東京大学研究Discovery Saga

東京大学大学院工学系研究科の谷田部浩行助教、齋藤雄太朗助教、山東信介教授、量子科学技術研究開発機構（QST）の齋藤圭太主任技術員、小池歩研究員、高草木洋一グループリーダー、岐阜大学のAbdelazim Elsayed Elhelaly特任講師、兵藤文紀教授、松尾政之教授、大阪大学量子情報・量子生命研究センターの水上渉教授、東京大学先端科学技術研究センターの菅谷麻希博士研究員、大澤毅准教授、米国国立衛生研究所の山本和俊上級研究員、Murali Cherukuri Krishna主任研究員らの研究グループは、生体内で同時に複数の酵素活性を計測可能な...

キーワード：最適化/高磁場/磁気共鳴/量子化/量子情報/安定同位体/同位体/スペクトル/磁場/分子構造/量子化学/量子化学計算/核スピン/量子センシング/計測技術/スピン/センシング/マイクロ/マイクロ波/モニタリング/極低温/周波数/ガラス状態/生体内/分子プローブ/酵素活性/酵素反応/臨床応用/寿命/代謝産物/モデルマウス/画像診断/MRI/アンジオテンシン/プローブ/マウス/ラジカル/核磁気共鳴/核磁気共鳴法/血液/血管新生/神経変性/神経変性疾患/創薬/分子設計/抗がん剤/非侵襲

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農学

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発表日：2026年1月30日

ゴミ箱行きのタンパク質に付箋を付ける

―タンパク質分解のための「間接的ユビキチン化」―

◆ 特定のタンパク質を選んで分解するための方法として「間接的ユビキチン化」を考案し、そのための分子を創出しました。◆ ユビキチン化酵素を使わずに特定のタンパク質を間接的にユビキチン化して、ノックダウンへ導きます。◆ 有害なタンパク質を除去することができるので、タンパク質分解を必要とする疾患における新たな薬剤になります。いらないタンパク質をゴミ箱に捨てる方法&nb...

キーワード：プログラミング/品質管理/機能性分子/遺伝子発現調節/脱ユビキチン化酵素/ACT/機能性/キメラ/キチン/炎症性疾患/炎症性腸疾患/関節/多発性硬化症/NF-κB/アミノ酸/オートファジー/タンパク質分解/プロテアソーム/ユビキチン/ユビキチン化/ラット/リウマチ/リプログラミング/関節リウマチ/自己免疫/自己免疫疾患/神経変性/神経変性疾患/創薬/発現調節/遺伝子/遺伝子発現/薬剤耐性

他の関係分野：情報学複合領域化学生物学工学農学

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発表日：2026年1月13日

接触スポーツなどによる反復的な軽度頭部外傷は、認知症で見られる凝集体タンパク質の広がりを加速させる

ヒトの頭部外傷を再現するマウスモデルによる慢性外傷性脳症の研究

東京大学大学院薬学系研究科の木村妙子助教（研究当時：東京都医学総合研究所認知症プロジェクト所属）、富田泰輔教授、東京都医学総合研究所の長谷川成人副所長・臨床医科学研究分野長、東京都立大学の久永眞市名誉教授らの研究グループは、ヒトの頭部外傷を再現する CHIMERA 装置を用いて、軽度の頭部外傷の反復（repetitive mild traumatic brain injury; rmTBI）がタウ病理に及ぼす影響を詳細に解析しました。その結果、タウ病理を有するタウ遺伝子導入マウスでは、rmTBI によりタウ病理の指標であるリン酸化タウが増加し、脳内での病理の拡大・伝播が促進されることが明らか...

キーワード：大脳/リン酸/マウスモデル/病理/スポーツ/外傷/アルツハイマー病/マウス/遺伝子導入/凝集体/神経変性/神経変性疾患/大脳皮質/遺伝子/高齢者/認知症

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発表日：2026年1月9日

小胞体とミトコンドリアがピタッと貼り付く仕組みを発見

―液状化したタンパク質集合体による新たな細胞内構造形成機構―

東京大学大学院工学系研究科の平林祐介准教授、長尾崇弘大学院生らによる研究グループは、哺乳類細胞において、細胞の重要な臓器である小胞体とミトコンドリアが面同士でピタッと貼り付くように接触する仕組みを明らかにしました。本研究では、細胞のゲノム編集の顕微鏡観察への応用に加え、精製タンパク質を用いた化学的実験や電子顕微鏡による超微細構造解析を組み合わせ、小胞体膜タンパク質PDZD8が液-液相分離（注4）によって柔らかい糊のような性質を持つ液滴を形成し、ウェッティング（注5）を介してミトコンドリア-小胞体接触場（注6）を広げるモデルを世界で初めて提唱しました。従来、ミト...

キーワード：ソフトマター/超微細構造/相分離/協同性/構造形成/細胞内小器官/オルガネラ/ソフトマテリアル/単一分子/液状化/形態制御/微細構造解析/ナノメートル/構造制御/電子顕微鏡/微細構造/表面張力/膜構造/神経発達/生体内/大脳/脂質膜/哺乳類/変異体/ゲノム編集技術/ノックイン/ニューロン/ゲノム編集/病態解明/アミノ酸/カルシウム/ミトコンドリア/細胞死/細胞内局在/脂肪酸/自閉症/小胞体/神経回路/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/大脳皮質/脳機能/膜タンパク質/立体構造/ゲノム/コミュニケーション/遺伝子/脂質/発達障害

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発表日：2026年1月9日

生命が環境変化に適応し恒常性を維持する仕組みを解明

―― シグナル分子の動きがストレス応答と細胞運命を決定付ける ――

東京大学医科学研究所分子シグナル制御分野の武川睦寛教授、森泉寿士助教（研究当時）らの研究グループは、環境ストレス刺激によって誘発される細胞死や炎症を司るタンパク質リン酸化酵素JNKが、ストレス刺激の強度に比例して線形的に活性化するのではなく、刺激強度が一定の閾値を超えた場合にのみ急峻に活性化する「スイッチ様応答」を示すことを見出し、その分子機構を解明しました。さらに、このユニークなJNK活性化パターンが、微弱なストレスに対する不要な組織損傷や炎症を抑止しており、生体が外部環境の変化に適応して恒常性を維持する上で必須であることを明らかにしました。人体を構成す...

キーワード：環境変化/生細胞/浸透圧/環境適応/光スイッチ/分子振動/紫外線/シミュレーション/フィードバック/フィードバック制御/レーザー/機能制御/一細胞/細胞応答/酸化酵素/リン酸/環境ストレス/酵素活性/細胞運命/核移行/新規治療法/タンパク質リン酸化/炎症性疾患/蛍光タンパク質/細胞間相互作用/分子機構/JNK/病態解明/MAPK/アポトーシス/キナーゼ/シグナル分子/ストレス応答/リン酸化酵素/炎症性サイトカイン/活性酸素/細胞死/細胞内局在/細胞内情報伝達/酸化反応/神経変性/神経変性疾患/創薬/分子イメージング/慢性炎症/サイトカイン/ストレス/ワクチン/放射線

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発表日：2026年1月8日

血液で認知機能を測る

――ドレブリン測定によるアルツハイマー病MCIの早期診断――

　東京大学大学院農学生命科学研究科の關野祐子(せきのゆうこ)特任教授と東大発ベンチャー・アルメッド株式会社、老年病研究所附属病院・認知症研究センターの東海林幹夫(しょうじみきお)センター長らの研究グループは共同で、ドレブリン(drebrin)が体液で測定可能な認知機能バイオマーカーとして有用であることを世界で初めて明らかにしました。研究チームは新たに作成した抗体を利用したサンドイッチELISA技術を用いて、髄液および血液中のドレブリン量を高精度に定量することに成功しました。ドレブリンは、アルツハイマー病によるMCI(ADMCI)(注4)や正常圧水頭症(iNPH)(注5...

キーワード：医療機器/神経系/診断薬/モニタリング/新エネルギー/アクチン結合タンパク質/シナプス/スパイン/ドレブリン/樹状突起スパイン/脳発達/アミロイドβ/診断法/リン酸/ELISA/早期診断/中枢神経/病理/可塑性/筋萎縮/神経可塑性/地域医療/中枢神経系/日常生活/認知障害/アクチン/アミロイド/アルツハイマー病/血液/樹状突起/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/迅速診断/創薬/脳機能/脳脊髄液/コホート/バイオマーカー/加齢/筋萎縮性側索硬化症 /軽度認知障害/抗体/高齢者/神経疾患/動物実験/認知機能/認知症/非侵襲/臨床研究

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発表日：2025年12月20日

自然免疫応答を制御する一本鎖核酸分解メカニズムを解明

東京大学大学院薬学系研究科の平野良憲助教、江﨑和貴子大学院生（研究当時）、清水敏之教授、同大学大学院新領域創成科学研究科の大戸梅治教授、千葉大学未来粘膜ワクチン研究開発シナジー拠点の三宅健介特任教授、佐藤亮太特任助教らによる研究グループは、リソソームにおいて一本鎖核酸を分解するエキソヌクレアーゼPhospholipase D3（PLD3）、および PhospholipaseD4（PLD4）の基質が結合していないアポ構造、基質結合構造および基質切断直後の生成物結合構造をクライオ電子顕微鏡単粒子解析の手法で決定しました。異なる基質と結合した状態の構造解析から、PLD3は分解する基質に応...

キーワード：シナジー/準安定/準安定状態/PLD/電子顕微鏡/クライオ電子顕微鏡/炎症性疾患/分子機構/リソソーム/自然免疫/神経変性/神経変性疾患/免疫応答/ワクチン/遺伝子

他の関係分野：複合領域数物系科学工学

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発表日：2025年11月23日

アルツハイマー病の原因物質を除去するミクログリアの新規活性化機構を発見 GPR34 受容体の刺激がアミロイド β の貪食を促進研究成果

東京大学大学院薬学系研究科・機能病態学教室の惠谷隼学部学生（研究当時）、高鳥翔助教、王文博大学院生（研究当時）、網谷雄介大学院生、赤堀愛果大学院生、富田泰輔教授らは、同・衛生化学教室、同・薬化学教室、慶應義塾大学、新潟大学脳研究所、東京都健康長寿医療センター、名古屋市立大学、理化学研究所、東北大学加齢医学研究所らとの共同で、脳内免疫細胞であるミクログリアに特異的に発現するGタンパク質共役型受容体「GPR34」を特異的な化合物（アゴニスト）で活性化することで、アルツハイマー病の原因物質であるアミロイドβ線維の貪食・除去が促進されることを世界で初めて明らかにしました。...

キーワード：アゴニスト/iPS細胞/治療標的/モデルマウス/Gタンパク質/Gタンパク質共役型受容体/アミロイド/アルツハイマー病/グリア/マウス/ミクログリア/受容体/神経変性/神経変性疾患/免疫細胞/ヒトiPS細胞/加齢/健康長寿

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発表日：2025年11月12日

細胞内でUV-DDBタンパク質がゲノム上の紫外線損傷を修復する瞬間の可視化に成功

――色素性乾皮症の発症基盤解明へ向けて前進――

◆ゲノム DNA に生じた紫外線損傷に結合する DNA 修復タンパク質（UV-DDB タンパク質）を細胞から単離し、クライオ電子顕微鏡で解析することで、細胞内で紫外線損傷が修復される様子の可視化に初めて成功しました。◆これまでゲノム DNA の紫外線損傷に関する修復過程には不明な点が多く、細胞内でその過程を直接観察することは困難でした。本研究により、その修復過程を細胞内で明らかにするための新しい技術基盤が確立されました。◆今回対象とした UV-DDB タンパク質は、難治性疾患である色素性乾皮症の原因因子であることが知られています。色素性乾皮症には現時点で...

キーワード：二量体/ゲノムDNA/生細胞/タンパク質複合体/電子線/ヒストン/紫外線/有害物質/極低温/電子顕微鏡/ヌクレオソーム/機能制御/ゲノム機能/クロマチン構造/クライオ電子顕微鏡/DNA損傷修復/免疫沈降/免疫沈降法/DNA修復/クロマチン/がん化/DNA損傷/アミノ酸/遺伝子発現制御/遺伝病/神経変性/神経変性疾患/創薬/発現制御/立体構造/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/遺伝子変異/抗体/難病/放射線

他の関係分野：化学生物学総合理工工学総合生物農学

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発表日：2025年11月5日

シングルセル型PLOM-CON法を駆使した細胞周期依存的な薬効の解明と層別化

－抗がん剤作用の超早期検出と予兆シグナル同定－

東京科学大学（Science Tokyo）総合研究院細胞制御工学研究センターの加納ふみ教授らの研究グループは、培養細胞に対する薬剤の効果を単一細胞レベルで高感度に評価する新手法「シングルセル型PLOM-CON（sc-PLOM-CON）法」を開発しました。本手法は、多重免疫蛍光染色と画像ベースの共変動ネットワーク（用語1）解析を統合することで、薬剤による細胞周期依存的な早期の細胞状態変化をタンパク質の共変動ネットワークで可視化できます。　細胞周期は細胞分裂後に成長するG1期、染色体DNAが複製されるS期、複製が完了し細胞分裂に至るまでのG2期に分かれますが、抗がん剤シタラビンや...

キーワード：画像データ/高次元データ/情報数理/特徴抽出/インテリジェンス/ネットワーク解析/ネットワーク分析/社会ネットワーク/社会ネットワーク分析/主成分分析/検索システム/グラフ理論/非線形/揺らぎ/ノイズ/タンパク質合成/オルガネラ/状態推定/レーザー/安全性評価/実証実験/制御工学/DNA複製阻害/複製阻害/共焦点レーザー顕微鏡/相関解析/SUMO化/一細胞/細胞応答/リン酸/タンパク質翻訳/性周期/生体組織/DNA二本鎖切断/iPS細胞/オミクス/シグナル伝達系/細胞内シグナル/細胞老化/染色体/薬剤スクリーニング/フローサイトメトリー/不均一性/DNA損傷/DNA複製/Hela細胞/RNA/がん細胞/スクリーニング/ストレス応答/ブレオマイシン/プロテオミクス/一細胞解析/細胞核/細胞周期/細胞生物学/細胞分化/細胞分裂/神経分化/神経変性/神経変性疾患/創薬/培養細胞/副作用/翻訳後修飾/薬剤感受性/ストレス/バイオマーカー/遺伝子/遺伝子発現/概日リズム/個別化医療/抗がん剤/抗体/老化

他の関係分野：情報学複合領域数物系科学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年10月23日

認知症治療への新たな光

――生体ジペプチドが神経炎症を抑え認知症モデルマウスの寿命を延長――

東京大学大学院新領域創成科学研究科の久恒辰博准教授、雷晨旭大学院生、鈴木穣教授、鈴木邦律准教授らと、順天堂大学大学院医科学研究科の内山安男教授、谷田以誠准教授、山口隼司助教らによる研究グループは、独自に作製をした顕著な寿命短縮を伴うアルツハイマー型認知症モデルマウスを用いて、神経炎症が神経細胞のタウ病理を誘発し、寿命を短縮させることをあきらかにしました。さらに、サケやマグロなどの長距離回遊魚や渡り鳥の胸筋に多く含有され、ヒトの脳にも含まれる抗炎症性の生体ジペプチドであるアンセリンが炎症を活性化する酵素（IRAK1）の働きを抑制することで、認知症モデルマウスにおける神経...

キーワード：高齢化社会/タンパク質複合体/神経系/トランスジェニック/形態解析/細胞工学/電子顕微鏡/シナプス/細胞応答/酸化酵素/リン酸/老人斑/酵素活性/サケ/タウタンパク質/ノックイン/精神症状/脳画像/グリア細胞/ニューロン/マウスモデル/炎症反応/神経機能/中枢神経/病理/病理学/筋萎縮/筋肉/寿命/中枢神経系/認知機能障害/モデルマウス/液性因子/多発性硬化症/アストロサイト/アミノ酸/アミロイド/アルツハイマー病/キナーゼ/グリア/クロマトグラフィー/シナプス形成/マウス/ミクログリア/リン酸化酵素/炎症性サイトカイン/抗炎症/神経細胞/神経変性/神経変性疾患/転写因子/立体構造/サイトカイン/遺伝子/加齢/海馬/筋萎縮性側索硬化症 /高齢化/認知機能/認知症

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発表日：2025年10月5日

Wnt/β-カテニンシグナルを調節する複合体の構造を解明

東京大学大学院新領域創成科学研究科の大戸梅治教授と同大学大学院薬学系研究科の彭宇軒（ペンユシュアン）大学院生、藤村亜紀子特任研究員、浅見仁太大学院生（研究当時）、張志寛（チャンジークアン）助教、清水敏之教授らの研究グループは、クライオ電子顕微鏡単粒子解析を通して、Wnt/β-カテニンシグナルを調節するLGR4/RSPO2（注4）/ZNRF3（注5）複合体の構造を可視化し、複合体形成の重要性を示しました。Wnt/β-カテニンシグナル伝達経路は、細胞の増殖や分化など生命に必須のプロセスに関与しています。したがって、Wnt/&b...

キーワード：先端技術/化学物質/二量体/ロイシン/胚発生/電子線/エネルギー利用/TMD/電子顕微鏡/分解能/構造決定/変異体/キチン/アミノ酸配列/クライオ電子顕微鏡/ロイシンリッチリピート/高分解能/細胞膜/組織修復/神経伝達物質/生理機能/Wnt/Wntシグナル/骨疾患/GPCR/Gタンパク質/アミノ酸/シグナル伝達機構/ユビキチン/ユビキチン化/ラット/リガンド/リン脂質/幹細胞/抗原/細胞増殖/腫瘍形成/受容体/神経変性/神経変性疾患/創薬/転写因子/糖タンパク質/免疫応答/立体構造/遺伝子/抗体/脂質

他の関係分野：複合領域環境学化学生物学総合理工工学農学

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発表日：2025年10月5日

老化で神経細胞は“落ち着き”を失う？

――遺伝子発現の“土台”の変化が脳の機能低下につながる可能性――

発表のポイント◆マウス海馬の老化に伴う遺伝子発現とエピゲノムの変化をシングルセルレベルで解析しました。◆老化に伴ってニューロンにおける脳発達や応答性に関わる遺伝子がエピゲノムレベルで活性化していることを発見しました。◆加齢性によりリスクが向上する神経疾患の発症メカニズムの解明につながることが期待されます。...

キーワード：高齢化社会/神経系/ヒストン/ダイナミクス/神経発達/脳発達/分子神経生物学/クロマチン構造/免疫系/クロマチン/ニューロン/短期記憶/RNA/マウス/神経回路/神経細胞/神経生物学/神経変性/創薬/転写因子/脳機能/ゲノム/遺伝子/遺伝子発現/加齢/海馬/高齢化/神経疾患/生活の質/認知機能/老化

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発表日：2025年9月30日

脂質結合糖鎖の新規分解機構を解明

-アスパラギン結合型糖鎖代謝制御の全容解明に向けた一歩-

　理化学研究所(理研)開拓研究所鈴木糖鎖代謝生化学研究室のシェンタオ・リ研究員、鈴木匡主任研究員、岩崎RNAシステム生化学研究室の岩崎信太郎主任研究員、環境資源科学研究センター生物分子解析ユニットの堂前直ユニットリーダー、東京大学大学院農学生命科学研究科応用生命工学専攻の野田陽一特任准教授(同大学微生物科学イノベーション連携研究機構酵母発酵学社会連携研究部門,CRIIM特任准教授)、トロント大学ドネリーセンターのチャールズ・ブーン教授らの国際共同研究グループは、ドリコール結合糖鎖(DLO)[1]の分解に関わる酵素、DLO-ピロフォスファターゼ(PP’ase)[...

キーワード：品質管理/バクテリア/オリゴ糖/ゴルジ体/塩基配列/出芽酵母/加水分解/前駆体/水分解/遺伝子クラスター/Saccharomyces cerevisiae/イントロン/カルス/遺伝子破壊/古細菌/発酵/リン酸/タンパク質修飾/ゲノム編集技術/フォスファターゼ/哺乳動物/酵素活性/細胞壁/生合成/微生物/分裂酵母/ノックイン/糖鎖修飾/CRISPR/ホメオスタシス/受精/受精卵/糖転移酵素/大腸/分子機構/ゲノム編集/HPLC/RNA/アミノ酸/リガンド/リソソーム/抗生物質/細胞内局在/小胞体/神経変性/神経変性疾患/大腸菌/糖タンパク質/ゲノム/ストレス/遺伝子/細菌/脂質

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発表日：2025年7月30日

老化した細胞が鉄で死なない仕組みを解明

―リソソームの酸性度が細胞死の鍵を握る―

　本研究グループは、老化細胞においてフェロトーシスの原因となる2価鉄イオン（Fe2+）や脂質ラジカル（脂質過酸化反応の過程で生成される物質）が細胞内のリソソームに集中していたことから、リソソームに注目した解析を行った結果、老化細胞におけるリソソームの機能不全がフェロトーシス抵抗性の鍵となっていることを見出しました。通常、リソソームの内部は酸性（pH約4.5）に保たれており、鉄の細胞内分配をはじめとするさまざまな生理機能にこの酸性環境が重要な役割を果たしています。老化細胞では、リソソーム内部が中性に近くなり、その結果として2価鉄イオン（Fe2+）がリ...

キーワード：アバター/人工知能（AI）/がん研究/閉じ込め/陽子/悪性化/タンパク質複合体/ミトコンドリアDNA/アミン/加水分解/水分解/遠隔制御/鉄代謝/生体内/輸送体/加水分解酵素/抵抗性/プロトン/細胞内分解/免疫系/機能解析/細胞膜/翻訳制御/DNA損傷応答/がん抗原/がん免疫/がん免疫療法/血管内皮/抗腫瘍免疫/細胞老化/治療抵抗性/治療標的/浸潤/微小環境/免疫制御/老化細胞/膵臓/ポリアミン/生理機能/分子機構/がん微小環境/モデルマウス/線維芽細胞/免疫療法/DNA損傷/T細胞/がん細胞/がん治療/マウス/ミトコンドリア/ラジカル/リソソーム/活性酸素/間質細胞/血管内皮細胞/抗原/細胞死/細胞増殖/細胞内輸送/細胞分裂/酸化反応/脂肪酸/腫瘍免疫/神経変性/神経変性疾患/内皮細胞/不飽和脂肪酸/免疫細胞/膵臓がん/エクソソーム/ストレス/レジリエント/加齢/健康長寿/抗がん剤

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発表日：2025年2月14日

コアセルベート形成の新しいメカニズムの発見

―細胞内凝集とハイドロゲル形成の理解に革新をもたらす―

東京大学先端科学技術研究センター高機能材料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）、ユアンジャアシン特任研究員(研究当時、現：香港科学技術大学助教)の研究グループは、数値シミュレーションを用いて、溶液中の異符号の電解質高分子の相分離によって形成されるコアセルベートの形成機構について研究を行いました。コアセルベート（coacervate）とは、異なる成分が水溶液中で相分離し、液滴状ま...

キーワード：産学連携/混合状態/水溶液/非平衡/非平衡現象/イオン化/相分離/数値シミュレーション/高分子電解質/アニオン/高分子/材料科学/生産技術/ハイドロゲル/動的挙動/コロイド/シミュレーション/ダイナミクス/ネットワーク構造/化学工学/高分子材料/数値解析/多孔質/電解質/動力学/粘弾性/流体力/流体力学/機能材料/生体組織/病理/病理学/不均一性/RNA/アルツハイマー病/カチオン/ストレス応答/スルホン酸/凝集体/細胞分裂/神経変性/神経変性疾患/ストレス

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