大阪大学研究Discovery Saga

理化学研究所（理研）仁科加速器科学研究センター核反応研究部の上坂友洋部長、久保田悠樹研究員、京都大学大学院理学研究科の銭廣十三准教授、辻崚太郎大学院生（研究当時）、大阪大学核物理研究センターの田中純貴助教、九州大学大学院理学研究院の緒方一介教授らの国際共同研究グループは、炭素12および酸素16という原子核の中に、陽子1個と中性子1個のペアが固まりになった重陽子クラスターが、従来考えられていた以上に高い確...

キーワード：陽子ビーム/化学物質/RIビーム/原子核/原子核物理学/高エネルギー/高エネルギー粒子/不安定核/陽子/ヘリウム/ヘリウム3/加速器/中性子/同位体/内部構造/スペクトル/検出器/新星/超新星/超新星爆発/分光器/励起状態/エステル/ポリエステル/生成機構/核分裂/分解能/ホウ素/カルシウム/放射線

他の関係分野：複合領域環境学数物系科学化学工学農学

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発表日：2026年4月30日

水完全分解光触媒における初めてのオールインワン助触媒を実現

サステイナブルな水素社会の実現に向けて

光触媒による水完全分解（OWS）は、持続可能な水素生産に大きな可能性を秘めています。OWSでは、光触媒表面での水素発生反応（HER）と酸素発生反応（OER）の双方の促進が極めて重要であり、おのおのの反応に、個別に高い活性を示すHERおよびOER助触媒を、光触媒上の狙いの位置に選択的に修飾することが高活性化の鍵になります。しかし、煩雑な多段階光析出プロセスと逆反応を阻害するための酸素遮断層の必要性、逆反応を完全に抑制することの難しさ、遮断層の耐久性に関する懸念など、依然として大きな課題が残っています。東北大学大学院理学研究科の坂本良太教授らの研究グループは、導電性二次元金属有機構造体（2...

キーワード：オープンアクセス/先端技術/水溶液/X線分光/分子構造/自己組織/結晶構造解析/水素エネルギー/電子線/クロム/貴金属/金属有機構造体/酸素発生反応/前駆体/選択性/持続可能/光照射/熱力学/光触媒/水素発生/ナノメートル/金属イオン/金属酸化物/酸化物/水素製造/積層構造/耐久性/電子顕微鏡/透過電子顕微鏡/導電性/分解能/マッピング/結晶構造/層構造/高分解能/APC/組織化/ラット/創薬/配位子

他の関係分野：情報学複合領域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3月24日

細菌の建築学：べん毛の非対称な「鞘」が操るレプトスピラの形と動きのメカニズムの解明

細菌の運動器官であるべん毛は、その構造と機能が菌種ごとに大きく異なります。国立健康危機管理研究機構（JIHS：ジース）国立感染症研究所細菌第一部小泉信夫主任研究員らは、大阪大学蛋白質研究所川本晃大准教授（国立研究開発法人科学技術振興機構さきがけ研究員兼任）、国立大学法人東北大学大学院工学研究科中村修一准教授らと、レプトスピラ症病原体であるスピロヘータ・レプトスピラがもつ特殊な「ペリプラズムべん毛」に着目し、被覆（鞘(さや)）タンパク質群が協調してべん毛の形状と力学特性を制御する仕組みを解明しました。遺伝子欠損株の解析と...

キーワード：オープンアクセス/危機管理/分子構造/運動解析/電子顕微鏡/分解能/人獣共通感染症/感染機構/土壌/病原性/クライオ電子顕微鏡/病原体/高分解能/糖鎖修飾/APC/運動器/分子機構/遺伝子/感染症/公衆衛生/細菌

他の関係分野：情報学複合領域化学工学総合生物農学

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発表日：2026年2月25日

藻類の新たな光利用の仕組みを解き明かす

光合成タンパク質の機能設計やデザインに画期的な指針

森林や水圏環境の一部では可視光が乏しく近赤外光が主要となる環境が存在します。そういった環境では、光合成生物が特殊な仕組みで近赤外光を利用しています。真正眼点藻の一種であるTrachydiscus minutusは、近赤外光を吸収できる光合成アンテナ複合体rVCPを持ちながら、Chlaだけで近赤外光利用を実現する希少な生物です。しかし、その立体構造が明らかでないため、近...

キーワード：アンテナ/光エネルギー/量子化/バクテリア/近赤外/分子構造/量子化学/二量体/量子化学計算/光化学/クロロフィル/シアノバクテリア/タンパク質複合体/光応答/光合成/光環境/タンパク質デザイン/可視光/光吸収/人工光合成/赤外光/電荷移動/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/分解能/カロテノイド/クライオ電子顕微鏡/JAK/高分解能/分子機構/近赤外光/創薬/立体構造/立体構造解析

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発表日：2026年2月18日

抗ウイルス薬ファビピラビルの活性化の鍵となる酵素反応を可視化

高い薬効を発揮できる新薬の創製へ向けた新たな手法開拓

北里大学大学院薬学研究科の杉木俊彦准教授と吉田智喜助教、大阪大学量子情報・量子生命研究センターの根来誠教授、大阪大学蛋白質研究所の藤原敏道名誉教授、量子科学技術研究開発機構量子生命科学研究所の高草木洋一グループリーダー、名古屋大学大学院情報学研究科の塚本眞幸講師、愛知工業大学工学部の森田靖教授らの研究グループは、抗ウイルス薬であるファビピラビルがヒト体内の酵素であるヒポキサンチン-グアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ (HGPRT) により代謝され、抗ウイルス効果を発揮できる形（活性型）に変換される過程を核磁気共鳴 (NMR) 分光法でリアルタイムに観測する手法を確立し、さらに計算科学を組...

キーワード：自由エネルギー/情報学/磁気共鳴/分子動力学シミュレーション/量子情報/ホットスポット/速度論/分子構造/反応速度/シミュレーション/フッ素/動力学/分解能/分子動力学/量子力学/技術革新/酵素活性/遺伝子工学/ウイルス感染症/酵素反応/パンデミック/新型コロナウイルス/MRI/アミノ酸/プロドラッグ/核磁気共鳴/抗ウイルス薬/創薬/ウイルス/遺伝子/感染症/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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発表日：2025年9月18日

＼「つぼみ」が開いて輸送開始／べん毛輸送チャネル複合体の先端にキャップ構造を発見

抗菌剤標的としての可能性も

大阪大学大学院生命機能研究科プロトニックナノマシン研究グループの南野徹准教授、同研究科日本電子YOKOGUSHI協働研究所の木下実紀特任助教（常勤）、宮田知子特任准教授（常勤）、牧野文信招へい准教授（日本電子）、難波啓一特任教授（常勤）、同大学理学研究科の今田勝巳教授らの共同研究グループは、細菌の運動器官「べん毛」を作るために必要な輸送チャネル複合体の出口ゲートの構造を解明し、花が咲くようにゲートが開いてべん毛形成が開始するしくみを、世界で初めて明らかにしました。多くの運動性細菌の細胞表層には、べん毛と呼ばれるタンパク質でできた運動器官が存在し、細菌はそれを用いて様々な環境下を移動しま...

キーワード：先端技術/キャップ構造/フィルム/界面活性剤/電子顕微鏡/電子顕微鏡観察/分解能/病原性/クライオ電子顕微鏡/高分解能/細胞膜/ナノマシン/運動器/分子機構/ナノテクノロジー/サルモネラ/スクリーニング/ラット/抗菌剤/構造変化/細菌感染/創薬/多剤耐性/多剤耐性菌/立体構造/バイオフィルム/感染症/細菌

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発表日：2025年8月25日

新技術「時間決定型クライオ光学顕微鏡法」を開発

細胞を瞬時に“止めて”、じっくり観察！

大阪大学大学院工学研究科の大学院生の辻康介さん（博士後期課程）、山中真仁特任准教授（常勤）、藤田克昌教授、同先導的学際研究機構の熊本康昭准教授らの研究グループは、同免疫学フロンティア研究センターのNicholas I. Smith准教授、同産業科学研究所の永井健治教授、京都府立医科大学の原田義規教授、田中秀央特任教授、Howard Hughes Medical InstituteのMeng C. Wang博士、Zhiheng Yu博士、Friedrich-Schiller-University JenaのRainer Heintzmann教授らと共同で、光学顕微鏡で観察中の細胞を、任意の...

キーワード：学際研究/蛍光寿命/時間分解/ノイズ/分子構造/筋細胞/細胞内小器官/オルガネラ/トレードオフ/細胞動態/ラマン/時間分解能/レーザー照射/フォトニクス/蛍光観察/持続可能/空間情報/計測技術/持続可能な開発/3Dプリンター/レーザー/超解像/電子顕微鏡/分解能/カルシウムイオン/光学顕微鏡/光刺激/超解像顕微鏡/細胞応答/アクチンフィラメント/形態変化/Ca2+/空間分解能/初代培養/心筋/心筋細胞/寿命/アクチン/イミン/カルシウム/バイオイメージング/ラット/蛍光顕微鏡/分子イメージング/免疫学/疫学

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発表日：2025年7月1日

極薄の形状可変ミラーを実現！ X線ビームの大きさが3400倍変化

名古屋大学大学院工学研究科の井上陽登助教、松山智至教授（兼：大阪大学大学院工学研究科招へい教授）、理化学研究所放射光科学研究センターの矢橋牧名グループディレクター、香村芳樹チームリーダーらの研究グループは、薄い圧電単結晶ウエハ1枚のみで構成された形状可変ミラーの作製に成功しました。形状可変ミラーはさまざまな分野で活用されており、近年X線集光システムにおける光学パラメータ可変レンズとし...

キーワード：高強度レーザー/放射光/望遠鏡/耐熱性/X線集光/フレキシブル/レンズ/可視光/分極反転/ニオブ/単結晶/X線顕微鏡/ナノメートル/ニオブ酸リチウム/マイクロ/リチウム/レーザー/圧電素子/大変形/電子顕微鏡/分解能/平滑化/補償光学/網膜

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発表日：2025年4月12日

細胞を生きたまま長時間・高解像で観察できる！ＡI超音波顕微鏡を開発

生命科学の理解の深化や治療薬開発への貢献に期待

大阪大学大学院工学研究科の藤原夏実さん（博士後期課程）、宇野みどりさん（博士前期課程）、荻博次教授らの研究グループは、生きた細胞を長時間高解像度で観察するAI超音波顕微鏡を開発することに成功しました。細胞の観察には通常、光学顕微鏡が用いられますが、光照射により細胞がダメージを受けるため、生きた細胞を長時間観察することは困難です。細胞の機能獲得や運命決定を深く理解するには、２４時間以上、細胞を高解像度に連続的に観察する必要がありますが、これまでこういった観察を行うことはできませんでした。一方、周波数の高い音である超音波は、生体への影響が小さいものの、光よりも波長が長いため高解像の画像化が困難でし...

キーワード：トラスト/人工知能（AI）/内部構造/レンズ/持続可能/光照射/持続可能な開発/モニタリング/屈折率/周波数/超音波/超音波顕微鏡/微細構造/分解能/光学顕微鏡/形態変化/力学刺激/高分解能/創薬/超音波画像/妊婦

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発表日：2025年3月27日

有機材料中の水素と重水素の分布を単一分子スケールで識別することに成功

新たな電子線分光技術により、分子や結合位置の特定に効力

プラスチックや有機半導体など高機能有機材料の特性を精緻に制御するには、材料内部の微細構造を分子レベルで解明することが不可欠です。しかし、これまで有機材料中の化学結合や分子の位置を分子レベルで特定できる技術がありませんでした。東北大学多元物質科学研究所の陣内浩司教授と宮田智衆講師ら、産業技術総合研究所ナノ材料研究部門の千賀亮典主任研究員、大阪大学産業科学研究所の末永和知教授、防衛大学校応用物理学科の萩田克美講師のグループは、電子線による分子振動マッピング法を独自に開発し、炭素に対する水素と重水素の化学結合の違いを見分けることで、有機材料中に存在する重水素標識分子の空間分布を3 nmの分解...

キーワード：産学連携/空間分布/分析技術/化学物質/磁気共鳴/中性子散乱/表面エネルギー/物質科学/安定同位体/中性子/同位体/内部構造/スペクトル/重水素/振動スペクトル/共重合体/スチレン/ピリジン/ブロック共重合体/ポリスチレン/液晶/共重合/高分子/有機半導体/電子線/樹脂/走査透過型電子顕微鏡/電子エネルギー損失分光/単一分子/分子振動/有機材料/EELS/STEM/局所構造/ナノスケール/ナノメートル/ナノ材料/プラスチック/高分子材料/水素化/電子顕微鏡/電子顕微鏡法/動力学/半導体/微細構造/分解能/分子動力学/分子動力学法/マッピング/SPECT/空間分解能/MRI/核磁気共鳴/官能基/生体高分子

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発表日：2025年3月17日

「放射化イメージング」でマウス体内の金ナノ粒子を可視化

がん治療薬の長期的な動態イメージングに向けて

早稲田大学大学院先進理工学研究科博士後期課程1年の越川七星（こしかわななせ）と、同大学理工学術院の片岡淳（かたおかじゅん）教授らの研究チームは、大阪大学放射線科学基盤機構の豊嶋厚史（とよしまあつし）教授、角永悠一郎（かどながゆういちろう）特任助教（常勤）、加藤弘樹（かとうひろき）特任教授（常勤）、京都大学複合原子力科学研究所の高宮幸一（たかみやこういち）教授らと共同で、薬剤キャリアである金ナノ粒子を直接可視化する「...

キーワード：産学連携/コンプトン散乱/原子核/高エネルギー/陽電子/エネルギースペクトル/広帯域/中性子/同位体/スペクトル/検出器/ナノマテリアル/金ナノ粒子/キャリア/ポリエチレン/単一光子/表面修飾/ナノサイズ/ナノメートル/ナノ粒子/化学工学/原子力/原子炉/分解能/エチレン/放射性同位体/トレーサ/SPECT/コンプトンカメラ/核医学/高分解能/がん治療/マウス/ラット/造影剤/体内動態/副作用/脾臓/スタチン/抗がん剤/手術/放射線/薬物動態

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発表日：2025年3月4日

マイコプラズマの滑走運動に必要なモーターの分子構造を世界で初めて明らかに！

マイコプラズマ属細菌の一つで淡水魚の病原菌であるマイコプラズマ・モービレは、菌体の片側にある“滑走装置”を用いて宿主組織の表面にはりつき、滑るように動く“滑走運動”を行います。大阪公立大学大学院理学研究科の宮田真人教授、豊永拓真助教（研究当時、現在東北大学多元物質科学研究所助教）らと大阪大学大学院生命機能研究科日本電子YOKOGUSHI協働研究所の難波啓一特任教授（常勤）、理化学研究所の川上恵典研究員、東北大学多元物質科学研究所の濵口祐准教授らの共同研究グループは、大阪大学の...

キーワード：産学連携/物質科学/分子構造/二量体/ATP合成/原子分解能/加水分解/水分解/アクチュエータ/ナノメートル/マイクロ/モーター/ロボット/電子顕微鏡/分解能/病原菌/ATP合成酵素/クライオ電子顕微鏡/ATP/アミノ酸/感染症/細菌

他の関係分野：複合領域数物系科学化学生物学工学農学