Cas/ゲノム機能/実験動物/遺伝子破壊/ゲノム編集技術/獲得免疫/膠原病/CRISPR/DNA修復/オミクス/マウスモデル/細胞株/浸潤/末梢神経/臨床応用/mRNA/ゲノム解析/心臓/ゲノム編集/モデルマウス/CRISPR-Cas9/RNA/RNA干渉/アミロイド/ファージ/プロテオミクス/マウス/マクロファージ/ラット/リウマチ/遺伝子治療/核酸医薬/肝細胞/分子設計/臨床試験/ゲノム/ワクチン/遺伝子/細菌/脂質/新型コロナウイルス感染症/生体材料/動物実験

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発表日：2025年11月27日

ナノ秒X線動画でミクロ分子動態計測に成功！

――超小型X線光源を用いた高速レントゲン動画の幕開け――

東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻の佐々木裕次教授と茨城大学学術研究院応用理工学野物質科学工学領域の倉持昌弘講師（兼：東京大学大学院新領域創成科学研究科物質系専攻講師）らの研究グループは、X線動画で高分子樹脂内のミクロ分子運動を捉える新たな動態計測手法「透過X線明滅法（Transmitted X-ray Blinking：TXB、注2）」を開発しました。本手法では、X線強度のわずかな時間的揺らぎを解析することで、従来のレントゲン（透過X線）撮影では区別ができなかったミクロ分子動態の違いを明確に検出することに成功しました（図１）。同研究グループは、手のひらサイズの超...

キーワード：判別分析/画像データ/画像情報/運動計測/共分散行列/特徴抽出/画像認識/機械学習/時系列データ/主成分分析/人工知能（AI）/結晶格子/固有値/CsI/X線イメージング/熱揺らぎ/物質科学/揺らぎ/ガラス転移/シンチレータ/多結晶/放射光/X線光学/検出器/弾性率/分子運動/高分子/耐熱性/分子集合体/ACT/樹脂/結晶性高分子/ナノ結晶/オペランド計測/可視光/機械的特性/計測技術/シミュレーション/セシウム/ナノメートル/ナノ粒子/数値解析/装置開発/超音波/粘弾性/微粒子/分解能/分子シミュレーション/量子ビーム/一分子計測/相関解析/ポリエーテル/結晶性/生体組織/空間分解能/computed tomography/評価法/臨床検査/統計的手法/MRI/アミロイド/がん細胞/ケトン/構造変化/分子集合/エラストグラフィ/認知症

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発表日：2025年11月25日

末端構造の異なる3系列の金量子ニードルを発見

ー金ナノクラスター融合反応による異方的伸長ー

東京大学大学院理学系研究科の濵﨑佑哉大学院生、城ノ上諒太大学院生（当時）、髙野慎二郎助教、佃達哉教授らによる研究グループは、ある特定の金ナノクラスター（注1...

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/量子化/スペクトル/化学組成/近赤外/量子化学/量子化学計算/ナノクラスター/ナノマテリアル/吸収スペクトル/光エネルギー変換/ナノ物質/質量分析/シリカゲル/貴金属/赤外光/選択性/金属ナノ粒子/原子配列/単結晶/電子構造/シリカ/ナノメートル/ナノ粒子/積層構造/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/プロトン/層構造/生体イメージング/アルコール/妥当性/クロマトグラフィー/チオール/バイオイメージング/近赤外光/配位子/ウイルス/非侵襲

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発表日：2025年11月15日

水中の温和な条件で合成するサメの歯成分からなるバイオミネラルナノファイバー

―優れた分散性・液晶配列性を示す環境低負荷な次世代無機系ナノ繊維材料―

東京大学大学院工学系研究科の三上喬弘大学院生、加藤利喜特任研究員（研究当時、現：岡山大学学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎科学研究所）助教（特任））、加藤隆史教授（研究当時、現：東京大学名誉教授、岡山大学学術研究院先鋭研究領域（異分野基礎科学研究所）教授（特任）、信州大学アクア・リジェネレーション機構特任教授）らの研究グループは、福岡工業大学工学部の宮元展義准教授と共同で、強靭なサメの歯の無機成分であるフルオロアパタイトを主成分としたナノ繊維材料の水中における温和な条件での合成に成功しました。本研究は、生物の歯や骨などのバイオミネラルが形成され...

キーワード：アスペクト/閉じ込め/自己組織/ディスプレイ/液晶/高分子/耐熱性/エナメル質/電子線/ファイバー/力学物性/コンポジット/バイオミネラル/生分解/アパタイト/ナノコンポジット/レンズ/生体適合性/持続可能/複合化/秩序構造/ナノファイバー/リン酸カルシウム/コロイド/センサー/テクスチャ/ナノサイズ/ナノメートル/ナノ材料/ナノ粒子/フッ素/マイクロ/環境負荷/結晶成長/構造制御/持続可能性/電子顕微鏡/微粒子/複合材/複合材料/有機高分子/バイオマテリアル/人工骨/生分解性/機能性/リン酸/セルロース/セルロースナノファイバー/組織化/インプラント/カルシウム/立体構造/生体材料

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発表日：2025年11月10日

誘電体メタ表面を用いた新規高圧物性計測技術を開発

～惑星科学への応用が期待されるナノ光学計測～

　高圧物性計測技術の開発は惑星科学や物性物理学などの分野で重要です。これまでに、表面プラズモン共鳴により色づく金ナノ粒子の色の変化からアンビルセル内の物質の屈折率変化を計測する方法が、簡便で高感度な手法として提案されてきました。しかしながら、金ナノ粒子は柔らかいため、ある一定の圧力以上では大きく変形し、予期しない色の変化が起きてしまうという課題がありました。　東北大学多元物質科学研究所の新家寛正助教と北海道大学低温科学研究所の木村勇気教授、鳥取大学工学部機械物理系学科の灘浩樹教授、東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻／附属先進科学研究機構の羽馬哲也...

キーワード：グラファイト/物質科学/物性物理/閉じ込め/ダイヤモンドアンビル/干渉計/高圧実験/高圧物性/相転移/地殻変動/反射スペクトル/スペクトル/磁場/惑星/惑星科学/ケイ素/金ナノ粒子/表面プラズモン共鳴/走査型電子顕微鏡/フォトニクス/プラズモン/集束イオンビーム/表面プラズモン/誘電体/メタマテリアル/計測技術/光照射/金属ナノ粒子/SiC/イオンビーム/ダイナミクス/ナノ構造/ナノ粒子/ヒ化ガリウム(GaAs)/ブリルアン散乱/屈折率/結晶化/光学計測/超電導/電子顕微鏡/微細加工/微細加工技術/光学顕微鏡/SEM/結晶構造

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発表日：2025年9月21日

浮揚ナノ粒子で量子スクイージングを実現

―微粒子の運動の揺らぎを低減し、量子力学的状態を生成―

東京大学大学院理学系研究科の相川清隆准教授らによる研究グループは、真空中に浮かせたナノ粒子の運動状態の量子スクイージングを実現しました。本研究では、レーザ...

キーワード：位置推定/クロスオーバー/統計力学/非平衡/非平衡統計力学/飛行時間法/揺らぎ/冷却原子/冷却原子気体/ノイズ/振動子/量子センシング/加速度センサー/センサー/センシング/トンネル/ナノメートル/ナノ粒子/マイクロ/レーザー/自動車/微粒子/量子力学/シークエンス

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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

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発表日：2025年7月27日

空気中酸素を酸化剤としたメタ二置換ベンゼンの一段階合成

―金ナノ粒子触媒が従来型選択性を打破し、環境にやさしい新合成を開拓―

東京大学大学院工学系研究科の谷田部孝文講師、山口和也教授、木村平蔵大学院生らによる研究グループは、金ナノ粒子を酸化セリウム（CeO2）担体上に分散担持した不均一系触媒を用いることで、第二級アミン類を求核剤とした脱水素芳香環形成反応（注4）を経るメタフェニレンジアミン類（注5）の選択合成に成功しました。脱水素芳香環形成及び2つの求核剤との反応を経るメタ二置換ベンゼンの一段階合成であり、空気中の酸素のみを酸化剤とする環境調和的な新合成手法です。本研究では、一般的に脱水素芳香環形成反応で用いられるパラジウム触媒や光レドックス触媒等とは異なる、担持金ナノ...

キーワード：プログラミング/化学物質/キセノン/環境調和/芳香環/芳香族/アンモニア/液晶/均一系触媒/金ナノ粒子/芳香族化合物/アミン/固体触媒/酸触媒/酸素分子/触媒作用/触媒設計/脱水素/不均一系触媒/選択性/デジタル化/ベンゼン/地球環境/金属ナノ粒子/ナノメートル/ナノ粒子/ポリマー/環境負荷/水素原子/配向性/機能性/炭化水素/レドックス/ケトン/パラジウム/パラジウム触媒/リプログラミング/酸化反応/分子変換/有機合成

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発表日：2025年7月22日

金を作る天然物の謎を解明

デルフチバクチンAの完全構造決定と金イオン還元機構解明

東京大学大学院薬学系研究科の竹内碧大学院生(研究当時）、柿澤大夢大学院生、澤田瑞希大学院生、森田航輔学部生、伊藤寛晃准教授、井上将行教授の研究グループは、東京農工大学の野口恵一教授との共同研究により、金塊表面に生息するバクテリアが生産し、有毒な金イオンを単体の金へと速やかに還元して無毒化する天然物デルフチバクチンAの完全な構造を世界で初めて決定し、金イオンの還元メカニズムを明らかにしました。デルフチバクチンAは金をナノ粒子として形成する生体由来分子として2013年に報告されて以来、多くの研究者の興味を集めてきましたが、発見から12年を経てもなお一部の立体化学の情報は不明のままでした。本研究では...

キーワード：最適化/水溶液/バクテリア/データ解析/金ナノ粒子/ナノ粒子/構造決定/立体化学/細菌

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発表日：2025年6月25日

関所の守りを堅めて、がん転移を阻止

～センチネルリンパ節に核酸医薬を届けるナノマシンの開発～

を記した論文：C.-Y.-J. Lau*, H. Kinoh, X. Liu, J. Feng, F. Aulia, K. Taniwaki, N. Qiao, S. Ogura, M. Naito and K. Miyata*, J. Am. Chem. Soc., in presshttps://doi.org/10.1021/jacs.5c04234 公益財団法人川崎市産業振興...

キーワード：最適化/がん研究/創造性/地域経済/ポリペプチド/ブロックポリマー/ポリエチレン/生体適合性/地域産業/持続的発展/ナノ粒子/ポリマー/リサイクル/微細加工/ポリエチレングリコール(PEG)/エチレン/CD8/少子高齢化/免疫系/生体組織/アンチセンス/リンパ管/抗原提示/がん免疫/がん免疫療法/センチネルリンパ節/ナノマシン/ナノメディシン/マウスモデル/橋渡し研究/胸腺/抗腫瘍免疫/mRNA/ホルモン/リンパ球/新型コロナウイルス/分子標的/TGF-β/TGF-β1/医工連携/免疫療法/HER2/T細胞/アミノ酸/アンチセンス核酸/カチオン/がん細胞/がん治療/がん転移/マウス/核酸医薬/抗原/抗原提示細胞/腫瘍免疫/受容体/分子設計/免疫細胞/有機合成/臨床試験/ウイルス/がん患者/ワクチン/高齢化/脂質/手術/乳がん/分子標的薬

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発表日：2025年5月27日

競争的相互作用が創り出すカイラル構造を内包した新しいゲル形成メカニズム

　東京大学先端科学技術研究センター高機能材料分野（研究当時、現：同センター極小デバイス理工学分野）の田中肇シニアプログラムアドバイザー（特任研究員／東京大学名誉教授）、オプダムユーリ特任助教（研究当時）、舘野道雄特任助教（研究当時、現：カリフォルニア大学研究員)の研究グループは、荷電コロイド分散系における競合する相互作用がクラスターの階層的な秩序形成をどのように制御するかを数値的に解析しました。電荷のないコロイド系と荷電コロイド系で構造形成に顕著な違いがあることが明らかになりました（図1）。特に、短距離...

キーワード：視覚化/持続性/フラストレーション/対称性/非平衡/非平衡ダイナミクス/非平衡状態/スケーリング/ブラウン運動/相転移/相分離/輸送特性/構造形成/自己組織/キラル/ゲル化/タンパク質凝集/ソフトマテリアル/エネルギー貯蔵/機械的特性/メソスケール/局所構造/コロイド/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/ナノ粒子/ネットワーク構造/パーコレーション/構造制御/生体システム/分子システム/生体内/機能材料/組織化/構造変化/細胞骨格

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発表日：2025年5月20日

動物モデルを用いた新型コロナウイルス半生ウイルスワクチンプラットフォームの確立

ウイルス粒子を構成する4つの構造蛋白質のうち、EおよびMをコードする2つの遺伝子を欠損させたΔEMウイルスを作製した。このΔEMウイルスは感染性ウイルス粒子を産生しない半生ウイルスであり、経鼻接種可能な半生ウイルスワクチンとして応用した。ΔEMウイルスワクチンで誘導される免疫は、感染局所においてS蛋白質特異的IgA抗体、SおよびN蛋白質に対するT細胞応答を誘導し、起源株を基にしたワクチンであるにもかかわらず、抗原性が大きく変化したオミクロンXBB株に対しても、肺のみならず鼻でのウイルス増殖も抑制した。よって、本ワクチンは重症化を防ぐの...

キーワード：危機管理/デルタ/ナノ粒子/組み換え/IgA抗体/細胞応答/変異株/病原性/SARS-CoV-2/ウイルス感染症/マウスモデル/自己複製/動物モデル/mRNA/新型コロナウイルス/粘膜免疫/T細胞/マウス/ラット/抗原/細胞死/細胞培養/受容体/培養細胞/免疫応答/ウイルス/ゲノム/ワクチン/遺伝子/感染症/抗体/新型コロナウイルス感染症/新型コロナウイルス感染症

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