杏林大学（東京都三鷹市　学長：渡邊 卓）医学部、九州大学（福岡県福岡市　総長：石橋 達朗）大学院農学研究院、東京大学（東京都文京区　総長：藤井輝夫）大学院理学系研究科などからなる研究グループが、メラトニン受容体(注１)MT1が複数の細胞内シグナルを使い分けるしくみを解明しました。　Gタンパク質共役受容体（GPCR）は、細胞外の情報を細胞内へ伝える重要な分子群であり、現在約30%の医薬品の標的になっています。GPCRは細胞内のGタンパク質と結合することでシグナルを伝えますが、同じ受容体であっても、結合するGタンパク質の種類によって異なる細胞応答を引き起こします。...

　近年のナノテクノロジーの発展に伴い、固体面上で液体が水平方向に速度をもつ「すべり」現象が実験的に確認されつつあり、海水淡水化膜、冷却デバイス、環境発電装置など幅広い分野への応用が期待されています。これまで、濡れにくい撥水面では水がよくすべると考えられてきましたが、実験結果はばらつきが大きく、またシミュレーション結果とも一致していませんでした。そのため、「本当に水は撥水面をすべるのか？」というシンプルな問いに明確な答えが得られていませんでした。　今回、九州大学大学院工学府の石田遥也さん、同大学院工学研究院の手嶋秀彰准教授、高橋厚史教授とイリノイ大学アーバナ・シャンペーン校のVishw...

　生命活動に不可欠な酸素循環は，血液中の主要な細胞である赤血球と，血管を介した組織との間の酸素授受によって達成されます。このプロセスは，赤血球膜*4に覆われた細胞内のヘモグロビンが肺で取り込まれた酸素と結合し，輸送先の各臓器で酸素を解離するという，化学反応と物質輸送に支持されています。このように，生体内の酸素動態は，物理的界面である赤血球膜と血管を介して，化学反応・移流・拡散・消費といった階層が異なる複数の現象が同時に進行するため，その全体像を捉えることは実験的にも計算科学的にも困難とされてきました。一方で，酸素動態の可視化は，生命活動の根幹を描像することそのものであり，その技術的達成が望ま...

精子は精細管（※1）の中で波状に作られ、その波の向きは途中で変わるが、その仕組みは不明だった数理モデルと大規模なシミュレーションにより、発達時の精細管の伸びが波の向きを自然に決める可能性を示した男性生殖機能の基礎理解と応用研究にも期待論文情報哺乳類の精子は、精巣の中にある精細管で作られます。マウスでは、精子のもととなる細胞の成熟段階が管に沿って並び、波状に精子が管の両端から内側に進むことが知られていました。そのため、必ずどこかで波の向きが切り替わります。しかし、波の向きが途中で切り替わる場所がどのように生じるのか、また、なぜ両端から内向き...

名古屋大学大学院理学研究科の岩見 真吾 教授（兼 九州大学マス・フォア・インダストリ研究所 客員教授）・立松 大機 日本学術振興会特別研究員DC１（受入機関：名古屋大学）の研究グループは、東京大学大学院医学系研究科の小池 進介 教授（兼：東京大学国際高等研究所ニューロインテリジェンス国際研究機構（WPI-IRCN）連携研究者）らとの共同研究により、東京ティーンコホート注5）の参加者８４人の高校生を対象に毎月行われた抑うつに関するWEBアンケートのうち、コロナ禍前およびコロナ禍中のデータを、エネルギー地形解析を用いて解析しました。その結果、先行研究注6）と同様、本コホートの高校生集団全体として...

図1：EarthCARE（a）および NICAM（b）による中緯度低気圧に伴う寒冷前線ケースにおけるドップラー速度。ドップラー速度の単位は m s⁻¹ である。東京大学大気海洋研究所、宇宙航空研究開発機構、九州大学応用力学研究所の合...

発達性ディスレクシアは、一般的な知的能力に問題がないにも関わらず文字の読み書きに重篤な困難をきたす先天性の障害です。世界人口の5〜10%程度が該当するため、原因の解明と支援は長年の重要な社会課題でした。また、発達性ディスレクシアは異なる障害を示すいくつかのサブタイプがあることが知られており、近年では、音韻の認識や瞬時命名速度の低下など複数の要因が絡む「多因子モデル」が注目され、多様な脳内メカニズムの関与が示唆されています。しかし従来の研究では、サブタイプの分類と脳の異常を直接結びつけられておらず、発達性ディスレクシアが脳のどのような異常が原因で起こるのかは未解明でした。さらに、文字や言語の処...

九州大学大学院理学研究院のリユウ フイシン教授と博士後期課程のファーハン ナウファルらは、地球温暖化や気候変動は宇宙通信環境に悪影響をもたらすことを、世界で初めて明らかにしました。主にCO₂の増加によって引き起こされる地球温暖化は、私たちが暮らす対流圏では、猛暑や異常気象の原因としてよく知られています。しかし、高度100kmを超えた上空熱圏（宇宙大気と呼ぶ）では、全く逆の現象が進んでいます。つまり地表付近が熱くなる一方、宇宙大気は寒冷化しているのです。本研究は寒冷化が進むにつれ、宇宙空間の電波通信環境はどのように変化するかについて世界に先駆けて検証しました。特に航空、海上通信や緊急...

総観スケール（数日のスケール）でみられるモンスーンジャイア（モンスーン渦）は主として熱帯低気圧（台風）の外側循環（水平規模～2500km）によって形成されている。新しい台風の外側循環に交替することでモンスーンジャイアは持続し、水蒸気コンベアベルトがその外側循環の交替に大きく寄与している。10日平均や月平均場では、モンスーンジャイアは積雲対流加熱に対するロスビー波（※1）応答の性格が強まる。このように多重時間スケールの構造がモンスーンジャイアの本質である。論文情報盛夏期（特に８月）の日本の南方海上に出現する巨大な反時計回りの渦はモンスーンジ...

名古屋大学大学院理学研究科の岩見 真吾 教授（九州大学マス・フォア・インダストリ研究所 客員教授）の研究グループは、福島県立医科大学の坪倉 正治 教授らとの共同研究により、COVID-19 mRNAワクチンの初回2回接種から1回目の追加接種後における血中IgG（S）抗体価の変動を解析し、「耐久型」「脆弱型」「急速低下型」という三つの特徴的な抗体応答パターンが存在することを明らかにしました。さらに、脆弱型と急速低下型の人では、他の型に比べて早期にブレイクスルー感染を経験していることも判明しました。また、ブレイクスルー感染を経験した人では、追加接種後１００日以内における血中IgA（S）抗体価が、...

SOFCは、高効率かつ高耐久な燃料電池の１つです。水素を燃料とし、発電時に二酸化炭素を排出しない発電デバイスであり、水素エネルギー社会実現に向けた中核技術として注目されています。しかし、発電の動作温度は700~800℃と高く、高価な耐熱材料の使用による材料コストが課題となっています。もし300℃程度の中温度域で発電できれば、より安価な耐熱材料の使用によるコスト削減が期待されますが、この温度域で十分な性能を持つ電解質材料はこれまで見つかっていませんでした。九州大学エネルギー研究教育機構・工学府材料工学専攻の山崎仁丈教授の研究グループは、スズ酸バリウム（BaSnO3）とチタン酸バリウム...

「量子もつれ」の構造の解明は、理論物理と量子情報の双方にとって中心的課題ですが、これまでの研究の多くは1+1次元に限定されています。量子もつれ構造の解析は1+1次元を超えると急激に難しくなり、高次元の量子もつれ構造に対する新しい解析手法が望まれていました。九州大学高等研究院の楠亀裕哉准教授（理化学研究所数理創造研究センター客員研究員を兼務）、カリフォルニア工科大学の大栗博司教授（東京大学国際高等研究所カブリ数物連携宇宙研究機構教授を兼務）およびSridip Pal研究員からなる共同研究グループは、近年素粒子論において高次元理論の解析を大きく前進させた「熱的有効理論」と呼ばれる手法に...

自然科学研究機構分子科学研究所の古池美彦助教、尾上靖宏研究員、斉藤真司教授、秋山修志教授、九州大学先導物質化学研究所の森俊文准教授らの研究グループは、生物が体内で時間を計る仕組みである「体内時計」では、「時計の針」を動かすかのように化学反応の進み具合を調節するタンパク質のメカニズムが働いていることを解明しました。本研究は、「タンパク質に秘められた、化学反応をあえて止めたりタイミングを見計らって進めたりする仕組み」を解明する学問的意義が極めて高い研究成果です。本研究は、米国科学アカデミーが発行する国際学術誌「PNAS Nexus」に、2025年４月28日に掲載されました。研...

全球平均の温暖化のペースと比較して、北極域は3〜4倍の速さで温暖化が進行しています。北極気候は中緯度の異常気象の発生にも密接に関わっているため正確な温暖化予測が必要となりますが、数値気候モデル※1によるシミュレーションでは北極温暖化のペースを過小評価する系統誤差が存在します。その原因として複数の要因が挙げられていますが、正確な理解には至っていませんでした。九州大学大学院総合理工学府修士課程1年の中西萌々花氏ならびに九州大学応用力学研究所の道端拓朗准教授は、北極温暖化の過小評価バイアスの原因の一つに、雲の内部構造の再現性が大きく関連している可能性を指摘しました。...

ヒト血液の輸送は特定の周波数を有する拍動流であることからも、非定常な流れ(※3)（時間的に変化する流れ）における変形粒子の挙動の解明は、生命現象を維持する力学の理解にとどまらず、医療デバイス設計に関わる基礎的知見と言えます。しかしながら、流路中を流れる粒子の変形と位置を実験的に追跡することは困難であるため、細胞のような柔軟な粒子がそもそも流路内の拍動流中で「どこ」を「どのように」安定して流れるのか、という物理は自明ではありませんでした。九州大学大学院工学研究院の武石直樹准教授は、京都大学数理解析研究所の石本健太准教授、東京電機大学工学部の横山直人教授および沖縄科学技術大学院大学のM...

令和6年（2024年）9月21日午前を中心に能登半島北部で記録的な豪雨が発生し、同時多発的な斜面崩壊や土石流・泥流による甚大な災害が引き起こされました。秋雨前線の降水帯が対馬海峡から能登半島へ延び、半島北部では48時間積算のレーダー解析雨量の最大値が512mmに達していました。本研究で、九州大学大学院理学研究院の川野哲也助教と川村隆一教授の研究グループは、高解像度数値シミュレーションと大気再解析データを併用して、能登半島奥能登地域に記録的豪雨をもたらした降水システム（線状降水帯を含む）を再現し、その発生・持続メカニズムの全容を解明しました。解析結果から、①本豪雨は台風14号（Pul...

電気自動車や再生可能エネルギーの全世界的な利用普及には、高性能・安全・長寿命な電池の開発が必要不可欠です。全固体電池は、液体の電解質を用いないため、液漏れや発火のリスクがなく、容量も大きく、次世代電池として期待されています。しかしながら、電気を蓄える活物質が充電時に体積膨張を起こしてしまうため（シリコンの場合で最大300%）、性能低下が起きやすく、寿命が短いという課題があります。また、粒子の膨張と収縮に伴い、電池内部の構造が劇的に変化し続けてしまうため、どのように性能が低下していくのか、どうすれば寿命が延ばせるのかが、十分にわかっていませんでした。今回、全固体電池の内部機構を解明す...