名古屋大学研究Discovery Saga

・イネにおいて、植物ホルモン「オーキシン注1）」の新しい代謝分岐経路を発見。・配糖体酵素「IAAspGT注2）」への自然変異がイネの成長やバイオマス配分に影響する。・作物の環境応答性や生産性改良への応用が期待される。名古屋大学大学院生命農学研究科の榊原均教授、同大学生物機能開発利用研究センターの芦苅基行教授、永井啓祐准教授、保浦徳昇特任准教授（研究当時）、同大学農学国際教育研究センターの犬飼義明教授らの研究グループは、理化学研究所環境資源科学研究センター(CSRS)の小嶋 ...

キーワード：環境変動/グルコース/器官形成/生産性/環境応答性/オーキシン/植物ホルモン/食品産業/イネ/バイオマス/環境応答/生合成/成長ホルモン/ホルモン/アミノ酸/インドール/グルタミン酸/酸化反応/遺伝学

他の関係分野：環境学生物学工学総合生物農学

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発表日：2026年3月11日

天然の細菌を"だまして"ダイオキシンなど汚染物質を分解

遺伝子操作なしで豊富な微生物を活用する環境浄化の新戦略

・天然の土壌細菌を“そのままの姿”で用い、細菌がもつ酸化酵素の働きを外部から与える分子（デコイ分子）で制御することで、芳香族汚染物質の分解を実現。・脂肪酸に似せたデコイ分子により、酸化酵素シトクロムP450は汚染物質を“基質として認識するよう誘導され”、水酸化反応を実行。・遺伝子操作を伴わないため、遺伝子組み換え生物に適用される厳しい法規制を受けることなく運用でき、既存の豊富な微生物資源をそのまま活用できる可能性を秘めた新たなバイオレメディエーション注 1)戦略。名古屋...

キーワード：環境汚染/ダイオキシン/環境汚染物質/環境浄化/芳香族/芳香族化合物/シトクロム/クロム/ベンゼン/メディエーション/バイオレメディエーション/分解能/組み換え/生体内/酸化酵素/P450/枯草菌/遺伝子組み換え/土壌/生物資源/生物多様性/微生物/遺伝子操作/シトクロムP450/酸化反応/脂肪酸/遺伝子/細菌

他の関係分野：環境学化学生物学工学総合生物農学

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発表日：2025年9月23日

機械学習により従来を凌駕する活性・耐久の合金触媒を特定

触媒設計の新たな戦略を確立、次世代燃料電池の実現に寄与

・機械学習（ML）注1）駆動の触媒設計：7種類の高エントロピー合金（HEA）注2）候補と21万超の合金組成をスクリーニングし、モリブデン（Mo）が鍵元素であり、10〜20at.% の組成で水分子の解離を促進し、CO被毒注3）を低減できることを特定した。・優れた触媒性能：PtPdRhRuMoは電流密度18.20mA/cm²および質量活性9.89A/mgPt⁻¹を達成し、市販Pt-C（白金-炭素）触媒の約8倍の性能を示した。・耐久性：10,000秒後に約50％の活性を維持し、市販Pt-C触媒...

キーワード：AI/タスク/機械学習/最適化/水分子/エントロピー/テクトニクス/モリブデン/電子移動/物理化学/電極触媒/活性サイト/固体触媒/触媒設計/選択性/ボトムアップ/多孔体/電池/燃料電池/ナノサイズ/モデリング/耐久性/第一原理/第一原理計算/メタノール/スクリーニング/酸化反応/電子移動反応

他の関係分野：情報学数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2025年9月17日

光合成反応における電子状態の観測に成功酸素発生メカニズムの全体像解明へ前進

・光合成で酸素をつくり出すマンガンクラスター注1）の「最も安定した状態（S1状態）」注2）の電子状態はこれまでよく分かっていなかった。・そのマンガンクラスターのS1状態における電子状態の解明に成功した。・併せて、S1状態における水分子およびプロトンの配置も特定した。・新しいパルスEPR測定法により、従来は観測できなかったスピン状態を検出した。光合成における酸素の発生反応は、地球上の生命活動を支える最も重要な化学反応の...

キーワード：ESR/パルス/水分子/観測手法/電子スピン共鳴/磁場/光化学/X線結晶構造解析/結晶構造解析/光合成/マンガン/酸素発生反応/電子状態/スピン/X線結晶構造/結晶構造/プロトン/カルシウム/酸化反応

他の関係分野：数物系科学化学生物学工学農学

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発表日：2025年7月16日

ヨウ素触媒を用いた"アルコール常温酸化法"を開発～持続可能な医薬品・機能性材料づくりに貢献する新技術～

～持続可能な医薬品・機能性材料づくりに貢献する新技術～

・3価のヨウ素触媒（4,5-Me2-IBS(Ⅲ)）とオキソンによる遷移金属や重金属を使わない環境負荷の低いアルコール酸化法を開発。・反応機構の解析に基づき反応条件等を工夫することで、従来の70℃から30℃への大幅な低温化を実現。・幅広い基質適用性を実現し、熱や酸に不安定な官能基の酸化にも対応。・ワンポット酸化エステル化反応への応用に成功。・基質の量をスケールアップしても酸化反応が進行することを確認。従来のアルコール酸化法は、多くの場合、高価な貴金属触媒や有害な重金属酸化剤が使われ、反応条件も過...

キーワード：最適化/重金属/エステル/反応機構/生成機構/貴金属/元素戦略/遷移金属/活性種/金属触媒/持続可能/ベンゼン/環境負荷/機能性材料/廃棄物/機能性/アルデヒド/アルコール/ケトン/スルホン酸/ヨウ素/官能基/酸化反応

他の関係分野：情報学環境学化学工学農学

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発表日：2025年3月19日

排気ガスを吸着/分解する金属微粒子表面の動きをとらえた！

触媒によるNOｘ（窒素酸化物）の浄化過程をミクロで可視化・解明

・自動車排気ガスの中でも浄化が難しいNOxに注目し、NOガス中でのロジウム（Rh）ナノ粒子の触媒反応中の構造変化を実時間・原子レベルで記録、質量分析によってそこで実際に分解／生成されているガス量の時間変化を同時に検出するオペランド計測注1）を行った。・NO分子の吸着、分解に伴うナノ微粒子の一連の表面構造変化を原子レベルで解明、低温側と高温側で触媒反応機構が異なるモードにスイッチすることを初めて示した。　◆詳細（プレスリリース本文）は...

キーワード：産学連携/化学物質/結晶格子/データ収集/閉じ込め/イオン化/イオン源/質量分析装置/超高圧/分光学/スペクトル/検出器/分光器/ロジウム/酸化還元反応/触媒反応/反応機構/質量分析/原子分解能/走査透過型電子顕微鏡/電子エネルギー損失分光/触媒設計/NOx/オペランド計測/ナノ微粒子/金属微粒子/絶縁体/選択性/還元反応/反応速度/EELS/活性化エネルギー/電子構造/ジルコニア/データ処理/ナノ粒子/格子欠陥/酸化還元/酸化物/自動車/質量分析計/装置開発/窒素酸化物/電子ビーム/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/微粒子/分解能/表面構造/SPECT/構造変化/酸化反応

他の関係分野：複合領域環境学数物系科学化学総合理工工学農学

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発表日：2025年3月13日

触媒サイクル中の酵素における基質の動きをSACLAで解明

～基質がクルっと回転して反応する～

兵庫県立大学大学院理学研究科の長尾聡特任助教（現高輝度光科学研究センター）及び久保稔教授、理化学研究所放射光科学研究センターの當舎武彦専任研究員（現兵庫県立大学）及び杉本宏専任研究員のグループは、名古屋大学大学院理学研究科の荘司長三教授らの研究グループと共同で、X線自由電子レーザー（XFEL）※1施設SACLA※2を活用し、触媒サイクル中、酵素内で基質※3の向きが精密に制御されることで、触媒反応が効率よく進む瞬間を捉えました。薬物の代謝やステロイドホルモンなどの生理活性物質の生合成に関わる重要な酵素として、シトク...

キーワード：産学連携/X線自由電子レーザー/コヒーレンス/パルス/フェムト秒パルス/自由電子レーザー/SPring-8/加速器/放射光/スチレン/触媒反応/立体選択的/シトクロム/結晶構造解析/パルスレーザー/クロム/原子分解能/酸素分子/ダイナミクス/トラップ/フェムト秒/マイクロ/レーザー/分解能/人工タンパク質/P450/結晶構造/タンパク質工学/生合成/アミノ酸配列/ホルモン/アミノ酸/シトクロムP450/ステロイド/ステロイドホルモン/酸化反応/脂肪酸/生理活性/生理活性物質

他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学工学総合生物農学