クロール泳においてバタ足が生み出す水の流れを可視化し、バタ足がどのように水中を進む力を生み、姿勢を安定させているのかを分析しました。その結果、左右の足が作る上下方向の渦が、前進を助けるだけでなく、体のぐらつきを抑えていることも確認され、バタ足の役割が科学的に示されました。　水の中を速く泳ぐためには、手だけでなく足の動きも大きな役割を果たします。バタフライ泳で使われる「ドルフィンキック」については多くの研究が行われており、足の動きによって三次元的な渦が生じ、それが推進力につながることが知られています。しかしながら、クロール泳で使われる「バタ足」は、左右の足を交互に動かすために水の流れ...

高温の温泉環境から、自己複製する未知の環状RNAを発見しました。これまで、高温の環境では直鎖型ゲノムを持つRNAウイルスのみが見つかっていましたが、今回はそれとは異なる環状RNAの複製体を見いだしました。このことは、高温極限環境にも多様な自己複製RNAが存在することを示すものです。　生物の多くはDNAを遺伝情報として持ちますが、RNAを遺伝情報として自己複製する因子も知られており、ウイルスやウイロイド（ウイルスよりも小さい感染性RNA分子）などがその例です。これらは生命の起源や進化を考える上でも重要な存在とされていますが、どのような環境にどのような種類の自己複製RNAが存在するのか...

軽症頭部外傷後に、脳脊髄液の微細な動きが脳の部位ごとに異なる形で変化する可能性を示しました。特殊なMRI技術を用い、従来捉えにくかった脳脊髄液の微細な動きを非侵襲的に初めて評価しました。本手法は、外傷後の脳の状態や認知機能との関係を理解するための新しい知見を与えると期待されます。　脳の中には脳脊髄液という液体があり、脳を守ったり、不要な老廃物を外に出したりする重要な役割を持っています。この液体は常にわずかに動いており、その動きが脳の健康に関係していると考えられています。しかし、特に軽い頭のケガ（軽症頭部外傷）の後に、この液体の動きがどのように変化するのかは、これまでほとんど分かって...

ダンゴムシは、飼育する時に虫かごに石を入れるとよいことが知られています。異なる種類の鉱物を与えて飼育した結果、ダンゴムシは食べた鉱物をそのまま殻にするのではなく、体内で鉱物の構造を作り替えていることを発見しました。生物が鉱物の構造を制御して利用する仕組みの理解につながる成果です。　甲殻類や貝類など多くの生物は、炭酸カルシウムなどの鉱物を利用して硬い外骨格を形成しています。このように生物が体内で鉱物を作る現象は「生体鉱物化（biomineralization）」と呼ばれ、生物材料科学や進化生物学の分野で重要な研究テーマとなっています。　ダンゴムシの外骨格（背殻）は、炭酸カ...

データサイエンスは、数学やコンピュータサイエンスとさまざまな応用分野が重なる比較的新しい学問分野です。データサイエンス教育において、受講生の興味に合わせた応用例を提示したり、受講生から集めたデータを受講生自身に解析させたりすることで、学習効果を高められることが分かりました。　データサイエンスは、技術の発展によって計測できるようになったさまざまなデータを数学やコンピュータを活用して解析することで、自然界や社会のことをより深く理解し、適切な行動を導き出す学問分野です。2010年代以降、理工系や医学だけに留まらず、社会科学や人文学、スポーツ、芸術も含む幅広い分野でデータが取得できるように...

無糖の強炭酸水を飲みながら3時間のeスポーツを行うと、真水摂取時より疲労感が抑えられ、楽しさが高まりました。また、認知疲労（判断力低下）と瞳孔径の縮小が防がれ、プレー中の反則も抑えられました。糖分やカフェインに頼らない脳疲労対策として、強炭酸水の活用が期待されます。　長時間のeスポーツは、実行機能の低下と瞳孔収縮を伴う認知疲労を誘発します。その対策の一つとしてカフェインや糖分を含む飲料が用いられますが、それらの常用には健康上の懸念もあります。一方、炭酸水は糖分やカフェインがなくでも、咽頭の感覚刺激を介して脳幹に作用し、実行機能を担う前頭前野に投射する神経活動を高める可能性が報告され...

ノンアル飲料の提供は飲酒量の減少に有効な手段として指摘されています。本研究では、1ケースのみの単回提供であっても短期的に飲酒量を減少させる効果が確認されました。これにより、低コストかつ職域にも導入しやすい減酒支援策となる可能性が示されました。　過剰なアルコール摂取は世界的な課題の一つで、国連の持続可能な開発目標（SDGs）にも含まれています。働く世代は特に飲酒率が高く、過度な飲酒は労働生産性の低下にも寄与することから、職域での減酒対策が重要です。過剰な飲酒量を減らすための対策として、アルコールテイスト飲料、いわゆるノンアルコール飲料（以下、ノンアル飲料）の利用が挙げられます。本研究...

食中毒原因菌のサルモネラは、免疫細胞のマクロファージの内部でアルギニン脱炭酸酵素を発現して酸性環境に対応します。今回、この酵素遺伝子のmRNAの非翻訳領域から生成されたsmall RNAがサルモネラの代謝に関与する複数のmRNAと塩基対を形成し、その発現を制御することを発見しました。　生物の遺伝情報であるDNAの塩基配列はmRNAに転写され、その情報を基にタンパク質が翻訳される。1958年にクリックが提唱したこのセントラルグマにおいて、mRNAは単に遺伝情報の鋳型としてみなされてきました。しかしその後、mRNAが小さなRNA（small RNA）を生み出し、他のmRNAと塩基対を形...

競泳選⼿における⽔中ドルフィンキックの動作が2種類の協調パターンで構成されていることを⾒いだしました。また、速く泳ぐ選⼿では、腕・体幹・⼤腿の協調パターンが特徴的であり、⼤腿の動きに対して肩関節や体幹下部を⼤きく動かして上半⾝を⽔平に保っていることが分かりました。　⽔中ドルフィンキックは下肢のキック動作のみで進む潜⽔泳法で、⿂類や⽔棲哺乳類のように⾝体を滑らかにうねらせることで泳ぐ速度を効率よく⾼めることができます。しかし、⼈間の⾝体構造はこのようなうねり動作に適応していないため、⽔中ドルフィンキックのパフォーマンスを向上させるには⾼度な運動技能を獲得することが必要です。...

世界保健機関（WHO）は障がい者の包括的な社会参加を評価するための指標（CBR Indicators）を開発しています。医療・教育・生計・社会・エンパワーメントの5要素で構成される指標を英語から日本語に翻訳し、その信頼性と妥当性を確認した結果、日本の文脈でも使用できることを示しました。　世界保健機関（WHO）は、障がいのある人が地域の中で生活し社会に参加できる地域を開発するための実践的なアプローチとしてCommunity-Based Rehabilitation（CBR）を提唱してきました。CBRは「保健・教育・生計・社会・エンパワーメント」の5領域からなります。これまでに100カ...

集団内の遺伝的多様性情報を考慮して種の過去～現在の分布移動を推定する新しい解析手法を開発しました。また、これを用いて、インド・西ガーツ山脈を起源とする、世界で最も価値の高い香辛料であるクロコショウの最終氷期最盛期から現在までの分布移動の歴史を高解像度に明らかにしました。　過去の気候変動は種の分布および遺伝構造形成に大きく影響を与えてきました。これまで、種の分布変遷史は古生態学、植生学、集団遺伝学や系統地理学的手法により評価されており、その手法として、特にこの15年ほどは、種の現在の分布情報と過去～現在の気候変数（気温、降水量など）を用いて種の分布適地を推定する種分布モデルが広く用い...

ハロ（光輪）と呼ばれる偽像の発生を抑制できる外部アポダイズド位相差顕微鏡を用い、核やミトコンドリアなどの細胞小器官を高精細に観察し、その動きや配置、形の制御が高い安定性をもつことを解明しました。また、構成成分が未解明の生体分子凝縮体様構造体を非標識で観察することにも成功しました。　細胞の中には、遺伝情報を蓄える核や、生命活動に必要なエネルギーを生み出すミトコンドリアなど、さまざまな構造体（オルガネラ）が存在しています。これらのうち、核やミトコンドリアは脂質膜に包まれた「膜性オルガネラ」ですが、膜を持たず分子の集合によって形成される「非膜性オルガネラ」も知られています。こうした「細胞...

脊椎動物では骨にカルシウムが蓄えられていますが、ショウジョウバエを用いた研究により、骨を持たない動物においても、カルシウム貯蔵に特化した器官が存在すること、そしてカルシウムが不足した際にホルモンを介してカルシウムを放出する内分泌システムが存在することを見いだしました。　カルシウムは、筋収縮や神経活動など、動物の生存にとって不可欠な生理機能を担うミネラルです。脊椎動物では、副甲状腺ホルモン（PTH）をはじめとするホルモンが、カルシウム貯蔵庫である骨からのカルシウム放出を制御し、血中カルシウム濃度を維持しています。しかし、昆虫など骨を持たない無脊椎動物の体内でのカルシウム濃度調節の仕組...

子どもに対する糖尿病教育において、教材として漫画を用いた場合、講義と同じように糖尿病に対する知識や予防のための運動量を増やせることが分かりました。また、漫画を読むことは「満足」と感じやすく、その気持ちが行動の変化につながることも明らかになりました。　糖尿病は、子どもから大人まで広く見られる病気であり、小児期での適切な知識や生活習慣の獲得がとても大切です。しかし、「糖尿病は怠け者の病気」「インスリンを使うと動かない方が良い」などの誤解も多く、分かりやすく正しい知識を提供する工夫が必要です。本研究では、糖尿病をテーマにしたオリジナル漫画を作り、これを使った教育の効果を調べました。茨城県...

宇宙初期のダークマターの分布や水素ガスの状態を理論計算で精密に再現し、当時の水素から放出された電波に、ダークマターの特性を示す"指紋"が刻み込まれていることを解明しました。月面など大気圏外に電波天文台を設置し、全天から届くこの電波を観測すれば、ダークマターの正体に迫れます。　私たちの宇宙は138億年前にビッグバンと呼ばれる灼熱の状態で誕生しました。その後、宇宙はいったん暗闇にとざされ、光輝く天体が誕生するまで「暗黒の時代」が続きます。暗黒時代の宇宙には、ダークマターとうっすらとした水素ガスが漂っていたと考えられています。まだ観測はされていませんが、このうっすらと漂っていた水素の原子...

シンチレータは放射線のエネルギーを光に変換する物質です。その一つである、Eu（ユウロピウム）添加CaF2結晶にα線を照射すると、X線を照射したときよりも長い波長の光が多く発生することを世界で初めて発見しました。これにより、波長を使って放射線の種類を識別できる可能性があります。　シンチレータは放射線のエネルギーを光へ変換する物質で、医療やセキュリティなど幅広い分野で利用されています。中でもEu（ユウロピウム）添加CaF2（フッ化カルシウム）結晶は、高い発光量（約2万光子/MeV）を示し、優れた光学的透明性と化学的安定性を備えたシンチレータで...

英文を読んでいる際、特定の単語につまずいたり、読み戻ったりすることがあります。本研究では、英文読解中の視線計測データを利用して、単語の長さ、頻度、予測しやすさのうち、どれが英文読解中の単語処理において最も重要となるのかを明らかにしました。　文章を読んでいると、ある単語で読みが止まったり、後から読み戻ったりすることがあります。読解中の眼球運動を記録する視線計測を用いた研究では、単語の「長さ」「頻度」「文脈からの予測しやすさ」が英文読解中の単語処理に影響を与える三大要因であるとされてきました。これらの要因は英語を母語としない読み手にも影響を与えることが知られていますが、そのうちどれが最...

大人の脳ではごく少数のニューロンしか生まれ変わりません。そのうちのわずか3個が、レム睡眠中に、記憶の定着に重要な働きをすることを明らかにしました。また、その過程において、脳内にある他の細胞とシンクロして活動することが重要であることを、世界ではじめて示しました。 　本研究は、「なぜ睡眠中に記憶が定着するのか？」という問いに対し、脳内で実際に何が起きているのかを明らかにしたものです。特に注目したのは、記憶形成に関わる海馬に存在し、大人になってからも生まれる「新生ニューロン」です。これらはアルツハイマー病で著しく減少することからも、記憶との深い関係が示唆されてきましたが、その具体的...

知的発達症や自閉スペクトラム症などの神経発達症のある児童・生徒が運動する際に、体育館の床全面に児童・生徒のペースに応じた「動くペースメーカー」を投影すると、道順の理解や走るペースが改善できることを見いだしました。これにより、認知特性に応じた運動サポートの新たな可能性を示しました。　シャトルラン（往復持久走）は、一定の距離を行き来して体力を測るテストで、文部科学省の新体力テストとしても採用され、多くの学校で体力づくりの一環として行われています。しかし、神経発達症（知的発達症や自閉スペクトラム症）のある生徒にとっては、「どこまで走ればいいか」「いつ折り返せばいいか」「自分のペースをどう...

パラオ共和国の海水湖で採集されたサンプルから、真核生物の系統の一つCRuMs（クルムス）に属する新種の単細胞生物を発見し「Glissandra oviformis」と命名しました。また、この生物の構造を電子顕微鏡で観察したところ、CRuMsに属する他の生物と共通する形態的な特徴が明らかになりました。　原生生物（動物・陸上植物・菌類を除く真核生物）は、真核生物の系統樹の大部分を構成しているため、真核生物の進化を理解する上で、それらの多様性の解明は重要な鍵となります。しかし、微小であることや培養の難しさから、その理解は依然として不十分です。　本研究では、パラオ...

2025年3月にミャンマーで発生した大地震の震源過程を、破壊の進行方向や断層形状を仮定せず柔軟に解析する新手法（ポテンシー密度テンソルインバージョン法）で解析し、断層に沿って南北の2方向へ行ったり来たりする非対称で高速な破壊成長様式を有する極めて複雑な震源過程を明らかにしました。　2025年3月28日、ミャンマー中部マンダレーにおいてモーメントマグニチュード（Mw）7.7の大地震（2025年ミャンマー地震、以下ミャンマー大地震）が発生し、地震による強い揺れによりミャンマーおよび周辺国に多くの被害をもたらしました。余震分布は震源から南側に広がっており、ミャンマー大地震は震源から南方向...