東京大学研究Discovery Saga

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：2025年12月4日

感染ウシの牛乳中におけるウシ由来H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスは、安定性が高いことを確認

東京大学国際高等研究所新世代感染症センター河岡義裕機構長らの研究グループは、2024年3月に米国の乳牛で検出された高病原性H5N1鳥インフルエンザウイルスの乳汁中における安定性について調べました。 H5N1亜型(clade 2.3.4.4b)の高病原性鳥インフルエンザウイルスはヒトに感染した場合、重篤な症状を引き起こし、50％程度の致死率を有します。2020年から現在に至るまで、H5N1亜型の高病原性鳥インフルエンザウイルスが世界的に流行しており、ヒトを含む様々な哺乳類への感染例も報告されております。2024年3月以降、米国では乳牛においてH5N...

キーワード：危機管理/熱処理/たんぱく/ヘマグルチニン/哺乳類/ウシ/病原性/ウイルス感染症/パンデミック/インフルエンザ/インフルエンザウイルス/抗原/ウイルス/ワクチン/感染症

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発表日：2025年11月13日

ミトコンドリア翻訳のダイナミクスを描く

－網羅的で高解像度な手法が切り開くエネルギー工場の新知見－

理化学研究所（理研）開拓研究所岩崎RNAシステム生化学研究室の岩崎信太郎主任研究員、脇川大誠リサーチアソシエイト、水戸麻理テクニカルスタッフⅠ、山城はるな特別研究員（研究当時）、戸室幸太郎大学院生リサーチ・アソシエイト、七野悠一上級研究員（研究当時、現筑波大学医学医療系教授）、東京大学大学院理学系研究科の濡木理教授、伊藤弓弦准教授、安藤佑真大学院生、同大学大学院工学系研究科の鈴木勉教授、長尾翌手可講師、東北大学加齢医学研究所の魏范研教授、谷春菜助教、熊本大学大学院生命科学研究部の富澤一仁教授、中條岳志准教授らの共同研究グループは、ミトコンドリア[1]内で行われるタンパク質合成（翻訳[2]）の...

キーワード：品質管理/複雑性/突然変異/トモグラフィー/ゲノムDNA/終止コドン/RNA修飾/タンパク質合成/リボソームタンパク質/細胞内小器官/浸透圧/翻訳開始/tRNA/オルガネラ/コドン/タンパク質複合体/リボソームRNA/遺伝情報/塩基配列/ミトコンドリアDNA/ダイナミクス/ポリマー/モーター/電子顕微鏡/分解能/P-body/リボソーム/カルス/細胞応答/RNAポリメラーゼ/rRNA/リン酸/ウシ/病原性/アミノ酸配列/クライオ電子顕微鏡/プロファイリング/プロモーター/細胞膜/翻訳制御/免疫沈降/免疫沈降法/RNase/アデノシン/細胞株/治療標的/点突然変異/mRNA/次世代シーケンサー/不均一性/ATP/in vitro/RNA/RNA分解/アミノ酸/エネルギー代謝/てんかん/マウス/ミトコンドリア/細胞周期/細胞接着/創薬/発現制御/ゲノム/遺伝子/加齢/抗体/細菌/脳卒中/網羅的解析

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発表日：2025年10月30日

イヌの薬物代謝の個体差における原因の一端を解明

――CYP2B6解析でヒトやイヌの安全な薬物治療の発展に貢献――

　理化学研究所(理研)生命医科学研究センター基盤技術開発研究チームの桃沢幸秀チームディレクター(生命医科学研究センター副センター長)、ファーマコゲノミクス研究チームの福永航也上級研究員、鹿児島大学共同獣医学部の宇野泰広教授、昭和薬科大学薬物動態学研究室の山崎浩史教授、東京大学大学院農学生命科学研究科の富安博隆准教授、日本動物高度医療センターの辻本元科長、ITEA株式会社東京環境アレルギー研究所の阪口雅弘所長、麻布大学獣医学部小動物内科学研究室の久末正晴教授らの共同研究グループは、119犬種6,344頭のゲノムデータを網羅的に解析し、イヌの主要薬物代謝酵素であるチトクロームP450(CYP)...

キーワード：協同性/タンパク質構造/ゲノミクス/遺伝情報/塩基配列/クロム/構造モデル/反応速度/シミュレーション/ドッキング/生体内/イントロン/カルス/酸化酵素/哺乳類/P450/ゲノム配列/ウシ/獣医学/酵素活性/遺伝的多様性/アミノ酸配列/機能解析/マウスモデル/酵素反応/ゲノム解析/大腸/アミノ酸置換/in vitro/アミノ酸/グルタミン酸/スプライシング/チトクロームP450/マウス/モデル動物/リガンド/構造変化/酸化反応/受容体/創薬/体内動態/代謝酵素/大腸菌/副作用/薬物代謝/薬物代謝酵素/薬物動態学/立体構造/臨床試験/アレルギー/ゲノム/遺伝学/遺伝子/肝移植/個別化医療/網羅的解析/薬物相互作用/薬物動態

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発表日：2025年10月16日

全身の筋電図を高精度に計測可能な衣服型デバイス

－跳んでも走ってもノイズなく信号を取得－

理化学研究所（理研）開拓研究所染谷薄膜素子研究室の李成薫研究員（東京大学大学院工学系研究科特定客員准教授）、染谷隆夫主任研究員（東京大学大学院工学系研究科教授）、東京大学大学院工学系研究科の横田知之准教授らの共同研究グループは、跳んだり走ったりといったダイナミックな動作中でも全身に分布する筋肉の活動を高精度に取得できる、衣料や布地のようなテキスタイル型（衣服型）の無線筋電図[1]計測システムを開発しました。本研究成果は、日常生活における全身の動きを簡便に定量化できるため、ヘルスケア、リハビリ、医療、スポーツなど幅広い分野での応用が期待されます。近年で...

キーワード：システムオンチップ（SoC）/インターネット/モノのインターネット/モノのインターネット（IoT）/生体情報/生体信号/情報通信/ノイズ/磁場/高分子/電子デバイス/デジタル化/電気抵抗/センサー/フッ素/マイクロ/モニタリング/計測システム/電磁波/導電性/ポリウレタン/ウシ/層構造/関節/スポーツ/パフォーマンス/筋肉/日常生活/リハビリ/筋活動/筋電図/ラット/ヘルスケア/リハビリテーション/高齢者

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発表日：2025年9月18日

自然界最強の毒素の一つパリトキシンの作用機構を解明

―― パリトキシンはどのようにしてナトリウム・カリウムポンプを陽イオンチャネルに変えるか ――

発表のポイント◆パリトキシンはアオブダイやハコフグ、ソウシハギ等の食中毒の原因となる海産毒物で生物界最強の毒物の一つであり、神経興奮の基盤を作るナトリウム・カリウムポンプを陽イオンなら何でも通すチャネルに変えてしまう。その機構をクライオ電子顕微鏡を用いて解明した。◆イオンを運ぶ蛋白質という意味で混同されることの多い「チャネル」と「ポンプ」の本質的違いも明らかになった。◆毎年のようにパリトキシン様毒による食中毒が報告されているが、解毒剤開発への道を拓くものである。発表概要東京大学・豊島　近　特別教授（同大学定量生命科学研究所...

キーワード：食物連鎖/閉じ込め/有機合成化学/カルシウムポンプ/選択性/高温環境/原子構造/カリウム/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/ATPアーゼ/ウシ/酵素活性/テトロドトキシン/フグ/渦鞭毛藻/クライオ電子顕微鏡/ナトリウム/細胞膜/アデノシン/筋肉/ATP/アミノ酸/イオンチャネル/カルシウム/ステロイド/構造生物学/構造変化/合成化学/生体膜/有機合成/立体構造

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発表日：2025年8月26日

光学メタサーフェスを用いた空間・偏波ビーム多重器を実証

―任意の直交ベクトルモード基底の変換を実現―

東京大学大学院工学系研究科の相馬豪大学院生、種村拓夫教授らは、光学メタサーフェスを用いた多入力多出力ベクトルビーム変換器の実証に成功しました。光の波長よりも小さな微細構造からなる光学メタサーフェスと金反射膜を用いた小型デバイスで、入力された複数のビームを直交した偏波・空間モードに変換した上で、それらを重ね合わせた状態（すなわち、多重化した状態）で出力できることを初めて示しました。多数の空間モードを多重化もしくは分離するには、これまでは複数の光学部品を複合的に組み合わせる必要があり、モジュール全体の小型化と低コスト化を妨げる要因になっていました。さらに偏波モード（注...

キーワード：最適化アルゴリズム/コンピューティング/アルゴリズム/最適化/並列化/情報通信/空間分布/コヒーレント/レンズ/光通信/発光素子/シリコン/センシング/レーザー/微細構造/情報通信技術/ウシ/ラット

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発表日：2025年8月24日

空飛ぶホプフィオンの3次元周期構造を発見

―高密度・超安定な情報の担い手―

　東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院の林文博（リンウェンボ）助教、東京大学先端科学技術研究センターの岩本敏教授、慶應義塾大学理工学部の太田泰友准教授、シンガポール南洋理工大学（Nanyang Technological University, Singapore）の申艺杰（シンイージェイ）助教とNilo Mata-Cervera（ニロ・マタセルベラ）大学院生らの国際共同研究チームは、伝搬する電磁波の中に周期的な3次元トポロジカル構造を生成する手法を開発しました。ホプフィオン(用語...

キーワード：無線通信/情報通信/空間分布/ベクトル場/位相幾何学/多項式/トポロジー/幾何学/軌道角運動量/結び目/光格子/磁気構造/準粒子/不変量/周期性/磁場/直線偏光/スキルミオン/トポロジカル/トポロジカル不変量/円偏光/フォトニクス/光デバイス/光通信/空間構造/計測技術/3次元構造/スピン/周波数/弾性波/電磁波/結晶構造/情報通信技術/ウシ/スキル

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発表日：2025年8月7日

藻類と共生する二枚貝シャコガイの細菌叢組成を解明

―サンゴ礁生物の共生維持機構に新たな手がかり―

東京大学大気海洋研究所の新里宙也准教授と同大学大学院理学系研究科の内田大賀大学院生を中心とする研究グループは、シャコガイの体表や体内に存在する細菌叢の組成を明らかにするとともに、共生藻の喪失が細菌叢に与える影響を検証しました。シャコガイはサンゴ礁に生息する二枚貝であり、サンゴと同様に褐虫藻（かっちゅうそう）という単細胞藻類を体内に共生させます。本研究では、ヒメシャコガイ（ヒメジャコTridacna crocea）のから...

キーワード：海洋/地球温暖化/バクテリア/軟体動物/脊椎動物/環境ストレス/ウシ/生態系/無脊椎動物/カロテノイド/サンゴ礁/温暖化/褐虫藻/細菌群集/生物多様性/二枚貝/脊椎/ストレス/細菌/細菌叢/腸内細菌/腸内細菌叢

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発表日：2025年6月26日

３万年前の黒潮は今よりも速かったらしいそれでも丸木舟は琉球の海を渡ることができた

－ホモ・サピエンスはどうやって日本列島へ到達したのか－

◆「３万年前の航海徹底再現プロジェクト」（国立科学博物館・国立台湾史前文化博物館）において2019年に行った実験航海により、丸木舟を熟達の技で漕げば、黒潮の海を横断して台湾から与那国島へ渡れることが証明されました。◆さらに高精度海洋モデルを使った数理シミュレーションにより、黒潮が速かった３万年前頃の海においても、丸木舟は台湾から与那国島へたどりつけることが示されました。ただし旧石器人（旧石器時代人）が黒潮の存在を認識し、その流れに対抗する適切な航海戦略を持っていることが必要条件です。◆3万年以上前の旧石器人による琉球列島への渡来は、舟とそれを漕ぐ技術に加え、戦略的挑戦の下に...

キーワード：オープンサイエンス/クラウド/スーパーコンピュータ/最終氷期/火山噴火/海洋/ブレイン/海洋大循環/海洋大循環モデル/海洋物理/海洋物理学/気候変動/日本列島/北太平洋/西太平洋/旧石器時代/沿岸環境/シナリオ/シミュレーション/シミュレータ/水槽実験/設計支援/粒子追跡法/ウシ/スギ/粒子追跡/予測モデル

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発表日：2025年6月12日

レーザー加工を従来比100万倍高速化

―半導体分野におけるガラスの微細加工に革新―

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。次世代の半導体において、ガラス基板への微細加工技術が求められています。しかしながら、加工速度の著しい低さと、精密加工の難しさが、ガラス基板の実用化の大きな障壁となっていました。本研究では、時間・空間分布を制御した光を照射することで、ピコ秒（10のマイナス12乗秒）という極短時間のみ物性を劇的に変えることができ、超高速かつ超精密な加工が実現することを明らかにしました。さらに、この加工は、従来のフェムト秒レーザーよ...

キーワード：アスペクト/先端技術/エネルギー消費量/空間分布/パルス/ケイ素/エッチング/医用工学/加工速度/光吸収/エネルギー消費/材料特性/半導体産業/ピコ秒/フェムト秒/フェムト秒レーザー/マイクロ/レーザー/レーザー加工/環境負荷/自己修復/精密加工/半導体/微細加工/微細加工技術/ウシ

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発表日：2025年5月26日

培養肉の「味成分」は熟成で増加

――分化と熟成がもたらす遊離アミノ酸変化を解明し、味制御へ――

東京大学生産技術研究所竹内昌治特任教授（本務：同大学大学院情報理工学系研究科教授）と、同大学大学院工学系研究科古橋麻衣大学院生らによる研究グループは、分化と熟成という工程が、培養筋細胞や培養筋組織の遊離アミノ酸（FAAs）の量や組成を変動させ、熟成が培養肉（注4）のFAAs量を大幅に高めることを明らかにしました。　本研究は、培養肉における風味の重要な指標であるFAAsに着目し、それが分化と熟成というプロセスによってどう変化するかを初めて詳細に解析しました。従来の研究がタンパク質由来のアミノ酸組成に焦点を当てていたのに対し、本研究ではLC-TO...

キーワード：タンパク質合成/筋細胞/質量分析/生産技術/定量評価/持続可能/環境負荷/ウシ/differentiation/筋肉/アミノ酸/細胞培養/培養細胞

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発表日：2025年1月2日

乳牛の乳房・乳頭組織におけるウシ由来H5N1高病原性鳥インフルエンザウイルスの増殖性状を解明

東京大学医科学研究所並びに国立国際医療研究センター研究所国際ウイルス感染症研究センターの今井正樹客員教授/部長と、同センター並びに東京大学国際高等研究所新世代感染症センターの河岡義裕センター長/機構長らの研究グループは、高病原性H5N1鳥インフルエンザウイルス感染が引き起こす乳房炎発症メカニズムを解明することを目的として、泌乳牛の乳腺・乳頭組織におけるウシ由来H5N1ウイルスの増殖能をその他の動物種由来のH5N1ウイルスと比較しました。また、泌乳牛の乳腺・乳頭組織におけるインフルエンザウイルスの受容体（レセプター：注2）の分布を解析しました。米国では、2024年の初頭以...

キーワード：産学連携/電子顕微鏡/ヘマグルチニン/シアル酸/変異株/ウシ/病原性/病原体/ニワトリ/ウイルス感染症/パンデミック/インフルエンザ/インフルエンザウイルス/抗原/受容体/上皮細胞/ウイルス/ワクチン/感染症

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発表日：2025年1月7日

光量子計算プラットフォームに世界で初めて量子性の強い光パルスを導入

―スパコンを超える光量子コンピュータへ突破口―

国立大学法人東京大学大学院工学系研究科の武田俊太郎准教授および吉田昂永大学院生（当時）らの研究チーム、日本電信電話株式会社（以下、NTT）、国立研究開発法人情報通信研究機構（以下、NICT(エヌアイシーティー)）は、量子性の強い光パルスで計算できる世界初の汎用型光量子計算プラットフォームを実現しました。近年、光の連続量方式での汎用的な計算を目指した光量子計算プラットフォームが目覚ましく進展し、量子コンピュータの有望な方式として期待されています。しかし、これまで実現されたプラットフォームは全て、行える演算の種類が「線形演算」のみに限定された不完全なものであり、...

キーワード：ハードウェア/プロセッサ/誤り訂正/不完全性/機械学習/最適化/情報学/人工知能（AI）/量子計算/情報通信/産学連携/パルス/非線形/揺らぎ/量子コンピュータ/量子テレポーテーション/量子もつれ/検出器/超伝導/量子ビット/スクイーズド光/メモリ/光回路/光通信/導波路/非線形光学/非線形光学効果/HPC/シミュレーション/シリコン/プロトタイプ/実証実験/周波数/量子アニーリング/量子力学/ウシ/心臓/力学的性質/イミン/ラット/ICT

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