全ゲノム解析で明らかになる日本人の遺伝的起源と特徴
理化学研究所（理研）生命医科学研究センター ゲノム解析応用研究チームの寺尾 知可史 チームリーダー（静岡県立総合病院 臨床研究部 免疫研究部長、静岡県立大学 薬学部ゲノム病態解析講座 特任教授）、劉 暁渓 上級研究員（研究当時：ゲノム解析応用研究チーム 研究員; 静岡県立総合病院 臨床研究部 研究員）、東京大学医科学研究所附属ヒトゲノム解析センター シークエンス技術開発分野の松田 浩一 特任教授らの共同研究グループは、大規模な日本人の全ゲノムシークエンス（WGS）[1]情報を分析し、日本人集団の遺伝的構造、ネアンデルタール人[2]およびデニソワ人[3]由来のDNAと病気の関連性、そしてゲノムの自然選択が影響を及ぼしている領域を複数発見しました。 本研究成果は、日本人集団の遺伝的特徴や起源の理解、さらには個別化医療[4]や創薬研究への貢献が期待されます。 今回、共同研究グループは、バイオバン
量子もつれの伝達速度限界を解明
理化学研究所（理研）量子コンピュータ研究センター 量子複雑性解析理研白眉研究チームの桑原 知剛 理研白眉チームリーダー（開拓研究本部 桑原量子複雑性解析理研白眉研究チーム 理研白眉研究チームリーダー）、ヴー・バンタン 特別研究員、京都大学 理学部の齊藤 圭司 教授の共同研究チームは、相互作用するボーズ粒子[1]系において量子もつれ[2]が伝達する速度の限界を理論的に解明しました。 本研究成果は、多数のボーズ粒子が相互に作用することで生じる量子力学的な動きを理解する上で新しい洞察を提供すると同時に、量子コンピュータ[3]を含む情報処理技術における根本的な制約を解明することにも寄与すると期待されます。 量子力学で現れる最も基本的な粒子であるボーズ粒子が相互作用を通じてどのくらいの速さで量子的な情報を伝達できるのか、という問題は長年未解決でした。 共同研究チームはリーブ・ロビンソン限界[4]と呼
アトピー性皮膚炎のかゆみ伝達機序を解明
理化学研究所（理研）生命医科学研究センター 組織動態研究チームの髙橋 苑子 研究員、落合 惣太郎 基礎科学特別研究員（研究当時、現 客員研究員）、岡田 峰陽 チームリーダーらを中心とした共同研究グループは、皮膚炎に伴うかゆみの伝達に、感覚神経における転写因子[1]STAT3[2]の活性化が重要な役割を果たしていることを発見しました。 本研究成果は、アトピー性皮膚炎などのかゆみに対する新たな治療法の開発に貢献すると期待されます。 今回、共同研究グループは、アトピー性皮膚炎のかゆみに深く関わるサイトカイン[3]IL-31[4]が、感覚神経に発現する受容体に作用することで、かゆみを引き起こしていることを実証しました。また、IL-31受容体の下流で、転写因子STAT3が活性化されることが、かゆみ誘導に重要であることを示しました。さらに、感覚神経のSTAT3は、実はIL-31受容体の発現や、かゆみ伝
蒸発するブラックホールの内部を理論的に記述
理化学研究所（理研）数理創造プログラムの横倉祐貴上級研究員らの共同研究チームは、量子力学[1]と一般相対性理論[2]を用いて、蒸発するブラックホールの内部を理論的に記述しました。 本研究成果は、ブラックホールの正体に迫るものであり、遠い未来、情報[1]を蓄えるデバイスとしてブラックホールを活用する「ブラックホール工学」の基礎理論になると期待できます。 近年の観測により、ブラックホールの周辺のことについては徐々に分かってきましたが、その内部については、極めて強い重力によって信号が外にほとんど出てこられないため、何も分かっていません。また、ブラックホールは「ホーキング輻射[3]」によって蒸発することが理論的に示されており、内部にあった物質の持つ情報が蒸発後にどうなってしまうのかは、現代物理学における大きな未解決問題の一つです。 今回、共同研究チームは、ブラックホールの形成段階から蒸発の効果を直
脳の基本単位回路を発見 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）脳科学総合研究センター局所神経回路研究チームの細谷俊彦チームリーダー、丸岡久人研究員らの研究チーム※は、哺乳類の大脳皮質[1]が単純な機能単位回路の繰り返しからなる六方格子状の構造を持つことを発見しました。 大脳はさまざまな皮質領野[2]に分かれており、それぞれ感覚処理、運動制御、言語、思考など異なる機能をつかさどっています。大脳は極めて複雑な組織なため、その回路の構造には不明な点が多く残っています。特に、単一の回路が繰り返した構造が存在するか否かは不明でした。 今回、研究チームは、大脳皮質に6層ある細胞層の一つである第5層をマウス脳を用いて解析し、大部分の神経細胞が細胞タイプ特異的なカラム状の小さなクラスター（マイクロカラム）を形成していることを発見しました。マイクロカラムは六方格子状の規則的な配置をとっており、機能の異なるさまざまな大脳皮質領野に共通に存在して
海馬から大脳皮質への記憶の転送の新しい仕組みの発見 | 理化学研究所
海馬から大脳皮質への記憶の転送の新しい仕組みの発見 －記憶痕跡（エングラム）がサイレントからアクティブな状態またはその逆に移行することが重要－ 要旨 理化学研究所（理研）脳科学総合研究センター理研-MIT神経回路遺伝学研究センターの利根川進センター長と北村貴司研究員、小川幸恵研究員、ディラージ・ロイ大学院生らの研究チーム※は、日常の出来事の記憶（エピソード記憶）が、マウスの脳の中で時間経過とともに、どのようにして海馬から大脳新皮質へ転送され、固定化されるのかに関する神経回路メカニズムを発見しました。 海馬は、エピソード記憶の形成や想起に重要な脳領域です。先行研究により、覚えた記憶は、時間経過とともに、海馬から大脳皮質に徐々に転送され、最終的には大脳皮質に貯蔵されるのではないかとのアイデアがありますが、大脳皮質への記憶の転送に関して、神経回路メカニズムの詳細はほとんど分かっていませんでした。
式が書ければ「京」が使える | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）計算科学研究機構コデザイン推進チームの村主崇行特別研究員らと、千葉大学の堀田英之特任助教、神戸大学の牧野淳一郎教授、京都大学の細野七月特任助教、富士通株式会社の井上晃マネージャーらの共同研究グループ※は、スーパーコンピュータ「京（けい）」[1]を用いて、数式のような簡潔な指示を書くだけでスーパーコンピュータでの計算に必要となる高度なプログラムを自動生成できるプログラミング言語「Formura」を開発しました。 スーパーコンピュータでの計算に必要となるプログラムはときに数十万行にも及び、作成やチューニングは大変困難です。一方で、原理的にはシミュレーションしたい自然現象とその離散化法[2]を指定すれば、プログラムは機械的に生成できます。しかし、プログラミングはシミュレーションとコンピュータ双方に深い知識が必要となる非常に高度な作業であり、多数の計算機を協調して動作させ
アトピー性皮膚炎モデルの原因遺伝子を解明 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
「アトピー性皮膚炎」は、日本を含めた先進国の乳幼児によくみられる炎症性皮膚疾患です。繰り返す“痒みの強い湿疹”と免疫グロブリン（IgE）の産生上昇などによる“アレルギー様反応”が問題です。遺伝要因と環境要因の複合によって発症すると考えられています。しかし、詳しい発症メカニズムは不明で、発症経過を忠実に再現するモデルマウスはこれまでに存在していませんでした。 理研の研究者を中心とした共同研究グループは、エチルニトロソウレアという「化学変異原」をマウスに投与し、ゲノムに変異を起こすことにより、突然変異マウスを作製しました。50家系、3,000匹のマウスの表現型解析の結果、アトピー性皮膚炎を自然発症するマウスを発見しました。このマウスは清潔な環境で飼育しても、生後8～10週間でアトピー性皮膚炎を発症し、段階を追った病状経過をたどりました。そのため、「多段階進行性アトピー性皮膚炎マウス（Spade
電気で生きる微生物を初めて特定 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所環境資源科学研究センター生体機能触媒研究チームの中村龍平チームリーダー、石居拓己研修生（研究当時）、東京大学大学院工学系研究科の橋本和仁教授らの共同研究チームは、電気エネルギーを直接利用して生きる微生物を初めて特定し、その代謝反応の検出に成功しました。 一部の生物は、生命の維持に必要な栄養分を自ら合成します。栄養分を作るにはエネルギーが必要です。例えば植物は、太陽光をエネルギーとして二酸化炭素からデンプンを合成します。一方、太陽光が届かない環境においては、化学合成生物と呼ばれる水素や硫黄などの化学物質のエネルギーを利用する生物が存在します。二酸化炭素から栄養分を作り出す生物は、これまで光合成か化学合成のどちらか用いていると考えられてきました。 共同研究チームは、2010年に太陽光が届かない深海熱水環境に電気を非常によく通す岩石が豊富に存在することを見出しました。そして、電
小保方研究ユニットリーダーが参加する「STAP現象の検証計画」の進め方 | 理化学研究所
平成26年4月1日に公表した「STAP現象の検証計画」に、小保方研究ユニットリーダーを参加させることを6月30日に決定し、7月2日にマスコミ向けのブリーフィングを実施しましたが、その時に使用した資料を掲載します。 小保方研究ユニットリーダーが参加する「STAP現象の検証計画」の進め方 検証用実験室について（2014年7月15日追加）
研究論文（STAP細胞）の疑義に関する調査中間報告について | 理化学研究所
要旨 独立行政法人理化学研究所（以下「研究所」）は、発生・再生科学総合研究センター（以下「CDB」）の研究員らがNature誌に発表した２篇の研究論文に関する疑義について、様々な指摘があることを真摯に受け止め、調査委員会を設置して調査を行ってきた。 調査は、現在も継続しており、最終的な報告にはまだしばらく時間を要するが、社会的な関心が高いことを踏まえ、調査委員会が調査を行ってきた６つの項目に対し、これまでの調査で得た結論及び調査継続中の事項について、中間報告を行うものである。 具体的な内容としては、以下の点となる。 ２つの調査項目については、調査の結果、データの取扱いに不適切な点はあったが、研究不正には当たらないと判定したこと 継続して調査が必要とした４つの項目があること なお、現在も継続している調査については、事実関係をしっかりと把握した上で結論を導く必要があり、結論を得た時点で速やかに
fast sqrt
高速根号計算 (fast sqrt algorithm) 概要: C言語のsqrt(float)より精度は若干劣るものの，2倍以上速いsqrtのalgorithm． ググって見つけた物が，非常に面白かったのでまとめておく．精度より速度が求められる場面で活躍する． 参考文献 [1] David Eberly, Fast Inverse Square Root (Revisited), http://www.geometrictools.com/Documentation/ FastInverseSqrt.pdf, 1/2002-. 実装 //---Algorithm float(IEEE754)用------ inline float t_sqrtF( const float& x ) { float xHalf = 0.5f * x; int tmp = 0x5F3759DF
404 Not Found | 理化学研究所
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カエルの合唱の法則を発見 | 理化学研究所
ポイント 音声可視化装置で発声のタイミングと位置を測定 観測した発声のタイミングと位置を数理モデルで解析 昆虫など夜行性で音声を発する動物の行動研究への応用に期待 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、日本全域に生息するニホンアマガエル（以下、アマガエル）の合唱には法則（パターン）があることを、音声可視化装置と数理モデルを利用して発見しました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）脳数理研究チームの合原一究基礎科学特別研究員と、京都大学情報学研究科の奥乃博教授、東京大学生産技術研究所の合原一幸教授らの共同研究グループによる成果です。 春になると、多くのアマガエルが水田で鳴き交わしているのを聞くことができます。しかし、アマガエル同士が、お互いに発声のタイミングを変化させながら、どのように影響を及ぼし合っているかは、個体ごとの発声のタイミングと位置の測定が難しいこともあって
光合成によるバイオプラスチックの生産効率で世界最高レベル達成 | 理化学研究所
ポイント 光合成だけでバイオプラスチックを生産、生産効率14％を達成 ラン藻に微生物由来の遺伝子を導入、糖類不要の培養液で育成が可能に バイオプラスチックの低価格化と環境負荷の低減に貢献 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）とマレーシア科学大学（オマール・オスマン副学長）は、ラン藻[1]に微生物の遺伝子を導入し、光合成だけで高効率にバイオプラスチック[2]を生産することに成功しました。これは、理研環境資源科学研究センター（篠崎一雄センター長）バイオマス工学連携研究部門合成ゲノミクス研究チームの松井南チームリーダーと、マレーシア科学大学生物学部スーディッシュ・クマール教授らの共同研究グループによる成果です。 石油を原料とした製品の生産や消費の過程で大量に排出される二酸化炭素（CO2）は、地球温暖化をもたらす要因とされ、世界規模での排出量削減が課題になっています。環境負荷の少ない社会を構
2013年、世間を沸かせた研究成果 | 理化学研究所
がん抗原を認識するT細胞からiPS細胞を作製、さらにこのiPS細胞から抗がん能力をもつ大量の元気なT細胞を取り作り出すことに成功しました。iPS細胞を利用することで、がんに対する免疫療法が劇的に変わる可能性が出てきました。 ヘビースモーカーの方から「長時間のフライトでもタバコは我慢できるけど、着陸後に吸えると思うと落ち着かなくなる」ということを聞きます。これは、体内のニコチン欠乏のせいだけでなく、欲求行動に関わる脳活動の影響を強く受けているからだそうです。今回、「喫煙欲求が脳のどこでどう行われるのか」、その脳活動に関わる脳内の2つの部位が特定されました。
「京（けい）」を使い10兆個の結合の神経回路のシミュレーションに成功 | 理化学研究所
ポイント ドイツと日本の共同チームによる「京」の全システムを使ったシミュレーション 従来のシミュレーションを神経細胞数で6%、シナプス数で16%上回る ヒトの脳全体の本格的なシミュレーションに向けたハードとソフトの開発に貢献 概要 理化学研究所（理研、野依良治理事長）、ユーリッヒ研究所[1]（アヒム・バッケム所長）、沖縄科学技術大学院大学[2]（OIST、ジョナサン・ドーファン学長）は、2013年7月にスーパーコンピュータ「京（けい）」[3]の全計算ノード82,944個（約70万個のCPUコア）を使用した、17億3,000万個の神経細胞が10兆4,000億個のシナプスで結合された神経回路のシミュレーションに成功し、ヒト脳の神経回路の全容解明に向けた第一歩を踏みだしました。これは、理研が代表機関となっている「HPCI戦略プログラム 戦略分野1：予測する生命科学・医療および創薬基盤」を中心とし
Study
study top 勉強した事・覚えた事を比較的よく忘れるので，自分のための覚え書きです． 以下のリンクに含まれる、説明、図、ソースコードなど、講義やレポートに使えるものがあれば、好きなように使ってください。 ソースコードは一通りテストしていますがバグ等あると思います。使う場合は自己責任でお願いします。 Visual Studio 2010に関するメモ --VisualStudio memo 1 CLAPACKをつかう --VisualStudio memo 2 OpenMPでfor文を並列化 --VisualStudio memo 3 CImageでJpegとかをよむ --VisualStudio memo 4 BundlerでImage based 3D modelingとか --VisualStudio memo 5 CDC::SetPixelが遅いのを何とかする
スーパーコンピュータ「京」でHPCチャレンジ賞 3部門の第1位を獲得 | 理化学研究所
スーパーコンピュータ「京」でHPCチャレンジ賞 3部門の第1位を獲得 －スパコンの総合的な性能を評価するベンチマークで昨年に続き高性能を実証 － 理化学研究所（野依良治理事長）、筑波大学（山田信博学長）、および富士通株式会社（山本正已代表取締役社長）は、スーパーコンピュータ「京（けい）」※1で測定した、スパコンの総合的な性能を評価するHPCチャレンジベンチマーク※2の実測結果により、2012年「HPCチャレンジ賞※3」の4部門中3部門で第1位を獲得しました。米国・ソルトレークシティで開催中のHPC（ハイパフォーマンス・コンピューティング：高性能計算技術）に関する国際会議「SC12」で現地時間13日（日本時間14日）、発表されました。HPCチャレンジ賞で第1位を獲得したのは、①大規模な連立1次方程式を解く演算速度②多重負荷時のメモリアクセス速度③高速フーリエ変換の総合性能 の3部門です。京は
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