放射光X線コンピューター断層撮影（CT）を用いて、全固体リチウム硫黄電池（SSLSB）の正極内部における充放電反応の空間分布を、高い空間分解能で可視化する手法を確立しました。正極全体にリチウムイオンを行き渡らせる電極スケールでのイオン輸送の遅さが、高速充放電と安定した充放電サイクルの両方を制限していることを明らかにしました。本手法により、電池内部で実際に何が起きているかを直接捉えることが可能になり、SSLSBを含むさまざまな電池系の電極設計の最適化に貢献することが期待されます。全固体リチウム硫黄電池（SolidStateLithiumSulfurBa...

ノコギリカメムシのメス成虫の後脚にある特徴的な構造は“鼓膜器官”ではなく、特定の微生物を培養する“共生器官”であることを発見低病原性の糸状菌を選択的に培養して産卵時に卵に塗布し、菌糸で覆うことにより寄生蜂から卵を守る従来知られていなかった新たな防衛共生器官、共生菌の伝達行動、物理的な防衛共生メカニズムを解明産業技術総合研究所 モレキュラーバイオシステム研究部門 バイオシステム多様性研究グループの森山 実 主任研究員、古賀 隆一 上級主任研究員、深津 武馬 首席研究員（筑波大学 生命環境系 連携大学院 教授を兼務）は、同大学 生命環境科学研究科（博士後...

mRNAワクチンでも汎用（はんよう）される脂質ナノ粒子（LNP）を用いることで、精巣内の精細胞にmRNAを導入する技術を開発。この方法を応用し、精子形成不全の非閉塞（へいそく）性無精子症モデルマウスに、精子を造らせることに成功。得られた精子を用いて顕微授精することで、健康で妊娠能力のある次世代を得ることに成功。LNP-mRNAは化学合成可能であり、細胞由来成分を含まない。また、DNAを含まないため遺伝子組み換えリスクがない。精子が得られないために顕微授精の対象とならず、治療法のない非閉塞性無精子症を治療できる可能性を示した。ヒト男性不妊患者への応用が...

ハエトリソウの葉が接触刺激に応じて運動する仕組みは発見から200年以上研究されてきましたが、どのようなセンサーを使って接触刺激を感知しているのか、という細胞レベルでの詳細な機構は未解明でした。新たに確立した「1細胞レベルで細胞内のカルシウムシグナルと電気シグナルを同時に測定する技術」や「生態系を模した環境でのカルシウムシグナルを測定する技術」を用いて、動物には存在しないDmMSL10たんぱく質が虫からの接触刺激を感知する高感度なセンサーとしての役割を果たしていることを明らかにしました。多くの植物が接触刺激を感知する“触覚”を有しており、本成果は動物とは異なる植物の“感覚...

近年、電池や触媒において重要な役割を果たす「インターカレーション反応（材料中に原子が入り込む反応）」の理解が、材料開発の鍵を握っています。反応中に生じる微細構造の変化はデバイスの性能に直結するため、この変化を解明することが次世代デバイスの開発において極めて重要となります。そのため、電子顕微鏡を用いて反応の過程をリアルタイムで観察するin situ観察が盛んに行われてきましたが、これまではナノメートル（10億分の1メートル）スケールの観察にとどまることが多く、より微視的な原子（100億分の1メートル）スケールでの構造変化を追跡することは困難でした。ファインセラミックスセンターは、従来用...

大規模なグラフニューラルネットワーク（GNN）推論における大幅な高速化を可能にするスケーラブルなAIアクセラレーターを実現。GNN推論中の不規則メモリーアクセスをほぼ完全に解決し、計算コストを大幅に削減可能。自動運転や広告推薦システムのようなリアルタイムかつ大規模なアプリケーションへの活用に期待。東京科学大学（Science Tokyo） 総合研究院 AIコンピューティング研究ユニットの藤木 大地 准教授とJiale Yan（ジャロ・ヤン） ポスドク研究員（当時）らの研究チームは、大規模なグラフデータを効率的に処理できる新しいAIアクセラレーター「B...

神経細胞同士のつながりを担うシナプス結合が、睡眠時に一様に弱くなるのか、強くなるのか、これまで統一的な見解が得られていませんでした。コンピューターシミュレーションにより大規模な神経細胞ネットワークの活動を計算した結果、睡眠時のシナプス結合の強さは「睡眠時の神経活動量」と「シナプス学習則」との2つの要素によって決まることが明らかになりました。この結果により、睡眠時にシナプス結合が強くなる「睡眠学習」が生じる条件を理論的に予測することが可能になるため、睡眠と学習・記憶の関連性についてより深い理解が進むことが期待されます。JST 戦略的創造研究推進事業 E...

画像検索や文章検索において多様な検索を実現する新しい方式「LotusFilter」を開発しました。LotusFilterは非常に高速な方式（90万個のデータに対し0.02ミリ秒）であり、また世の中のさまざまな検索システムに簡単に組み込むことができます。ECサイトの検索結果の品質向上、生成AIへの情報読み込みの効率化、地震学における波形探索への応用といった、実社会での利用から他の学問分野における応用までに至る、さまざまな検索問題の品質を向上させる効果が期待されます。東京大学 大学院情報理工学系研究科の松井 勇佑 講師は、画像や文章の検索結果の多様性を向...

全身麻酔に用いられる吸入麻酔薬の作用機序は完全に解明されておらず、これまでに特定されていない標的分子の存在が示唆されていました。本研究により、吸入麻酔薬が1型リアノジン受容体と呼ばれるたんぱく質を活性化し、全身麻酔の導入に関与していることがマウスを用いた実験で分かりました。麻酔薬が作用する仕組みを正確に理解することは、より優れた麻酔薬や投与方法の開発につながる可能性があります。JST 戦略的創造研究推進事業 ERATOにおいて、東京大学 大学院医学系研究科 機能生物学専攻 システムズ薬理学分野の上田 泰己 教授（久留米大学 特別招聘教授 兼任）、金谷...

真核生物の祖先に最も近縁なプロメテ古細菌の一種であるヘイムダル古細菌から、カロテノイド色素を光捕集アンテナとして利用する、極めて高感度な光駆動水素イオンポンプたんぱく質「ヘイムダルロドプシン」を発見しました。ヘイムダル古細菌がヘイムダルロドプシンを用いて、高効率に太陽光のエネルギーを化学エネルギーに変換していることが示され、真核生物の出現へとつながるヘイムダル古細菌の生態の全く新しい一面が明らかとなりました。ヘイムダルロドプシンはルテインなどヒトにも豊富に存在するカロテノイド色素を利用することから、高感度で革新的な視覚再生医療や神経疾患の光治療法への応用が期待されます。...

細胞内のたんぱく質をゲノムDNAに結合した状態で抽出し（ChIP）、クライオ電子顕微鏡解析（CryoEM）により可視化するChIP-CryoEM法を確立しました。ChIP-CryoEM法により、ヒト細胞内のゲノムDNAをRNAに転写中のRNAポリメラーゼIIの立体構造を可視化することに成功しました。従来の知見を再確認するとともに、新規のRNAポリメラーゼII複合体を発見し、ゲノムDNA転写の新たな機構が明らかになりました。ChIP-CryoEM法をさまざまなたんぱく質に適用することで、遺伝子の転写のみならず、複製、修復、組み換えなどのDNA機能の制御に関する研究が加速し...

高活性なトランスポゾンを大腸菌ゲノムに導入することで構造変異の頻度を高め、ゲノム構造の進化を加速させることに成功しました。従来、数十年かけて観測されてきたゲノム構造の進化と同等の進化をわずか10週間で再現した上、新たなトランスポゾンの出現する過程まで観測できました。本技術のさらなる発展を通じて、共生細菌や病原性細菌が出現する進化過程の理解が進むほか、産業上重要な細菌の改良の高速化に貢献すると期待されます。東京大学 大学院総合文化研究科の金井 雄樹 特任助教（研究当時：東京大学 大学院理学系研究科 大学院生）と大学院理学系研究科の津留 三良 特任助教と...