カマキリを操るハリガネムシ遺伝子の驚くべき由来
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター 染色体分配研究チームの三品 達平 基礎科学特別研究員（研究当時、現 客員研究員）、京都大学 生態学研究センターの佐藤 拓哉 准教授、国立台湾大学の邱 名鍾 助教、大阪医科薬科大学 医学部の橋口 康之 講師（研究当時）、神戸大学 理学研究科の佐倉 緑 准教授、岡田 龍一 学術研究員、東京農業大学 農学部の佐々木 剛 教授、福井県立大学 海洋生物資源学部の武島 弘彦 客員研究員らの国際共同研究グループは、ハリガネムシのゲノムにカマキリ由来と考えられる大量の遺伝子を発見し、この大規模な遺伝子水平伝播[1]がハリガネムシによるカマキリの行動改変（宿主操作[2]）の成立に関与している可能性を示しました。 本研究成果は、寄生生物が系統的に大きく異なる宿主の行動をなぜ操作できるのかという謎を分子レベルで解明することに貢献すると期待されます。 自然界では、寄生
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
110歳以上の超長寿者が持つ特殊なT細胞
理化学研究所（理研）生命医科学研究センタートランスクリプトーム研究チームの橋本浩介専任研究員、ピエロ・カルニンチチームリーダーと慶應義塾大学医学部百寿総合研究センターの広瀬信義特別招聘教授（研究当時）らの共同研究グループは、スーパーセンチナリアン（110歳以上）が特殊なT細胞[1]である「CD4陽性キラーT細胞[1]」を血液中に多く持つことを発見しました。 本研究成果を通して免疫と老化・長寿との関係を理解することで、免疫の老化を予防し、健康寿命の延伸に貢献することが期待できます。 今回、共同研究グループは、110歳に到達した超長寿者であるスーパーセンチナリアン7人と50～80歳の5人から直接採血を行い、血液中に流れる免疫細胞を1細胞レベルで解析しました。その結果、スーパーセンチナリアンでは、免疫システムの司令塔の役割を果たすT細胞の構成が50～80歳と比べて大きく変化していることが分かりま
水に特有の物理的特性の起源を解明 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）放射光科学総合研究センター ビームライン開発チームの片山哲夫客員研究員（高輝度光科学研究センターXFEL利用研究推進室研究員）、ストックホルム大学のキョンホァン・キム研究員、アンダース・ニルソン教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）[1]施設SACLA[2]を利用し、過冷却状態[3]にある水（H2O）の構造を捉えることに成功しました。 水は生命に不可欠な液体ですが、その挙動に関する理解は不完全です。例えば、温度を下げていくときの密度、熱容量[4]、等温圧縮率[5]といった熱力学的な特性の変化は、水と他の液体とでは逆の挙動を示します。そのため、水の熱力学的な特性については長年議論されており、いくつかの仮説が提唱されています。そのうちの一つが、水には密度の異なる二つの相があり、その間を揺らいでいるという仮説です。しかし、温度を0℃未満に下げた
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。
乱雑さを決める時間の対称性を発見 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）理論科学連携研究推進グループ分野横断型計算科学連携研究チームの横倉祐貴基礎科学特別研究員と京都大学大学院理学研究科物理学宇宙物理学専攻の佐々真一教授の共同研究チームは、物質を構成する粒子の“乱雑さ”を決める時間の対称性[1]を発見しました。 乱雑さは、「エントロピー[2]」と呼ばれる量によって表わされます。エントロピーはマクロな物質の性質をつかさどる量として19世紀中頃に見い出され、その後、さまざまな分野に広がりました。20世紀初頭には、物理学者のボルツマン、ギブス、アインシュタインらの理論を踏まえて「多数のミクロな粒子を含んだ断熱容器の体積が非常にゆっくり変化する場合、乱雑さは一定に保たれ、エントロピーは変化しない」という性質が議論されました。同じ頃、数学者のネーターによって「対称性がある場合、時間変化のもとで一定に保たれる量（保存量）が存在する」という定理が証
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
404 Not Found | 理化学研究所
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ゲノム解読から明らかになったカメの進化 | 理化学研究所
ゲノム解読から明らかになったカメの進化 －カメはトカゲに近い動物ではなく、ワニ・トリ・恐竜の親戚だった－ ポイント カメの祖先はワニ・トリ・恐竜のグループと約2億5千万年前に分かれ進化 特異な形態を持つカメも脊椎動物の「基本設計」を守りながら進化 爬虫類で初めて哺乳類に匹敵する数の匂い受容体を発見、陸上動物最多クラス 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、カメ類2種（スッポンとアオウミガメ）のゲノム解読を行った結果、カメの進化の起源と甲羅の進化に関して遺伝子レベルの知見を得ることに成功しました。これは、理研発生・再生科学総合研究センター（竹市雅俊センター長）形態進化研究グループの倉谷滋グループディレクターと入江直樹研究員、中国ゲノム研究機関BGI、英国ウェルカムトラストサンガー研究所、欧州バイオインフォマティクス研究所らをはじめとする国際共同研究グループによる成果です。 爬虫（はち
窒素分子の切断と水素化を常温・常圧で実現
ポイント 常温・常圧で窒素分子の窒素－窒素結合を切断、窒素－水素結合を生成 水素と窒素とチタン化合物のみで反応、特殊な試薬は不要 窒素と水素から省エネルギーでアンモニアを合成できる可能性 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、新たに合成した多金属のチタンヒドリド化合物[1]に窒素分子（N2）を常温・常圧で取り込ませ、窒素－窒素結合を切断し、窒素－水素結合の生成（水素化）を引き起こすことに成功しました。この成果は、従来に比べ、少ないエネルギーでアンモニア（NH3）[2]を合成できる手法の開発につながります。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）先進機能触媒研究グループの侯召民（コウ ショウミン）グループディレクター、島隆則上級研究員、胡少偉（フー シャオウェイ）特別研究員、亢小輝（カン シャオフイ）国際プログラムアソシエイト、中国大連理工大の羅一（ルー イー）教授
環状ｍRNAを用いてエンドレスなタンパク質合成に成功 | 理化学研究所
ポイント 終止コドンの無い環状mＲＮＡを考案、リボゾームが永久的にタンパク質合成 タンパク質合成効率は、直鎖状mＲＮＡに比べて200倍アップ 新しい長鎖タンパク質合成法として期待 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）は、大腸菌が通常持っているタンパク質合成過程において、タンパク質合成終了の目印となる終止コドン[1]を除いた環状のメッセンジャーRNA（mRNA）[2]を鋳型に用いてエンドレスにタンパク質合成反応を起こすことに成功しました。通常の直鎖状RNAを鋳型とするタンパク質合成反応に比べ、反応の効率は200倍に増大しました。これは、理研伊藤ナノ医工学研究室 阿部洋専任研究員、阿部奈保子技術員、伊藤嘉浩主任研究員、佐甲細胞情報研究室 廣島通夫研究員(理研生命システム研究センター 上級研究員)、佐甲靖志主任研究員、北海道大学薬学部 丸山豪斗大学院生(ジュニアリサーチアソシエイト)、松田彰教授
夕方の遺伝子発現の仕組みと役割を初めて解明 | 理化学研究所
ポイント Cry1遺伝子の夕方の発現は昼と夜の発現制御の組み合わせで生成 Cry1遺伝子が昼に発現すると体内時計は弱くなり、夜に発現すると遅くなる 体内時計の転写ネットワークは単純な2つの歯車の組み合わせで成り立つと提唱 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、体内時計のリズムを生み出す転写ネットワーク※1の基本的な作動メカニズムを明らかにしました。これまで重要と考えられてきた夕方の遺伝子発現の仕組みを解明し、体内時計の転写ネットワークの動作原理が“遅れを持った負のフィードバック※2”であることを明らかにしました。理研発生・再生科学総合研究センター（竹市雅俊センター長）システムバイオロジー研究プロジェクトの上田泰己 プロジェクトリーダー、鵜飼‐蓼沼磨貴 テクニカルスタッフおよび山田陸裕 基礎科学特別研究員と、米国・メンフィス大のアンドリュー・リウ（Andrew C. Liu）教
動きがのろい冷反水素原子を38個も磁気瓶に閉じ込める！ | 理化学研究所
動きがのろい冷反水素原子を38個も磁気瓶に閉じ込める！ －物質と反物質の違いを知る手がかりとなる冷反物質研究が新段階に－ ポイント 反水素原子の原材料となる反陽子と陽電子を閉じ込める八重極磁気瓶を開発 磁気瓶内で冷たい反水素原子が生まれ、その消滅現象から反水素原子の捕捉を確認 反水素原子の性質を精密に見極めるレーザー分光実現に大きな一歩 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、8カ国からなる国際共同研究グループ※1と共同で、欧州原子核研究所（CERN）の反陽子減速器を使って極低温の反水素原子※2を生成し、新たに開発した磁気瓶に38個も閉じ込めることに成功しました。理研基幹研究所（玉尾皓平所長）山崎原子物理研究室のダニエル デ ミランダ シルベイラ（Daniel de Miranda Silveira）客員研究員、山崎泰規上席研究員らの研究成果です。 ビッグバンから始まったと考え
固体表面上の分子1つ1つの性質を調べる新手法を確立 | 理化学研究所
ポイント 走査型トンネル顕微鏡によって誘起される分子の運動・反応の様子を理論的に予測 実験データと理論予測を比べ、「分子の指紋」の情報を読み取る アクションスペクトル測定で固体表面上の分子1つ1つがどんな分子であるかを判別 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、走査型トンネル顕微鏡（STM）※1によって誘起される分子の運動・反応の様子を予測する理論を整備し、固体表面上の分子1つ1つの性質を示す「分子の指紋」を調べる手法を世界で初めて確立しました。これは、理研基幹研究所（玉尾皓平所長）表面化学研究室の本林健太研修生、川合真紀元主任研究員（現理事）、Kim表面界面科学研究室の金有洙准主任研究員、国立大学法人富山大学工学部の上羽弘教授らによる研究成果です。 シリコンに代わる次世代デバイスの1つとして、単一分子を構成要素として用いる「分子ナノデバイス」が提案されています。分子ナノデバ
次世代スーパーコンピュータの愛称は「京（けい）」と決定 | 理化学研究所
次世代スーパーコンピュータの愛称は「京（けい）」と決定 ―１０ぺタを表し、京速（けいそく）コンピュータとしてなじみがあることなどが選考の理由― 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）が開発の実施主体となって推進している次世代スーパーコンピュータ（以下、次世代スパコン）のシステムの愛称を「京（けい）」と決定しました。 「京」は、開発目標性能の10ペタを表す万進法※の単位で、ほかの科学技術分野の名称・愛称に多く用いられているものと重複がなく、「単位」で表現するという新規性を評価しました。「京」はもともと大きな門を表し、「計算科学の新たな門」にもつながり、歴史と未来が同居する言葉といえます。次世代スパコンは、すでに計算科学のコミュニティでは京速（けいそく）のコンピュータとしてなじみがあるだけでなく、日本人は漢字に意味を込め、語呂や響きを大切にすることから、｢京｣を選定しました。漢字一文字とシ
フラーレンの機能制御、応用開発に新たな道を拓く－ リチウムイオンを内包したC60フラーレンの大量合成と単結晶構造決定に世界で初めて成功－（プレスリリース） — SPring-8 Web Site
フラーレンの機能制御、応用開発に新たな道を拓く－ リチウムイオンを内包したC60フラーレンの大量合成と単結晶構造決定に世界で初めて成功－（プレスリリース） 名古屋大学の澤博教授、西堀英治准教授、青柳忍助教の研究グループは、名大 篠原久典教授の研究グループ、東北大学飛田博実教授の研究グループ、株式会社イデアルスター、高輝度光科学研究センター、理化学研究所との共同研究によって、大型放射光施設SPring-8の単結晶構造解析ビームライン（BL02B1）を用いて、新開発の手法で大量合成（従来の数百万倍）及び精製（高純度化）されたリチウムイオン(Li)を内包した球状分子C60フラーレン（Li@C60）の単結晶構造決定に世界で初めて成功しました。 名古屋大学（以下「名大」という）（総長 濵口道成）の澤博教授、西堀英治准教授、青柳忍助教の研究グループは、名大 篠原久典教授の研究グループ、東北大学飛田博実
歪み単結晶に照射したX線が、巨大な横ずれを引き起こす現象を観測 | 理化学研究所
歪み単結晶に照射したX線が、巨大な横ずれを引き起こす現象を観測 －結晶歪みというミクロな原子配列の乱れが、X線をmmレベルも横ずれさせる－ ポイント シリコン単結晶を歪ませ、ブラッグ角近傍でX線の横ずれを観察 2006年の「巨大な横ずれ現象」の理論予言を実証 発見した横ずれ現象を利用して、高速光科学用のスイッチング素子へと応用可能に 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、歪ませたシリコンの単結晶に、大型放射光施設SPring-8※1が発するX線（波長が0.08nm：1nmは10-9m）を照射すると、照射角度がブラッグ角※2の近傍では、X線が5mmにも及ぶ巨大な横ずれ現象を引き起こすことを、実験的に初めて観察しました。これは、理研放射光科学総合研究センター（石川哲也センター長）放射光イメージング利用システム開発ユニットの香村芳樹ユニットリーダー、石川哲也主任研究員とX線自由電子
「多能性幹細胞」iPS細胞から免疫治療に「役に立つ」リンパ球を作製 | 理化学研究所
「多能性幹細胞」iPS細胞から免疫治療に「役に立つ」リンパ球を作製 －抗がん効果を発揮するNKT細胞だけを作ることに世界で初めて成功－ ポイント NKT細胞から遺伝子再構成が完了したiPS細胞を作ることに世界で初めて成功 NKT細胞から作ったiPS細胞から、NKT細胞だけを大量産生 マウス実験の成功で、患者の体内にNKT細胞を戻す、がんの根本治療に確かな道 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、マウスの成熟したリンパ球で、抗がん効果を発揮するナチュラルキラーT（NKT）細胞※1からiPS細胞※2を作製し、そのiPS細胞からNKT細胞だけを大量に作り出すことに世界で初めて成功しました。理研免疫・アレルギー科学総合研究センター（谷口克センター長）免疫器官形成研究グループの古関明彦グループディレクターと免疫制御研究グループの谷口克グループディレクターと渡会浩志上級研究員らによる成果
出来損ないタンパク質を分解する酵素「PNGase」の新機能を発見 | 理化学研究所
出来損ないタンパク質を分解する酵素「PNGase」の新機能を発見 －ショウジョウバエPNGaseに、発生・生殖を制御する生理機能を見いだす－ ポイント ショウジョウバエのPNGaseオルソログタンパク質であるPnglの生理機能を解析 Pngl遺伝子に変異を起こすと、発生に異常を生じ、生殖にも影響 Pnglに、脱糖鎖活性とは異なる重要な機能が存在し、その機能は進化的に保存 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、実験動物として広く用いられているショウジョウバエを使って、真核細胞の細胞質に広く存在する「細胞質ペプチド:N-グリカナーゼ（PNGase）※1」が、これまで知られる脱糖鎖活性とは別の、生存にかかわる重要な生理機能を持つことを発見しました。これは、理研基幹研究所（玉尾皓平所長）糖鎖代謝学研究チームの鈴木匡チームリーダーと船越陽子 元研究員(現SBIバイオテック株式会社 研究
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