水の電気分解において、電極触媒表面でどのようなプロセスで化学反応が進行するかを知るために必要な表面の原子配置を、放射光を利用して観察しました。今回研究したコバルト酸化物では、高機能触媒と類似の構造が電気化学環境下で自発的に形成され、それに伴い触媒活性も変化することを発見しました。再生可能エネルギーの貯蔵を無駄なく行うために必要な触媒の開発に、原子スケールの構造情報が利用できるようになります。研究の背景水の電気分解は環境負荷のないエネルギー貯蔵の重要なステップであり、その反応を効率化するために多くの研究が行われています。白金...

気候変動が進む中、作物の温度耐性を支えるメカニズムの解明が求められています。低温ストレスは、キュウリなどの夏作物の光合成を阻害して生育を低下させますが、その詳細なメカニズムは不明でした。京都大学大学院農学研究科 伊福健太郎 教授、竹内航 同博士後期課程学生、播本慎太郎 同修士課程学生、神戸大学大学院農学研究科 三宅親弘 教授らの研究グループは、葉緑体にある「NDH複合体」の分解がキュウリの低温ストレス障害のトリガーであることを明らかにしました。低温に弱いキュウリ品種では、低温ストレス時にNDHが分解され、光合成の阻害と葉の白化が起こりました。一方、低温に強いキュウリ品種ではNDHは低温でも安定...

本研究では、これまでの課題であった副⽣成物の発⽣を解決するため、「先に窒素を酵素反応で組み込む」という独⾃の代謝デザインを考案しました。さらに、複数の代謝モジュールを組み合わせる新しい⼿法で⼤腸菌を改変し、⽣産効率を⼤幅に向上させました。その結果、バイオリアクターを⽤いた培養で10.6 g/L という世界最⾼⽔準の⽣産量を実現しました（図1）。培養液から分離・精製を⾏うことで、100％バイオ由来の2,5-PDCA の取得にも成功しました。この物質は、PET の代替原料や⾼機能プラスチック原料として活⽤でき、⽯油に依存しない持続可能な材料開発に直結する成果です。...

研究グループは、まずVISUALに1細胞遺伝子発現解析※6という手法を適用した先行研究のデータセットを再解析することで、形成層幹細胞が活動を開始するまでの過程を細胞レベルで高精度に調べました。その結果、VISUALで形成層幹細胞が作り出される直前の段階において、植物ホルモンであるサイトカイニンへの応答が一時的に強くなることを見いだしました（図2）。このサイトカイニンへの応答を抑制したところ、形成層幹細胞が作られなくなりました。...

本研究では、39種類の元素の中から複数種を選んでドープしたヘマタイト光触媒を、ソルボサーマル法注6）によって合成し、導電性ガラス基板上に集積・焼成することで、計97種類の光触媒電極を作製しました。1.6Ｖの電圧印加時の光電流密度を目的変数注7）、サンプルの組成情報から作成した元素特徴量や各種分析データを説明変数注8）として、二段階のLASSO回帰による光電流密度の予測を行いました（図1）。LASSO回帰を二段階にすることで、モデルの予測精度が最大化する説明変数を選択でき、過学習注9）や学習不足による予測精度...

神戸大学の研究チームは、香料や燃料、プラスチックの原料となる有用なアルコールの生産に重要な酵素であるADH（アルコールデヒドロゲナーゼ）※1を研究対象に定め、以下に示す新技術を開発しました。1.　ムサシメソッドによる酵素分類公共データベースに登録されている6,727件のADH配列データをコンピューターに読み込ませ、配列間の類似性と違いを数値化して分析しました。その際、独自の真理値表※2を用いて、酵素の配列情報を2次元の地図のように可視化しました。この結果、性質が似ている酵素をグループ化することに成功し、この酵素分類法を「MUSASH...

神戸大学大学院人間発達環境学研究科の黒澤耕介准教授 (兼 千葉工業大学 惑星探査研究センター 客員研究員)、Imperial College LondonのGareth S. Collins教授、千葉工業大学惑星探査研究センターの石橋高上席研究員らの国際研究グループは、過去の天体衝突の証拠を含んだ炭素質隕石が少ない理由を解明しました。炭素質小惑星の上で天体衝突が起こると、衝突点から近い位置では有機物が爆発し、天体衝突時の衝撃の証拠を宇宙空間へ吹き飛ばしてしまうことがわかりました。一方で最大の炭素質小惑星であり重力も大きいセレス(Ceres)上には過去の天体衝突の痕跡が蓄積されると予想されます。...

通常の半導体では価電子帯と伝導帯の間のバンドギャップ内で電子は存在できませんが、半導体量子構造や不純物などがバンドギャップ内に形成するエネルギー準位を中間バンドとして用いることで、バンドギャップエネルギーよりも低エネルギーの遷移を熱放射や光吸収で利用できるようになります。本研究では、高温での動作が期待できる、中間バンド構造を導入した熱放射発電素子における発電特性を解明し、伝導帯から価電子帯、伝導帯から中間バンド、中間バンドから価電子帯の3つの遷移を利用することで発電密度が向上することを明らかにしました（図１）。これまでに、3つの遷移が可能なエネルギーに重なりが無い場合、中間バンド構造を導入する...