東京大学研究Discovery Saga

私たちの体内には、細菌と戦う自然免疫の分子として「抗菌ペプチド」が存在します。なかでも LL-37 と HNP1 は代表的な2種類であり、単独でも抗菌活性を示しますが、両者を組み合わせることで抗菌活性が増強されると同時に、ヒト細胞に対する細胞毒性が低減される現象について、東京大学生産技術研究所杉原研究室はこれまでに「ダブル協奏効果」として報告してきました。　今回、東京大学生産技術研究所の杉原加織准教授らの研究グループは、全反射蛍光顕微鏡（TIRF）、蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）、核磁気共鳴（NMR）、分子動力学（MD）シミュレーションを組み合わせた解析により...

キーワード：人工知能（AI）/磁気共鳴/水溶液/両親媒性/抗菌ペプチド/静電相互作用/二分子膜/両親媒性分子/ベシクル/脂質二分子膜/生産技術/蛍光共鳴エネルギー移動/エネルギー移動/選択性/シミュレーション/界面活性剤/動力学/分子動力学/脂質膜/抗菌活性/MDシミュレーション/全反射蛍光顕微鏡/細胞膜/細胞毒性/分子機構/FRET/アミノ酸/リン脂質/核磁気共鳴/凝集体/蛍光顕微鏡/蛍光標識/抗菌薬/抗生物質/自然免疫/腎障害/生体分子/生体膜/多剤耐性/多剤耐性菌/副作用/臨床試験/細菌/脂質/薬剤耐性

他の関係分野：情報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4月7日

アコヤガイ靭帯のバイオミネラルペプチドLICPがアラゴナイトの成長方向を制御する仕組みを解明

―炭酸カルシウム分散粒子を用いた新規溶液NMR手法で、固体表面上のペプチド構造変化を高分解能に可視化―

　東京大学大学院農学生命科学研究科・応用生命化学専攻の鈴木道生教授らの研究グループは、炭酸カルシウム分散粒子を用いた新規の溶液NMR (核磁気共鳴)立体構造解析手法により、バイオミネラルペプチドLICP (ligament intracrystalline peptide) によるアラゴナイトナノファイバー形成の分子機構を分子レベルで解明しました。発表内容　生物がつくる鉱物(バイオミネラル)は、単に無機結晶が沈殿しているだけではありません。生物は、バイオミネラルタンパク質などの有機分子を介した有機無機相互作用によって結晶成長をコントロールし、結晶に強度・靭性・柔軟性とい...

キーワード：リベラルアーツ/原子核/磁気共鳴/準安定/異方性/芳香環/固体NMR/X線結晶構造解析/結晶構造解析/有機分子/ファイバー/原子分解能/バイオミネラル/共結晶/固体表面/じん性/ナノファイバー/シミュレーション/ナノスケール/結晶化/結晶成長/炭酸カルシウム/電子顕微鏡/動力学/微細構造/分解能/分子動力学/有機物/カルシウムイオン/生体内/X線結晶構造/結晶構造/アコヤガイ/アラゴナイト/バイオミネラリゼーション/二枚貝/MDシミュレーション/クライオ電子顕微鏡/プロトン/SPECT/高分解能/分子機構/in vitro/アミノ酸/カルシウム/グルタミン酸/核磁気共鳴/官能基/蛍光顕微鏡/蛍光標識/構造変化/立体構造/立体構造解析

他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2026年4月1日

生体分子の「磁場感受中間体」を写し出す次世代蛍光顕微鏡

──光パルス×磁場パルス制御で、見えない磁場感受中間体を可視化──

東京大学大学院総合文化研究科の池谷皐特任研究員とジョナサンウッドワード教授らによる研究グループは、これまで蛍光では捉えられなかった生体分子の電子スピン状態に依存する磁場感受中間体(ラジカル対（注4）)の生成・消失と磁場応答性をナノ秒スケールで時間分解・画像化できる世界初の蛍光顕微鏡システムを開発しました。　蛍光顕微鏡は、生体分子の磁場感受性（注5）を生きた細胞内で測定できる高い感度を有していますが、生体関連のラジカル対の多くは光を放たない「非発光性」であるため、従来の蛍光顕微鏡ではその生成から消失までの過程を直接計測することができませんでした。　そ...

キーワード：パルス/パルス磁場/ポンプ・プローブ法/時間分解/時間分解分光/ノイズ/速度論/地磁気/分光学/磁場/励起状態/光化学/電子移動/細胞内小器官/磁場効果/パルスレーザー/スピンダイナミクス/光励起/光照射/反応速度/スピン/ダイナミクス/マイクロ/レーザー/反応速度論/分解能/量子力学/エネルギー変換/哺乳類/ビタミン/空間分解能/高分解能/寿命/イミン/トリプトファン/プローブ/ラジカル/蛍光顕微鏡/生体分子/電子移動反応/細菌

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発表日：2025年10月8日

ナノスプリングで測る神経疾患タンパク質の力学異常

―分子の力を可視化する新技術―

東京大学物性研究所の林久美子教授と、情報通信研究機構(NICT(エヌアイシーティー))未来ICT研究所の岩城光宏主任研究員らによる研究グループは、DNAを材料にした世界最小コイル状バネ「ナノスプリング」の伸びを可視化し、神経疾患を引き起こすモータータンパク質キネシン・KIF1A（以下、KIF1A）の変異体の力学異常を検出しました。KIF1Aは、シナプス形成に必要な物質を運ぶ分子モーターです。これに変異が生じると、運ぶ速度や力の低下などの力学異常が生じ、神経活動が障害され、...

キーワード：スループット/アナロジー/プロトコル/人工知能（AI）/情報通信/精密測定/キネシン/ダイニン/モータータンパク質/力計測/バイオセンシング/計測技術/センサー/センシング/ナノスケール/バイオセンサー/モーター/レーザー/ハイスループット/光ピンセット/シナプス/神経活動/リン酸/変異体/分子モーター/同時測定/アデノシン/早期診断/聴覚/運動機能/視覚障害/軸索輸送/微小管/予測モデル/力学的性質/ATP/アミノ酸/シナプス形成/てんかん/蛍光顕微鏡/神経細胞/免疫学/ICT/遺伝子/遺伝子変異/疫学/神経疾患

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発表日：2025年6月27日

副甲状腺ホルモン1型受容体のGタンパク質選択機構を解明

次世代の骨粗鬆症治療薬開発に向けた創薬基盤を提供

東京大学大学院理学系研究科の佐野文哉特任助教、濡木理教授、京都大学大学院薬学研究科の清水目孝太大学院生、柳川正孝准教授、井上飛鳥教授、東京大学先端科学技術研究センターの小林和弘特任研究員らの研究グループは、副甲状腺ホルモン1型受容体 (PTH1R)...

キーワード：先端技術/甲状腺ホルモン/分子動力学シミュレーション/放射光/エンドソーム/タンパク質複合体/電子線/結合状態/シミュレーション/ダイナミクス/マイクロ/リサイクル/極低温/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/動力学/分解能/分子動力学/生体内/ペプチドホルモン/リアルタイムイメージング/クライオ電子顕微鏡/ビタミン/細胞膜/蛍光タンパク質/細胞内シグナル/ホルモン/甲状腺/神経伝達物質/分子機構/石灰化/副甲状腺ホルモン/GPCR/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/カルシウム/コラーゲン/ビタミンD/ヘリックス/ラット/蛍光顕微鏡/骨芽細胞/骨吸収/骨形成/骨粗鬆症/骨代謝/受容体/小腸/腎臓/生体分子/創薬/培養細胞/副作用/膜タンパク質/立体構造/加齢

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発表日：2025年5月7日

【研究成果】腸脳相関による食べ物の好みの調節

──糖嗜好性の調節に腸から脳へのシグナル伝達経路が関与する可能性──

　東京大学大学院総合文化研究科の原田一貴助教（当時）、坪井貴司教授とお茶の水女子大学理学部生物学科の山田芹華さん（当時）、同大学基幹研究院自然科学系の毛内拡助教、東京都医学総合研究所の夏堀晃世主席研究員らの研究チームは、マウスにおける糖嗜好性の調節機構の一端を明らかにしました。本研究では、マウスにおいて糖摂取後数秒以内に求心性迷走神経が活性化し、その情報が前頭皮質の神経細胞（ニューロン）およびアストロサイトを活性化することを見出しました。そして、このシグナル伝達過程にドーパミンが重要な役割を担っていることを見出しました。さらに、心理的ストレスを負荷したマウスでは、前頭皮質の活性化が認められな...

キーワード：グルコース/ファイバー/センサー/光ファイバー/シナプス/遺伝子改変/前頭皮質/大脳/輸送体/嗜好性/Ca2+/ナトリウム/グリア細胞/ニューロン/蛍光タンパク質/頭蓋骨/ドーパミン/生理機能/アストロサイト/グリア/グルタミン酸/マウス/遺伝子改変マウス/蛍光顕微鏡/受容体/神経細胞/大脳皮質/内分泌/迷走神経/ストレス/遺伝子/心理的ストレス/睡眠/精神疾患

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発表日：2025年4月25日

色の変化で力を可視化するウェアラブルセンサの開発

――感度の限界を突破！異方性制御で力に反応するスマート素材を高感度に――

東京大学生産技術研究所の杉原加織准教授と、深圳先進技術研究院のガルッチマッシミリアノ准教授らによる共同研究グループは、色の変化で力を可視化するウェアラブルセンサを開発しました。本研究では、これまで見過ごされてきた材料設計の鍵である「面内異方性」に着目し、力を印加することで色を変化させるメカノクロミックポリマーであるポリジアセチレンの力感受性を、最大14倍に高めることに成功しました。独自に開発した、x, y, z 方向の力を定量化できるナノ摩擦力／蛍光複合顕微鏡の合体装置を用いて、ポリマー主鎖に対して垂直方向に力を加えることで、ナノスケールで反応が連鎖する"ドミ...

キーワード：ウェアラブル/ウェアラブルデバイス/医療機器/異方性/ポリジアセチレン/メカノクロミズム/高分子/ホスファチジルコリン/生産技術/アセチレン/紫外線/材料設計/電池/ナノスケール/ナノメートル/ポリマー/ロボティクス/金属イオン/摩擦力/食品安全/ソフトロボティクス/蛍光顕微鏡/刺激応答性/生体分子/脂質

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発表日：2025年1月5日

海水魚のマイクロプラスチック排出は速いが腸に残る

― 同一魚種による海水・淡水中での粒子排出動態の比較 ―

東京大学大気海洋研究所のヒルダ・マルディアナ・プラティウィ研究員、髙木俊幸助教、スハイラ・ルスニ研究員、井上広滋教授による研究グループは、海水、淡水の両方に適応できるジャワメダカの稚魚を用いて、体内に取り込まれたマイクロプラスチックの排出過程を両環境において比較しました。その結果、海水中の稚魚のほうが粒子の体外排出が速いこと、また、その原因が消化管内の水の移動速度の違いであることが明らかになりました。加えて、消化管内に餌があると、排出がさ...

キーワード：産学連携/環境汚染/マイクロプラスチック/海洋/ピレン/スチレン/ポリスチレン/高浸透圧/浸透圧/体液調節/樹脂/プロピレン/ポリエチレン/プラスチック/マイクロ/微細構造/エチレン/ゲノム配列/消化管/細胞膜/遺伝子ノックアウト/蛍光顕微鏡/血液/腎臓/体内動態/ゲノム/ヘルスケア/遺伝子

他の関係分野：複合領域環境学化学生物学工学農学

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発表日：2025年1月3日

免疫細胞が引き起こすCOVID-19の重症化機序を解明

肺血管での異常な接着現象に着目

国立国際医療研究センターの植木紘史主任研究員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、新型コロナウイルス感染症の重症化メカニズムを明らかにするため、SARS-CoV-2重症化・致死マウスモデルとCOVID-19患者検体を用いて解析を行いました。COVID-19の症例の多くは発熱、咳、鼻汁、咽頭炎などの呼吸器症状を伴う軽症ですが、高齢者や肥満、糖尿病、高血圧症などの基礎疾患を持つ患者では重症のウイルス性肺炎を発症し、深刻な合併症や死に至ることもあります。重症のCOVID-19患者ではサイトカインストームに代表される免...

キーワード：産学連携/パルス/近赤外/マイクロCT/マイクロ/レーザー/共焦点レーザー顕微鏡/2光子励起顕微鏡/一細胞/血流/組織化学/病原性/細胞間接着/免疫系/SARS-CoV-2/血栓/2光子励起/ウイルス感染症/マウスモデル/合併症/浸潤/生体イメージング/組織化/動物モデル/病理/新型コロナウイルス/動態解析/CD44/CT画像/フローサイトメトリー/モデルマウス/マウス/蛍光顕微鏡/蛍光標識/血液/血小板/好中球/抗原/上皮細胞/赤血球/接着分子/免疫細胞/ウイルス/サイトカイン/ワクチン/遺伝子/遺伝子発現/感染症/血圧/抗体/高血圧/高齢者/新型コロナウイルス感染症/生理学/低侵襲/糖尿病

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発表日：2025年1月0日

細胞増殖時に創られる全てのタンパク質を同定

—— 単純な構造を持つ真核生物を用いたトランスラトーム解析——

東京大学大学院理学系研究科の茂木祐子特任研究員（研究当時）、近藤唯貴大学院生、東山哲也教授、吉田大和准教授、東京大学医科学研究所RNA制御学分野の稲田利文教授と松尾芳隆准教授らによる研究グループは、リボソームによるmRNAの翻訳状態を可視化する「リボソーム・プロファイリング」技術を用いて、単細胞真核生物におけるタンパク質翻訳の全体像を明らかにしました。この解析により、非分裂期細胞と分裂期細胞でのリボソームフットプリント（リボソームが保護するmRNAの断片）の比較が可能となり、細胞分裂時に特異的に翻訳される遺伝子群を高い精度で同定することに成功しました。...

キーワード：コンポーネント/情報学/産学連携/バクテリア/ゲノムDNA/タンパク質合成/翻訳開始/Cyanidioschyzon merolae/オルガネラ/遺伝情報/塩基配列/葉緑体/核ゲノム/蛍光観察/高温環境/核分裂/制御システム/膜構造/モデル生物/遺伝暗号/リボソーム/遺伝子改変/発酵/ゲノム構造/タンパク質翻訳/ミトコンドリア分裂/形質転換/シークエンス/プロファイリング/ゲノムワイド/遺伝子解析/蛍光タンパク質/増殖因子/分子機能/mRNA/ゲノム編集/RNA/アミノ酸/イミン/がん細胞/トランスクリプトーム/ミトコンドリア/蛍光顕微鏡/細胞核/細胞周期/細胞増殖/細胞内局在/細胞分裂/小胞体/阻害剤/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/神経疾患/分子生物学

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