日本IBMは7月30日、東京大学医科学研究所(東大医科研)と日本IBMが「Watson Genomic Analytics」(ワトソン・ジェノミック・アナリティクス)を活用して先進医療を促進するための、新たながん研究を開始すると発表した。「Watson Genomic Analytics」の利用は、北米以外の医療研究機関では初だという。がん細胞のゲノムには数千から数十万の遺伝子変異が蓄積しており、それぞれのがん細胞の性質は変異の組み合わせによって異なっているという。そこで、がん細胞のゲノムに存在する遺伝子変異を網羅的に調べることで、その腫瘍特有の遺伝子変異に適した治療方法を見つけ、効果的な治療法を患者に提供することが可能となるという。インターネット上には、がん細胞のゲノムに存在する遺伝子変異と関連する研究論文や、臨床試験の情報など膨大な情報があり、東大医科研では、「Watson Genomic Analytics」の活用により、特定された遺伝子変異情報を医学論文や遺伝子関連のデータベース等の、構造化・非構造化データとして存在する膨大ながん治療法の知識体系と照らし合わせる。そして「Watson Genomic Analytics」は科学的に裏付けられたエビデンスと共に、有効である可能性を持った治療方法を提示するという。今回のがん研究では東大医科研が有するスーパーコンピュータ「Shirokane3」と、クラウド基盤で稼働する「Watson Genomic Analytics」が連携し 、研究を進めていくためのビッグデータ解析基盤とする。また、 将来的には臨床応用への可能性を検証していくという。
2015年07月30日東京大学医科学研究所(東大医科研)と日本アイ・ビー・エム(日本IBM)は7月30日、「Watson Genomic Analytics」を活用して個別化医療を促進するための新たながん研究を開始すると発表した。北米以外の医療研究機関で「Watson Genomic Analytics」を利用するのは初めて。患者ごとのがんに合った治療を提供する個別化医療を実現するためには、全ゲノム・シークエンシングによって得られる、ゲノム情報を解析する必要がある。また、インターネット上にはがん細胞のゲノムに存在する遺伝子変異と関連する研究論文や、臨床試験の情報など膨大な情報が存在する。こうしたビッグデータを「Watson」によって迅速に収集・分析することで、がんの原因となる遺伝子変異を発見し、有効な治療法の可能性を提示できると考えられており、東大医科研の宮野悟 教授は「私たちの研究チームは、全ゲノム解析に基づいた個別化医療を探求しており、『Watson』は私たちの研究を大幅に進める可能性を提供してくれます。」とコメントしている。
2015年07月30日東京エレクトロン デバイス(TED)と東京大学(東大)は7月29日、8ビット階調のモノクロ映像を最大1000fpsで投影することが可能な高速プロジェクタを開発したと発表した。同成果は、同大 情報理工学系研究科の石川渡辺研究室とTEDが2014年5月より行ってきたプロジェクタのフレームレートの高速化を目的とした共同研究の成果。今回は、その成果の一部として、高速プロジェクタの実用試作機「DynaFlash」を開発したほか、高速移動体へのプロジェクションマッピングシステムの試作も行ったという。そもそも人間が肉眼で1000fpsを見ることはほぼ不可能だ。しかし、今回のシステムは1000fpsをターゲットに開発されており、これについて、同大の石川正俊 教授はいくつかの要因が背景にあるとする。元々、同研究室では、高速ビジョンの研究・開発・事業化を目指した取り組みを行ってきており、これまでビジョンの高速化、アクチュエータの高速化を実現してきており、その流れでディスプレイの高速化が必要という判断が生じ、TEDとの共同開発に至ったという。では、1000fpsの高速表示が実現した場合、どういった恩恵が得られるだろうか。例えば、Kinectなどを使って、ヒトの動きを追随するアプリケーションがあった場合、カメラで動きを認識し、その動きをディスプレイ上に反映するまでにはシステム全体で150~200msの遅延が生じる。実際に、自分の動きと同じタイミングで表示画像が動かずに、とまどった経験を持つ人もいるだろう。また、3次元形状を認識するマシンビジョンの場合、照明を一瞬あてて、その投影パターンとあらかじめ登録された3次元情報を照会し、物体を認識する手法がよく用いられているが、光を照射して、カメラで撮影し、それを処理し、ロボットに把持の指令を出す、といった一連の作業にある程度の時間が必要であり、静止物であればともかく、生き物を捕まえる、といったことは困難であった。1000fpsが実現した場合、例えば、時速60kmで飛行するボールに対し、約1.7cmおきにパターンを投影することが可能となったり(ダイナミック・プロジェクションマッピング)、動き回る生物が何であるのかを3次元情報を使って識別することができるようになったりする。今回開発されたDynaFlashは、Texas Instruments(TI)のDLP DMDチップと高輝度LED光源を組み合わせて、最小遅延3msの1000fps/8ビット モノクロ階調(解像度は1024×768のXGA)の映像を投影することを可能としたもの。新たに画像処理用のFPGA(XilinxのVirtex-7とのこと)向けに開発した高速制御回路を搭載したことで1000fpsのフレームレートでの投影を実現したほか、独自開発の通信インタフェースを採用したことで映像が生成されてから、プロジェクタに投影されるまでの遅延を抑えることにも成功したという。なぜ、8ビット モノクロ階調ならびにXGAなのか、という点について石川教授は、「システムを構築することが第一で、実用的なレベルの最低条件として設定した性能」と説明する。そのため、まだシステム全体としてボトルネックがあるため、改良の余地があるとするが、将来的にはカラー化を進めていく方針とするほか、遅延の低減や高速ビジョンと連動した応用システムの開発も進めていきたいとしている。また、こうした石川教授の取り組みを受けて、TEDでも手ごたえを感じているようで、2016年夏をめどに、今回のシステムをベースに小型化などを図ったプロジェクタを発売する計画であるとする。仕様としては、0.7型XGA DMDを利用した1000fpsの8ビット階調をスクリーンルーメン500lm、投影遅延は最小3msで実現したいとするほか、ホスト側のインタフェースにはPCI Express(PCIe)の採用を予定。距離が離れた場所まで伸ばしたい場合は光ファイバによる通信を検討しているとする。さらに、撮影用カメラについては、プロジェクタ一体型にするか、分離型にするかはユーザーの反応次第としている。なお、価格は未定としているが、市場ニーズとしては、産業機器(FA)やロボットを中心に、リアルタイム3次元形状認識やダイナミック・プロジェクションマッピング、拡張現実(AR)などでの活用を期待するとしている。
2015年07月29日東京大学(東大)は7月13日、乳腺手術で摘出した検体に対して、試薬をスプレーすることで、数分で乳腺腫瘍を選択的に光らせる技術を確立したと発表した。同成果は東大大学院薬学系研究科・医学系研究科の浦野泰照 教授らの研究グループと、九州大学病院別府病院の三森功士 教授らの共同研究によるもので、詳細は英科学誌「Scientific Reports」に掲載された。浦野教授らの研究グループは、これまでの研究で、がん細胞で活性が上昇している特定のタンパク質分解酵素によって蛍光性へと変化する試薬を開発し、がんモデル動物でその機能を証明していた。今回、九州大学病院の三森教授らとの共同研究で、乳腺手術において摘出した検体に対して同試薬を散布したところ、1mm以下の微小がんであっても、散布から5分程度で選択的かつ強い蛍光強度で試薬が光ることを確認した。また、同技術は、幅広い種類の乳腺腫瘍に対して有効であることもわかった。同技術を活用することで、乳がん部分切除手術中に切断断端に微小がんが残っているかを正確に知ることができるようになるため、局所再発の劇的な頻度低減につながることが期待される。現在、同スプレー蛍光試薬の臨床医薬品としての市販に向け、より多くの症例での実証試験ならびに、体内使用を目指した安全性試験が進められている。
2015年07月14日東京大学(東大)は7月10日、食物アレルギーを発症させたマウスを用いて、アレルギー反応の原因となる「マスト細胞」が細胞膜の脂質から産生する「プロスタグランジンD2(PGD2)」と呼ばれる生理活性物質に、マスト細胞自身の数の増加を抑える働きがあることを発見したと発表した。同成果は、同大 大学院農学生命科学研究科応用動物科学専攻の中村達朗 特任助教、同 大学院農学生命科学研究科 獣医学専攻の前田真吾 特任助教(研究当時:応用動物科学専攻)、同 大学院農学生命科学研究科 獣医学専攻 博士課程2年の前原都有子氏、同大 大学院農学生命科学研究科 応用動物科学専攻の村田幸久 准教授らによるもの。詳細は「NatureCommunications」に掲載された。食物アレルギーの患者数は全国で約120万人と言われているが、年々増加傾向にある。これまでの研究から、腸におけるマスト細胞の増加が、食物アレルギーの発症や進行に関与することが示唆されていたが、どのようにしてマスト細胞が増加するのか、そのメカニズムはよくわかっていなかった。そこで研究グループは、マウスに食物アレルギーを発症させ、その際の症状の悪化推移とマスト細胞の数の変化を調査。その結果、マスト細胞が造血器型のPGD2合成酵素(H-PGDS)を発現すること、H-PGDSを欠損させたマウスでは、マスト細胞の数が増加していることを確認。これにより、PGD2が、マスト細胞の増加を抑え、症状の悪化を防ぐ役割であることが示されたという。また、PGD2が産生できないマスト細胞などでは、血球細胞を強力に遊走させる生理活性物質「Stromal Derived Factor-1α(SDF-1α)」ならびに、細胞と細胞の隙間を埋めるコラーゲンなどを分解する酵素の1つで、炎症性生理活性物質を活性化する役割も持っている「Matrix metaroprotease-9(MMP-9)」の発現や活性が上昇していることが判明したほか、SDF-1αの受容体阻害剤や遺伝子欠損、MMP-9の活性阻害剤は、食物抗原に応答した消化管のマスト細胞増加と食物アレルギー症状を改善することが判明したとする。なお、今回の成果について研究グループは、SDF-1αやMMP-9といったマスト細胞の浸潤を促進する分子の発現を抑えることから、PGD2を標的とした食物アレルギーの根本治療への応用が期待されると説明しており、今後は、PGD2がどのようにマスト細胞の細胞内へ情報を伝達し、その浸潤を抑制するのか、その機序のさらなる解析を進めていく予定としている。
2015年07月13日東京大学(東大)は7月10日、超伝導回路を用いた量子ビット素子と強磁性体中の集団的スピン揺らぎの量子(マグノン)をコヒーレントに相互作用させることに成功し、ミリメートルサイズの磁石の揺らぎが量子力学的に振る舞うことを発見したほか、その揺らぎの自由度を制御する方法を開発したと発表した。同成果は、東大 先端科学技術研究センター 量子情報物理工学分野の中村泰信 教授(理化学研究所創発物性科学研究センター チームリーダー)、田渕豊 特任研究員(現 日本学術振興会 特別研究員)および同大 工学系研究科 物理工学専攻 修士学生の石野誠一郎氏らによるもの。詳細は米国科学振興協会(AAAS)発行の学術雑誌「Science」に掲載された。量子コンピュータや量子暗号通信といった量子力学の応用分野の1つに、情報処理と通信を統合した量子情報ネットワーク技術があるが、これを実現するためには、互いの間で量子情報を授受するためのインタフェースが必要となり、マイクロ波と光の活用が期待されている。しかし、量子状態をコヒーレントに転写する方法があり、その手法として、ナノ機械振動子や単独の電子スピン、常磁性電子スピン集団などを用いた研究が進められてきたが、強磁性体中のスピン集団に着目し、スピン波のエネルギー励起運動の量子であるマグノンを用いた研究はこれまでなかったという。研究では、強磁性絶縁体であるイットリウム鉄ガーネット(YIG)単結晶球の中のマグノンと共振器の中のマイクロ波光子の結合について調査を実施。その結果、絶対零度に近い状態において、共鳴スペクトルに反交差が見られ、両者のコヒーレントな結合が示されたという。また、1つのマイクロ波空洞共振器の中にYIG球とミリメートルスケールの超伝導回路上で動作する量子ビットを配置した実験では、超伝導量子ビットとYIG球上のマグノンの間のエネルギー量子のコヒーレントな相互作用の証拠を、真空ラビ分裂と呼ぶエネルギー準位の分裂として観測することに成功したとのことで、これにより量子力学的な基底状態ある強磁性体中のスピン集団と、超伝導量子ビットの間でエネルギー量子をコヒーレントにやりとりできることが示されたとする。今回の成果について研究グループでは、今後、超伝導量子ビットとマグノンの結合を用いて、強磁性体中の集団スピン励起の自由度であるマグノンの量子状態を自在に制御し、観測することができるようになることが期待されるとするほか、並行してマグノンと光通信波長帯光子との相互作用の研究も進めているとのことで、マグノンを介したマイクロ波と光の間の量子インタフェースの実現やそれを用いた量子中継器への応用を目指すとコメントしている。
2015年07月10日東京大学(東大)は、ナノワイヤ量子ドットレーザの室温(300K)での動作に成功したと発表した。同成果は、同大ナノ量子情報エレクトロニクス研究機構の荒川泰彦 教授、舘林潤 特任助教らによるもの。詳細は「Nature Photonics」に掲載された。ナノワイヤレーザは、従来の半導体レーザと同様の動作原理ながら、1万~10万分の1の体積でレーザ発振が可能なほか、出力先の方向・形状を制御しやすいため、次世代半導体技術として期待される光電子融合集積回路へオンチップで実装することが可能だ。これまで、さまざまな材料系でのレーザ発振が報告されてきたが、それらのほとんどがバルク材料の光利得を用いてきたが、今回、研究グループでは、量子ドットを活性層に持つナノワイヤレーザ(ナノ量子ドットレーザ)を作製し、共振器構造の最適化を行うことで室温でのレーザ発振を実現したとする。実際にデバイスの評価を実施した結果、光励起による室温発振を確認。性能の指標となる特性温度は133Kと、従来のナノワイヤレーザに比べても高く、これについて研究グループでは、量子ドット導入によるキャリアの効率的な閉じ込めが起きていることが示唆されると説明する。なお研究グループでは今後、ナノレーザ光源の高性能化や多機能化が見込めることから、成長・プロセス・評価技術のさらなる開発による低しきい値動作化や長波長化、実用化に向けた電流駆動によるレーザ発振動作を目指すとしいている。
2015年06月30日東京大学(東大)と東京工業大学(東工大)は6月26日、大腸菌が餌に反応する際に生体内で情報が果たす役割を定量的に解明することに成功したと発表した。同成果は、東大 工学系研究科の沙川貴大 准教授と東工大 大学院理工学研究科の伊藤創祐 日本学術振興会特別研究員らによるもの。詳細は、英国科学雑誌「Nature Communications」に掲載された。物理学者マクスウェルが示唆した「マクスウェルの悪魔」は、熱力学第2法則を破ることができることを示したものだが、長い間パラドックスであると考えられていた。しかし、近年、実際に実験により、この悪魔を実現できるようになったほか、「情報量」の概念を熱力学に取り入れることで、悪魔が熱力学第2法則と矛盾しないことも明らかになり、そこが情報処理過程にも適用できるように拡張された熱力学「情報熱力学」の発展につながっている。この情報熱力学を用いることで、分子レベルでの情報処理をする際のエネルギーコストを明らかにすることが可能となる。一方、大腸菌は細胞内で情報を上手く処理することで、環境の変化に適応しながらエサを探す「走化性」というメカニズムの存在が知られている。こうした生命の情報伝達メカニズムは、正確な誤り訂正が常に行われているわけではないが、大腸菌の走化性におけるシグナル伝達にはフィードバック制御が組み込まれており、これが悪魔と類似の働きをしているとみなすことができると考えられてきた。今回、研究グループはこうした類似性に着目し、情報熱力学によって生体内の情報伝達のメカニズムを解明することに成功したとのことで、これにより大腸菌の細胞内を流れる情報量が、大腸菌の適応行動が外界からのノイズに対してどの程度安定であるのかを決める、という関係を明らかにし、その差異、情報量を定量化するために「移動エントロピー」を用いることが重要であることも分かったとする。また、大腸菌の適応のメカニズムは、通常の熱機関としては非効率(散逸的)だが、情報熱機関としては効率的であることを突き止めたとする。なお、これらの成果について研究グループは、生体内でも定量化可能な物理量を用いて生体内の情報処理メカニズムを解明するための、新たなアプローチの第一歩になると説明しているほか、近年、マクスウェルの悪魔が実験的に実現されていることから、生体内の悪魔のメカニズムを人工的な情報処理に応用できる可能性があるとしている。
2015年06月26日東京大学(東大)は、カーボンナノチューブ(CNT)を用いて、レアメタルであるインジウム(In)を含まないフレキシブルな有機薄膜太陽電池を開発したと発表した。同成果は、同大大学院理学系研究科の松尾豊 特任教授、同大大学院工学系研究科の丸山茂夫 教授らによるもの。詳細は「Journal of the American Chemical Society」に掲載された。従来、有機薄膜太陽電池には透明電極として酸化インジウムスズ(ITO)が用いられてきたが、レアメタルであるInは需要に対して供給量がひっ迫するリスクなどがあった。一方、CNTは元素として豊富な炭素を原料とし、かつ優れた特性を持つ材料として期待されてきたが、太陽電池分野においては、CNT薄膜による透明電極を用いた有機薄膜太陽電池の変換効率は2%程度と低かった。研究グル―プは今回、CNTを有機薄膜太陽電池の透明電極として用いるための方法論を確立した。具体的には、単層CNT(SWCNT)による薄膜に有機発電層からプラスの電荷のみを選択的に捕集して輸送する機能を付与することで、6%以上の変換効率を達成できることを確認したという。また、PETフィルムの上にCNT薄膜を転写して用いることでフレキシブルなCNT有機薄膜太陽電池を作製することにも成功したとする。なお研究グループでは今後、有機材料やデバイス構造の最適化を行うことで、さらなる高効率化研究に取り組む予定だとしている。
2015年06月18日東京大学(東大)は6月16日、これまで存在が不確かであった、電池の充電を早くする「中間状態」を人工的に作り出すことに成功したと発表した。同成果は東京大学大学院工学系研究科化学システム工学専攻の山田淳夫 教授、西村真一 特任研究員らの研究グループによるもので、6月12日に独化学誌「Angewandte Chemie International Edition」に掲載された。電池には充電状態でも放電状態でもない「中間状態」があり、これが反応中に現れることで充電を早く行うことができるとする学説については、そもそもそのような状態が存在するのか、存在したとしてどのような場合に現れるのかという漠然な議論に留まっていた。今回の研究では、電気を蓄える物質の元素の構成比や熱処理の条件を最適化することで、室温で長時間安定に存在する「中間状態」が人工的に得られることを発見し、その存在を証明した。また、「中間状態」を分析した結果、電子の並びが縞状に規則正しく模様を描き、これを邪魔しないようにイオンが自発的にその位置を柔軟に変えていることがわかった。このような状況下では、通常観測される充電状態や放電状態よりも電子やイオンがはるかに高速に移動できることも判明。これにより、「中間状態」を発現させることが、充電速度を早くする上で重要な方向性となることが明らかとなった。同研究グループは「電池の充電速度を速くするための一般的な指標が得られ、これをもとに材料の開発を行い、充電条件を最適化することで、充電時間の短縮が効率的に行われる。電池の充電時間が短縮されることで、生活の様々な局面での利便性が向上することが期待される」とコメントしている。
2015年06月17日東京大学(東大)は6月16日、遺伝子の改編操作(ゲノム編集)を光を用いて自在に制御することを可能とする技術を開発したと発表した。同成果は、同大 大学院総合文化研究科広域科学専攻の二本垣裕太 大学院生、同 佐藤守俊 准教授らによるもの。詳細は米国科学誌「NatureBiotechnology」オンライン版に「Photoactivatable CRISPR-Cas9 for optogenetic genome editing」というタイトルで掲載された。ゲノム編集を行うためには、ゲノム上の狙った塩基配列をDNA切断酵素(Cas9タンパク質)で切断する必要があるが、従来の技術ではこのDNA切断酵素の活性を制御できないという課題があり、その結果、特定の効果を狙ったゲノム編集を行うことができなかった。今回、研究グループでは、独自に開発した青色の光に応答して互いに結合する光スイッチタンパク質を、分割して活性を失ったCas9の断片に連結。青色の光を照射することで、分割したCas9が、分割前のようにDNA切断活性を回復し、標的の塩基配列を切断できるようになることを確認した。また、光の照射を止めると、結合力が亡くなり、DNA切断活性が消失することも確認したという。さらに、これらの技術をツール化(光活性化型Cas9:paCas9)することで、狙ったゲノム遺伝子の塩基配列を改変、その機能を破壊したり、別の塩基配列に置き換えたりできること、光照射のパターンを制御することでゲノム編集を空間的に制御できることなども確認したとするほか、paCas9に変異を加えてDNA切断活性を欠失させることで、ゲノム上の狙った遺伝子に結合して当該遺伝子の発現を光で可逆的に抑制できることにも成功したとする。なお、今回の成果を受けて研究グループでは、例えば脳における神経細胞のように、組織の中で狙った細胞単位でのゲノム編集が実現できるようになるとコメントしており、この技術が、ゲノム編集の応用可能性を広げることにつながることが期待されるとしている。
2015年06月16日東京工業大学(東工大)や東京大学(東大)、放射線医学総合研究所(放医研)などで構成される研究グループは6月10日、日帰りがん治療の実現に向けたナノマシン技術を開発したと発表した。同成果は、東大大学院工学系研究科/医学系研究科・教授の片岡一則氏(ナノ医療イノベーションセンター(iCONM)・センター長兼任)、東工大 資源化学研究所・教授、ナノ医療イノベーションセンター・主幹研究員の西山伸宏氏、ナノ医療イノベーションセンター主任研究員のMI PENG氏、放医研 分子イメージング研究センター・チームリーダーの青木伊知男氏らによるもの。詳細は米国化学会発行のナノテクノロジー専門誌「ACS Nano」に掲載された。今回開発された技術は、骨の成分であるリン酸カルシウムの内部に、造影剤として用いられるガドリニウム(Gd)-DTPAをナノ化し、取り込み、ドラッグデリバリシステム(DDS)としてがん組織に送り込むというもの。Gdは中性子線が当たると核反応によりガンマ線やオージェ電子を放出、これでがん細胞などを破壊することでがんの治療を実現する。具体的には、がん細胞に確実に届けるために、リン酸カルシウムの表面にポリエチレングリコールやアスパラギン酸を組み合わせた直径55nmのナノ結晶集合体(ナノマシン)を構築。この大きさは、正常な血管の場合、血管周辺の組織につながる孔では狭く通らないが、がん細胞が周辺にある血管の場合、100nmまでその孔が拡大するため通り、がん細胞の近辺に到達するサイズだという。また、リン酸カルシウムは正常の細胞ではほぼ中性のpH7.4程度では比較的安定しているが、pHが酸性になると溶ける性質があり、がん細胞は部位によって異なるがpHが6.5~5程度であり、さらに細胞内に取り込まれた場合は酸性度が向上するため、内部のGd-DTPAががん細胞およびその周辺組織にダイレクトに届けられることとなる。Gd-DTPAはこれまでの研究から、がん組織に選択的に集積されることが確認されており、実際に研究グループの研究でもMRIを用いて、固形がんを選択的に造影できていることが確認されているほか、ナノマシン化により、Gd-DTPA錯体のMRI造影剤としての性能を表すT1緩和能をGd-DTPA錯体と比べて、5~6倍に増大させる効果を有することも確認したという。研究では、大腸がん細胞を皮下に移植したマウスを複数例作成し、ナノマシンを投与した結果、ナノマシンが血中に長期滞留し、がん組織に選択的に集積することを確認。これらの結果を受けて研究グループでは、この技術を応用していくことで、MRIによるがんのイメージングの容易化、熱中性子線の照射によるがん組織のみのピンポイント治療の実現の可能性が示されたとしており、将来的な切らない手術の実現と、入院不要の日帰り治療も可能になると期待されるとコメントしている。なお研究グループでは、今後は関係機関などとの調整、ならびに中性子線を発生させるための加速器の設置、病院で実施する場合の設備の検討などを行う必要があるとするが、数年以内にそういった次の段階に進みたいとしている。
2015年06月10日東京大学(東大)と国立天文台は6月9日、アルマ望遠鏡と重量レンズのかけ合わせで、117億光年の距離にある銀河の内部構造を解明したと発表した。同成果は東京大学理学系研究科の田村陽一 助教と大栗真宗 助教および国立天文台の研究グループによるもので、6月9日付けの「日本天文学会欧文研究報告」に掲載された。重力レンズとは、質量が時空の歪みを介して光を曲げる減少で、非常に重い天体の周囲で生じ、その向こう側の天体の見かけの姿を拡大・増光する性質がある。今回の研究では、今年2月にアルマ望遠鏡がとらえた117億光年の距離にあり、爆発的に星を生み出しているモンスター銀河「SDP.81」の画像を、同研究グループが提案した重量レンズ効果モデルを用いて解析した。その結果、「SDP.81」では差し渡し200~500光年の塵の雲が、およそ長さ5000光年の楕円状の領域に複数分布していることがわかった。この塵の雲は、巨大分子雲と呼ばれる、恒星や惑星が生まれる母体だと考えられるという。また、重力レンズ効果を引き起こしている手前の銀河に質量が太陽の3億倍以上におよぶ超巨大ブラックホールが存在することも判明した。今後、アルマ望遠鏡と重力レンズの組み合わせで、なぜモンスター銀河が形成されるのか、どのように超巨大ブラックホールが成長するかの解明につながることが期待される。
2015年06月09日東京大学(東大)や理化学研究所(理研)などで構成される研究グループは、スピントロニクス材料として期待される巨大磁気抵抗を示すコバルト酸化物「SrCo6O11」に、スピン配列の周期として理論的に考えられるすべての状態が存在し、それらが磁場の変化とともに磁化が階段状に増加していく様子「悪魔の階段」を確認することに成功したと発表した。同成果は、東大 物性研究所の和達大樹 准教授、同大学院工学系研究科の石渡晋太郎 准教授、同大学院工学系研究科の十倉好紀 教授(理化学研究所創発物性科学研究センター センター長)、京都大学化学研究所の齊藤高志 助教、独Leibniz Institute for Solid State and Materials Research Dresde とHelmholtz-Zentrum Berlin らによるもの。詳細は米国科学誌「Physical Review Letters」の6月8日オンライン版に掲載される予定。実際の観測は、ドイツの放射光施設「BESSY II」において共鳴軟X線回折実験として行われ、その結果、ほとんどすべてのスピン配列の周期性に対応する分数値の回折ピークが観測され、各々の温度でさまざまな周期の磁気秩序が共存している様子が確認されたとのことで、これについて研究グループは、磁気的な相互作用の正負が距離によって変化するモデルを理論的に解くことで得られる「悪魔の階段」の状態が、実際の物質で実現している事が示されたとしている。また、さらなる解析により、磁化の測定で見られたステップを生み出す磁気構造の様子の解明にも成功したとのことで、これにより、「悪魔の階段」を生み出す磁気構造の詳細が判明したとしている。なお研究グループでは今後、こうした「悪魔の階段」型の磁気構造をさらなる系統的な研究により他の物質にも見つけることを目指し、単純に磁場により電気抵抗を増減させるだけでなく、電気抵抗や磁化が階段状にとびとびの値をとることを活かした、新しいタイプのスピントロニクス材料の開発などにつなげたいとしている。
2015年06月05日東京大学(東大)とベネッセホールディングスは6月4日、2014年1月に立ち上げた「子供の生活と学び」の実態の解明に向けた共同研究プロジェクトの第1回調査を2015年7月に実施すると発表した。同調査は、小学1年生から高校3年生までの親子約2万1000組に対し、10年程度の長期にわたり、追跡調査を行い、その結果から、子供の生活や学習の状況、保護者の子育ての様子などにより、子供の成長がどのように変わるのかを明らかにしようというもの(毎年、小学1年生が補充されていく予定)。調査の内容については、子供(小学4年生~高校3年生)に向けては、日頃の生活(生活時間、生活習慣、遊び、ICTの利用状況、学校生活)、人間関係(親子関係、友だち関係)、学習(学習実態、学習習慣、受験、勉強についての意識)、意識・価値観(悩み、社会観、職業観)、身につけている力などとなっており、保護者に向けては、子供への働きかけ(子育て・しつけの実態、家庭のルール、親子の会話)、子育て・教育に関する意識(教育方針、教育観、子供に対する希望、将来像、受験)、教育費(習い事、学習塾)、保護者自身の生活(仕事や生活の状況)などとなっている。プロジェクトの代表者は、東京大学社会科学研究所の石田浩 教授ならびにベネッセ教育総合研究所の谷山和成 所長となっており、研究結果については東京大学社会科学研究所とベネッセ教育総合研究所にて広く公表する予定としているほか、元データについては東京大学社会科学研究のデータアーカイブ(SSJDA)に寄託し、研究・教育目的で公開を行う予定だとしている。なお、第1回目の調査結果については2016年2月に公表される予定だという。
2015年06月05日東京大学(東大)は5月28日、悪性度の極めて高い小細胞肺がんを移植したマウスに、がん細胞にのみ結合する抗体「90Y標識抗ROBO1抗体」を投与したところ、腫瘤が著明に縮小することを確認したと発表した。同成果は、東大医学部附属病院 放射線科/東大大学院 医学系研究科核医学分野 准教授の百瀬敏光氏、東大医学部附属病院 放射線科 特任助教/東大大学院 医学系研究科核医学分野 博士課程学生(当時)の藤原健太郎氏、東大先端科学技術研究センター 計量生物医学 教授の 浜窪隆雄氏、東大先端科学技術研究センター システム生物医学 特任教授の児玉龍彦氏らによるもの。詳細は「PLOS ONE」に掲載された。肺がんは、がんの中で最も罹患率・死亡率が高く、その内、成長が早く、転移しやすい小細胞肺がんが約15%を占めているが、身体の他の部位までがんが広がってしまっている段階の進展型小細胞肺がんは、悪性度が高く、有効や治療法が確立されていない。今回、研究グループは、放射性同位元素で標識した「がん細胞にのみ結合する抗体(90Y標識抗ROBO1抗体)」を開発し、実際に、小細胞肺がんを移植したマウスに投与したところ、がん細胞を殺傷し、腫瘤を縮小させる効果があることを確認したという。また、こうした抗体を投与して、がんに集積させることで、小細胞肺がんを移植したマウスの体内から放射線治療をする「放射免疫療法」が、進展型小細胞肺がんの根治や余命の改善に向けた治療法の確立につながることが期待できるとしており、今後は、同薬剤の治療効果と副作用に関する詳細な評価に加え、治療効果や副作用のさらなる改善を目指して、化学治療との併用治療や、別の治療用放射性同位元素の導入、抗体の小分子化などを検討していくとするほか、抗体の体内動態を可視化することで、SPECT/PETイメージング用診断薬の開発にもつなげたいとしている。
2015年06月01日宇宙航空研究開発機構(JAXA)と東京大学(東大)は4月20日、理論的には金属だと考えられていたホウ素が、実は金属ではなく、半導体的性質を強く持つことを明らかにしたと発表した。同成果は、JAXA宇宙科学研究所の岡田純平 助教、石川毅彦 教授と東大の木村 薫 教授を中心とする研究グループによるもので、米国物理学会誌「Physical Review Letters」に掲載される予定。元素は大きく分けると金属と非金属(半導体、絶縁体)に分類され、ホウ素やケイ素(シリコン)などは金属と非金属の境界に位置しているとされる。こうした元素は固体と液体とで性質が異なり、例えばシリコンや炭素は固体では半導体だが、溶けると金属になる。ホウ素も溶けると金属になると考えれられていたが、融点が2077℃と非常に高く、極めて反応性が高いため、安定して保持できる容器が存在しないことが研究の障害となっており、実際に金属になるかどうかは確認されていなかった。同研究では、国際宇宙ステーションでの実験に向けてJAXAが開発した静電浮遊法という技術を採用することでこの課題を克服。同技術では静電気によって材料を浮かせて保持するため、容器を用いる必要がなく、溶融状態のホウ素でも他の物質と反応することがない。同研究グループは、大型放射光施設SPring-8内に静電浮遊溶解装置を設置し、ホウ素融体中の電子の挙動を観測・解析することで、ホウ素融体中の電子の分布を求めた。その結果、大半の電子が原子間に拘束されていたことから、ホウ素融体は金属ではなく、半導体であることがわかった。今回の研究で2000℃以上の超高温状態のホウ素を調べることに成功したことで、今後、これまでは調べることが困難とされていた超高温状態における物質の性質を調べることが可能になる。また、超高温状態の性質がわかっていない物質を正確に理解し、利用することで新たな材料開発につながることが期待される。
2015年04月20日東大発のベンチャー企業・エルピクセルは4月20日、生命科学分野の学術論文の画像を中心に、人工知能を用いた研究画像不正検査サービス「LP-exam Cloud」の販売を開始すると発表した。同サービスでは、研究画像に対する加工の有無を自動で推定するために画像自動分類の特許技術を採用。大学や研究機関が画像をアップロードするだけで安易な不正・加工の有無を検査することが出来きるという。加工が推定された画像についてはライフサイエンス研究と画像解析の専門家が確認・解析し、レポートを作成する。料金は定額制で月額約3万円、1画像約500円から解析ができ、研究室単位で導入することも可能だ。エルピクセルは「LP-exam Cloud」を提供することで、これまで膨大な時間がかかるとされ敬遠されていた不正加工の検査にかかるコストを削減し、画像不正が生じない環境の構築を支援するとしている。
2015年04月20日東京大学(東大)は4月16日、フロー精密合成という新しい手法によって医薬品有効成分であるロリプラムを高収率、高選択収率で合成することに成功したと発表した。同成果は東大大学院理学系研究科の小林修 教授らの研究グループによるもので、4月16日付け(現地時間)の英科学誌「Nature」に掲載された。医薬品原薬・化成品・農薬などの化学製品は、その99%以上がバッチ反応法という手法で合成されている。同手法は複雑な構造の化合物を作製できる一方、各段階で中間体の単離・精製操作を繰り返すため、余分なエネルギーが必要となり、廃棄物も大量に排出されるという課題があった。より省エネルギーで無駄の少ない流通法という手法もあるが、こちらは合成が難しく、アンモニアなど簡単な気体の合成に利用されるにとどまっていた。小林教授らは流通法によって高収率、高選択収率を実現する合成手法を「フロー精密合成」と提唱し、その実現のために触媒や合成手法の開発を進め、さらに、個々の反応を組合せて、多段階流通システムを構築し、構造的に複雑な化合物を合成することを目指して研究を行ってきた。今回の研究では、新たに開発した触媒を充填した4本のカラムに、市販の原料を順次通すだけで高純度のロリプラムを得ることに成功。同手法は中間体の単離や精製などが一切不要で、物質の反応に必要なエネルギーもバッチ反応法に比べて低く、触媒と生成物の分離操作が不要という特徴がある。また、医薬品に限らず、香料や農薬、機能性材料などの付加価値の高いファインケミカルの合成に適用できる可能性もある。ファインケミカルの合成は日本の得意分野であったが、近年中国、インド、東南アジアに多くのシェアを奪われており、今回開発された手法はこれらの国との価格競争にも対抗しうる高度技術となることが期待される。
2015年04月16日東京大学(東大)などは、リチウムなどの希少元素を使用しない次世代電池の候補であるナトリウムイオン電池のマイナス極を開発したと発表した。今回の成果は、東京大学 大学院工学系研究科化学システム工学専攻の山田淳夫 教授、同大 大学院工学系研究科化学システム工学専攻の大久保將史 准教授、同大 大学院工学系研究科化学システム工学専攻の王憲芬 特任研究員、同大 大学院工学系研究科化学システム工学専攻の梶山智司 特任研究員、同大 工学部 化学システム工学科の飯沼広基 学部生、長崎大学 大学院工学研究科の森口勇 教授、同大 大学院工学研究科の小路慎二 大学院生らによるもの。同研究の詳細は「Nature Communications」に掲載された。リチウムイオン電池は、希少元素であるリチウムやコバルトを使用しており、さらなる低コスト化などを図るためにはリチウムをナトリウムに置換したナトリウムイオン電池の実現が求められている。しかし、その実現のためには、ナトリウムイオンを吸蔵・放出する化合物の対(プラス極/マイナス極)が必要であった。プラス極は、これまでの研究からナトリウムイオンを可逆的に吸蔵・放出できる化合物が多数報告されるようになっているが、マイナス極については、急速充電、長時間の電流供給、充放電の繰り返しに対する安定性などの条件を満たす化合物が見つかっていなかった。今回、研究グループは、新たにチタンと炭素で構成されるシート状の化合物を合成し、それをマイナス極に応用したところ、多量のナトリウムイオンを吸蔵・放出する特性を示し、ナトリウムイオン電池の長時間の電流供給を可能とするマイナス極であることが確認されたほか、急速充電にも対応できることが示されたという。実際にすでに研究グループが発見していた安価な鉄と硫黄で構成されるプラス極と組み合わせることで、ナトリウムイオン電池のプロトタイプを試作。長時間の電流供給が可能であり、充電・放電を繰り返すことによる劣化もないことが確認されたとする。なお、研究グループでは、今回の成果について、試作したナトリウムイオン電池はナトリウム、鉄、硫黄、酸素、チタン、炭素などの汎用元素のみで構成され、まったく希少元素を使用する必要がないものであり、この結果を受けて、低コストな電池の実用化が加速していくことが期待されるとコメントしている。
2015年04月06日東京大学(東大) 生産技術研究所の竹内昌治 教授と李源哲 特任助教の研究グループは、無機ナノマテリアルがグラフェン上に自発的に規則正しく整列する(自己組織化する)現象を応用して、単層グラフェンの帯状構造(グラフェンナノリボン)を独自の手法で形成することに成功したと発表した。同手法によるグラフェンナノリボンの作製は、シリコンに代わる半導体素材として注目されているグラフェンの利用可能性を大きく高めると期待される。竹内教授らは、まず、常温の水溶液中でシアン化金がグラフェン上にナノサイズの繊維状構造(ナノワイヤ)を自己組織化することを発見した。従来、グラフェン上に有機物を自己組織化させることは可能だったが、無機物を自己組織化させるにはグラフェンの表面を加工するか、高温下で無機物を蒸発させて付着させるなどの特殊な方法を用いる必要があった。今回、竹内教授らは、金を含む室温の水溶液に表面を加工していない純粋なグラフェンを浸すことで、温和な条件下でグラフェン上にシアン化金が自発的に整列し、ナノワイヤが自己組織化されることを見出した。作製されたナノワイヤは、グラフェンの結晶構造に沿って整列しており、これを観察することで間接的にグラフェンの結晶構造を知ることができる。ナノワイヤはグラフェンに比べて簡単に観察できるため、これを利用することでグラフェンの結晶構造解析にかかる手間と時間を減らすことができると期待される。次に、このナノワイヤをもとにしてグラフェンをエッチングすることで、ナノリボンを作製することに成功した。ナノリボンは幅が約十nm、厚さが炭素原子1個分の極めて薄い帯状の構造体。グラフェンナノリボンは、半導体デバイスやバイオセンサなどとして利用できる可能性があり、次世代の半導体素材として期待されているグラフェンの応用可能性を大きく広げるものとして期待される。同成果は、学術誌「Nature Nanotechnology」にて公開される。同研究は、カリフォルニア大学バークレー校、蔚山科学技術大学校、ハーバード大学、建国大学校、ローレンス・バークレー・ナショナル・ラボラトリーとの共同研究により行われた。なお、同研究は科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業 総括実施型研究(ERATO)「竹内バイオ融合プロジェクト」の一環として行われた。
2015年03月26日東京大学(東大)、キリン、小岩井乳業は3月12日、カマンベールチーズの摂取にアルツハイマー病の予防効果があることを確認し、その有効成分を同定したと発表した。同成果はキリンR&D本部基盤技術研究所、小岩井乳業、東大大学院農学生命科学研究科の中山裕之 教授らの研究グループによるもので、米科学誌「PLOS ONE」に掲載された。これまでの研究で、チーズなどの発酵乳製品を摂取することで老後の認知機能低下が予防されることは知られていたが、それがどのような成分とメカニズムによるものかはわかっていなかった。同研究グループが今回、市販のカマンベールチーズの摂取によるアルツハイマー病への作用を検証した結果、アルツハイマー病モデルマウスにカマンベールチーズから調製した餌を摂取させると、アルツハイマー病の原因となる脳内物質であるアミロイドβの脳内沈着が減少し、脳内の炎症が緩和されることがわかった。さらに、オレイン酸アミドとデヒドロエルゴステロールとう物質が、脳内で異物の排除を担うミクログリアという細胞のアミロイドβを除去する機能と抗炎症活性を促進していることを特定した。これらの物質は乳の微生物による発酵過程で生成されたと考えられている。
2015年03月13日東京大学(東大)とアメリカ航空宇宙局(NASA)は3月12日、土星の衛星であるエンセラダスに原始的な微生物が発生し得る環境が存在すると発表した。同成果は東大大学院理学系研究科地球惑星科学専攻の関根康人 准教授らの研究グループと、米コロラド大学のSean Hsu 博士を中心とする研究グループによるもので、3月12日付けの科学誌「Nature」に掲載された。エンセラダスは直径500km程度の天体で、地表の割れ目から地下の海水が間欠泉のように宇宙に噴出していることで知られ、生命存在の期待も高まっていた。NASAの探査機カッシーニはこれまで、海水に塩分や二酸化炭素、アンモニアなどのガス成分、有機物が含まれていることを明らかにしてきたが、地下海に生命が利用できるようなエネルギーが存在するかどうかはわかっていなかった。今回、関根准教授らは、エンセラダスの間欠泉に含まれていたナノサイズメートルのナノシリカ粒子に注目した。研究を進めたところ、エンセラダス内部の反応でナノシリカ粒子が生成されるためには、90℃以上という熱水環境が必要であること、熱水のphが8k~10のアルカリ性であることが判明した。また、ナノシリカ粒子は数年以内に大きな粒子に成長してしまうことから、こうした粒子が長くても数年で宇宙に噴出していることが分かった。地球上の生命は太陽からの光エネルギーや地球からの熱エネルギーに依存して生命活動を送っている。太陽光の届かない深海の海底熱水噴出孔では、地球の熱エネルギーを使って生きる原始的な微生物が存在しており、初期の地球において生命が誕生した場所の有力候補とされる。今回の結果は、エンセラダスでは地球の海底熱水噴出孔に似た熱水環境が広範囲に存在し、現在でも活発に活動していることを示すもので、同研究グループは「今回の成果は『生きた地球外生命の発見』という自然科学における究極のゴールに迫る大きな飛躍である。これまで火星に集中していた太陽系生命探査は、エンセラダスという新たな候補天体を得て、今後大きな広がりを見せることが期待される」とコメントしている。
2015年03月12日東京大学(東大)と科学技術振興機構(JST)は2月23日、室内の光で発電し、音で発熱を知らせる有機集積回路を用いた腕章型フレキシブル体温計を開発したと発表した。同成果は東大の桜井貴康 教授、染谷隆夫 教授らの研究グループによるもので、2015年2月22日~26日の間、米サンフランシスコで開催されている「国際固体回路会議(ISSCC)2015」で発表される。この腕章型体温計は、有機集積回路、温度センサー、フレキシブルな太陽電池とピエゾフィルムスピーカーで構成されている。上腕部に取り付け、体温が設定値を超えると周囲に音で知らせる機能を持つほか、電力を太陽電池で賄うことができるため、電池交換などのメンテナンスが不要だ。フレキシブルな有機集積回路とスピーカーを用いて音を発生させたこと、部屋の明るさに応じて電圧を調整する有機電源回路を有機トランジスタだけで実現したことは世界で初めてだという。今回の研究成果は水分や圧力などさまざまなセンサーへの応用が可能で、ブザー音だけでなく数値などの情報を音に乗せて送ることも原理上は可能としており、発熱したかどうかだけでなく体温などの測定結果を送信する技術への応用も期待されるという。一方、太陽電池の電力だけで動作するため、夜間や暗い環境では使用できないという課題があり、フレキシブルな充電池やキャパシタが将来的に開発されることで夜間でも動作することも可能になると考えられている。
2015年02月23日12月10日、東京・赤坂で東大生限定の面接セミナーが実施された。講師はなんと、元カリスマホストや現役ホストだ。本レポートでは、売れっ子ホスト直伝のコミュニケーション術を紹介する。○ホストに求められるのは「自己PR力」まずはシーフ代表取締役 細矢義明さんが、ホスト業界の概要を説明。細矢さんは"元カリスマホスト"で、現在は歌舞伎町を中心にホストクラブや飲食店を10店舗以上経営している実業家だ。容姿、お酒の強さ、営業力などが求められるホストクラブでの仕事。その中でもっとも重要なのは「コミュニケーション能力」だと細矢さんは語る。細矢さん「もちろん容姿は重要ですが、ホストには『自己PR力』、自分自身を売り込む力が求められます。お客様にゼロから自分のことを知ってもらい、気に入ってもらう。それができないと、一切の指名がいただけないですから。就職活動の面接でも、短時間で自分を売り込まなくてはなりませんよね。ホストも就活生も同じものが求められているのです」細矢さんによると、売れているホストは自己PRが格段に上手なのだそう。自分のキャラクターを熟知して相手にアピールできるかが、売上に直結しているのだ。細矢さん「また、『分析力』も同様です。相手が何も求めているかを分析できないと、自分の押し売りで終わってしまうからです。相手と話している上で、目線や仕草を観察します。そして会話を誘導し、相手が求めているものに合わせて自分を柔軟に変化させることも大切なスキルです」ホストにとって、客のファッションや仕草、話し方を観察して分析することは非常に重要な仕事の1つ。就職活動でも、企業が求めているものは何かを分析し、自分がいかにマッチするかをアピールすることが鍵となる。細矢さんは東大生に対し、ホストの武器であるコミュニケーション力を学び、面接でも実力を発揮してほしいと述べた。○自分を差別化して売り込むには?続いて講義を行ったシーフ取締役 石川淳さんは、細矢さんが立ち上げたホストクラブの元No.1ホスト。現在はホストクラブなど8店舗の経営に携わっているという。石川さんは自身の経験から、コミュニケーションには「聞く力」と「伝える力」が不可欠だと語りかけた。石川さん「企業が就活生に求める『コミュニケーション能力』は、『伝達力』と『理解力』の2つから成り立っています。ホストクラブでは、これらの能力が不可欠ですし、売れているホストはそれらを兼ね備えています」石川さんが経営に携わるホストクラブは、初来店の場合120分3,000円で飲み放題という値段設定となっている。客1人に対してホスト12人が10分交代で席につき、ホストは10分の持ち時間で客を楽しませるという仕組みだ。客は最後にホストを1名だけ選び、退店時にお見送りをしてもらう。この「送り指名」に選ばれることが非常に重要なのだそう。石川さん「お客様に選んでいただくためには、1人10分の持ち時間で11人のライバルと自分を差別化し、印象付けなくてはなりません。決められた持ち時間で、相手に自分をアピールするのは集団面接と同じです。また、相手が求めていることを分析する能力も非常に重要です」相手を理解し、自分を差別化するためには「傾聴力」も必要だという石川さん。相手が話したくなるような「相づち」「表情」「聞く姿勢」をすることで、相手の情報を引き出すことができるのだそう。相手の求めていることを察した上で自分をPRする。それにより、「この人は他の学生とは違う」と思ってもらえるのだそう。○グループワークでは「相手の分析」に挑戦講座では、学生が1人ずつ自己紹介を行い、聞き手が「優しそう」「意思が強い」など、発言者の良い点を褒めるというグループワークを実施。グループワークの講師は冬月グループプロデューサー くまの心さんと鳴海一也さんの2名。現役ホストの両名は学生にアドバイスをしながら、初対面の人とのコミュニケーションのコツを披露した。また、企業の性格をリサーチして、自分の髪型や服装をブランディングする重要性などが紹介された。初対面の印象は、その後の人間関係にも大きく影響する。ましてや採用面接となると、その数十分間でいかに自分を伝え、相手に売り込めるかが分かれ道になるのである。10分で人の心をつかむホストの自己PR術、面接に苦手意識がある人は参考にしてみてはいかがだろうか。
2014年12月24日東京大学(東大)と宇宙航空研究開発機構(JAXA)は11月5日、小惑星探査機「はやぶさ2」の打ち上げに相乗りする超小型衛星「PROCYON(プロキオン)」を報道向けに公開した。小さいながらもイオンエンジンを搭載しており、小惑星のフライバイ観測を目指すという。11月30日、H-IIAロケット26号機で打ち上げられる予定だ。PROCYONの大きさは約63cm×55cm×55cm、重さは約65kg。太陽電池パドルは4枚搭載しており、軌道上で展開後、衛星の大きさは縦横がそれぞれ1.5m程度になる予定だ。2013年9月に相乗り衛星の1機に選定されて開発がスタート。東大とJAXAが中心となって開発を進め、ほぼ1年という短期間で探査機を作り上げた。開発費は総額5億円。○1台3役の統合推進系を搭載PROCYONの大きな特徴は、これが超小型の深宇宙探査機であることだ。100kg以下の超小型衛星は従来に比べ開発費が2桁ほど小さいため、大学や民間で活用が進んでいるが、そのほとんどは地球を周回する衛星だ。地球圏を脱出した例としては、過去、金星探査機「あかつき」に相乗りした大学衛星「UNITEC-1」があるものの、「探査機」となると、今回のPROCYONが世界初になるだろう。自力で目標天体に向かうために、PROCYONにはイオンエンジン「I-COUPS」(アイクーズ)が搭載される。イオンエンジンは電気推進の一種で、化学推進に比べ燃費(比推力)に優れるのが大きな特徴だ。反面、パワー(推力)が小さいという弱点もあるが、長期間噴射することで、最終的には大きな加速を得ることができる。あまりたくさん推進剤を搭載できない超小型衛星にとって、これは大きなメリットだ。ところでI-COUPSという名称は"Ion thruster and COld-gas thruster Unified Propulsion System"の略なのだが、これが示すように、I-COUPSはイオンエンジンとコールドガスジェットが統合された推進系である。イオンエンジン部は超小型衛星「ほどよし4号」に搭載された「MIPS」とほぼ同じで、これに姿勢制御スラスタ(RCS)としてコールドガスジェット部を追加した形になる。PROCYONの姿勢制御は基本的にリアクションホイールで行うのだが、リアクションホイールのアンローディングのためにはRCSが必要。I-COUPSのRCSはそのためのもので、イオンエンジンの推進剤であるキセノンをプラズマ化せず、高圧ガスとしてそのままスラスタから噴射する仕組みだ。PROCYONの機体の周囲8カ所にコールドガスジェットのスラスタが搭載されており、3軸制御が可能となっている。またイオンエンジンの推力が小さいことは前に述べた通りだが、このRCSの推力はイオンエンジンよりも大きいので、すぐに動きたい小惑星近傍などでの軌道制御にも利用できる。RCSの比推力は24.5秒と、イオンエンジンの1,000秒からは2桁も落ちてしまうものの、推力は逆に300μNから22mNへと、70倍以上もアップする。「はやぶさ」シリーズの場合、RCSには2液式の化学推進系を別途搭載していたが、I-COUPSは推進系をキセノンで統合化することで、合計で約10kgという軽量化を実現している。なお、キセノンの搭載量はそのうちの2.5kgだが、半分以上はコールドガスジェットで使われ、イオンエンジンで利用するのは3~4割程度になる見込みだという。○小惑星探査のための様々な機能PROCYONは11月30日に打ち上げられた後、12月末にイオンエンジンを始動。「はやぶさ2」と同じように1年かけて太陽のまわりを1周し、2015年12月に地球に再接近する。ここで地球スイングバイを行い、軌道を変えて、小惑星に向かう予定だ。目的地となる小惑星はまだ決まっていないが、すでにメインの候補として2つ、サブの候補として4つの天体が検討されているとのこと。超小型衛星はサイズが小さいので、搭載できる観測装置も限られる。そんな制約の中で、気になるのは「どんなことができるのか?」「何か役に立つのか?」ということであるが、1つのメリットとして注目されているのは「よりリスクが大きなミッションにチャレンジできる」ことだ。たとえばPROCYONでは小惑星のフライバイ観測を行うのだが、より近づくことが可能になる。大きなお金がかかっている通常の探査機だと、万が一にも小惑星にぶつけて壊すわけにはいかないので、距離を取る必要がある。通常はその距離は100km以上にもなるが、PROCYONは小惑星からわずか数10kmのところを通過する計画。近くから観測できるので、小型の望遠鏡でも、高い分解能の画像が取得できるわけだ。ただ、距離が近ければ近いほど、小惑星の撮影は難しくなる面もある。自動車で走っているとき、遠くのビルよりも、近くの電柱の方が早く動いて見えるだろう。小惑星のフライバイ観測もこれと同じで、距離が近いと小惑星が早く通り過ぎるため、探査機の姿勢制御が追いつかず、カメラで追尾できなくなってしまう。この問題に対応するため、PROCYONでは開口部の鏡を駆動することで、見る方向を変えることができる望遠鏡を開発。鏡を回転させるだけなら高速にできるので、小惑星の動きが速くても追従できるわけだ。地球からの遠隔操作だと間に合わないので、鏡の制御は探査機が画像認識で自律的に行うという。また超小型衛星で難しいのは遠距離での通信だ。大きなアンテナは搭載できないし、使える電力も少ない。そこで、PROCYONの通信系は、深宇宙探査の経験が長いJAXAが担当。小型ながら、「はやぶさ」などの深宇宙探査機と互換性のあるXバンド通信系を開発した。臼田、内之浦などの地上局が利用でき、たとえ2AUという超遠距離からでも8bpsの通信が可能。地球近傍では32kbpsの高速通信に対応する。○超小型探査機の先駆けとなるかどうしてもメディア的には「小惑星探査」という点が目立ってしまうが、世界初の超小型探査機ということで、PROCYONのミッションではまず、バス技術の実証が大きな目的となる。地球から離れた深宇宙で、電源、通信、姿勢制御、軌道制御などがちゃんと機能するのか、1年をかけて確認していく。今後、PROCYONクラスの超小型探査機の用途としては、「大型探査機に複数搭載して目的地で分離する」とか、あるいは「大型探査機の前に飛ばして先行調査する」などの使い方が考えられている。米国ではPlanetary ResourcesやDeep Space Industriesなどの宇宙開発ベンチャーが小惑星からの資源採掘を計画しており、民間での活用も十分有り得るだろう。ちなみにこの「PROCYON」という名前は、こいぬ座の1等星に由来するという。こいぬ座のプロキオンは、おおいぬ座のシリウスに先駆けて東の空から昇ってくる。大型探査機の前に超小型探査機で調査するというイメージがピッタリということで、こう名付けられたそうだ。「はやぶさ2」とともに、こちらにも注目してもらいたい。
2014年11月13日最近はあんまり学歴主義って感じじゃなくなって、東大生ってだけで女子が群がることはあまりなくなっているみたいですね。それでもなかには、将来の旦那さん候補として東大生をひそかに狙っているという女子もいるはず。そこで今回は、知られているようであまり知られていない東大男子の実態について、それぞれ10人の現役東大生・東大生OBにアンケートをとりました。聞いてみたのはズバリ「東大男子が未経験なモノ」。アナタと付き合うことで、東大男子クンが初体験していくことになるいろんなものを、さっそく見ていきましょう。■1.セックス「入学時点でだいたい8割、大学卒業時点でも半分くらいが童貞って聞くね。僕は2年生のときに卒業できたけど、東大男子が未経験なことの代表格として、セックスははずせないと思う」(公務員/25才)これはワタシとしても予想通りって感じです。セックス未経験でいわゆる童貞クンが多いわけですが、童貞クンの手ほどきというのはどうでしょう・・・・・・。ワタシはちょっと大変そうで、イヤかなぁ・・・・・・。■2.そもそも恋愛が・・・「そもそも、恋愛自体未経験の人も多い。見た目とかはだんだん他の大学生とかと比べても同じようになってきてるけど、やっぱり真面目な高校時代を過ごした男子が多いのは変わらない」(出版/28才)もしかしたら、男子校出身の人が多いことも影響しているのかもしれませんね。ただでさえ同い年の女子は男子よりませているというのに、恋愛経験なしの男子と、恋愛経験ありの女子、うまく付き合っていけるか心配になりますね。■3.ファッション「服装に無頓着な人が多すぎる。ちょっとでもオシャレをすると本当にそれだけで浮いてしまう。ダサい人が多いというより、平均的なファッションが多すぎる」(法学部/22才)メガネに、チェックシャツの東大生を、いかにも東大生ということで「イカ東」なんて呼ぶそうです。まぁ、下手なファッションセンスが身についたよりも、アナタ好みの服を着せられるからそこはいいかも。■4.挫折「人生ノーミスって人がほとんどだよ。それってある意味怖いよね。自分の思い通りに行かない経験があんまりないから、そういう意味で特殊な人間」(新聞/26才)だとしたら東大男子は、きっと恋愛でとっても苦労するでしょうね。恋愛は正しいことを言えばいいわけでもないし、相手がいるので自分の思い通りにもなりません。東大男子に恋愛を通して人生の大変さを教えてあげるのはアナタかもしれません。■5.リア充「恋愛に限らず、とにかくリア充というものにあこがれてる人が多い。高校時代も、体育祭とか文化祭とか部活とか恋愛とか、いわゆる青春みたいなものを多少は犠牲にしてきた人たちだから」(教養学部/21才)東大に入って、無理にキャラと合わないチャラめのサークルに入って、髪を染める男子が多いんだとか。でも、なんだか大学に入ってから一生懸命に青春を取り戻そうとしているのは、健気でかわいくもありますね(笑)。■おわりにどうでしたか?やっぱり東大生は、とくに恋愛面での未経験が多いですね。もしもみなさんも付き合うことなどがあれば、彼らの初恋をゲットできるわけですから、大事にしてあげてくださいね!(遣水あかり/ハウコレ)
2014年08月17日東京大学(東大)は、ショウジョウバエを用いて、正常な老化に伴い嗅覚神経細胞死が生じると、特定の匂いを感じることができず、異常な行動をとる原因となることを発見したと発表した。同成果は、同大大学大学院薬学系研究科 薬科学専攻の千原崇裕 准教授、同 三浦正幸 教授、米カリフォルニア大学サンディエゴ校のJing Wang教授、米スクリプス研究所のRonald Davis教授らによるもの。詳細は「PLOS Genetics」に掲載された。老化に伴って記憶学習や認識などの脳機能が低下することの要因の1つとして、老化に伴う神経細胞の細胞死が挙げられるが、正常な老化と神経変性疾患の双方において起きており、神経変性疾患における細胞死の研究は行われてきたものの、正常な老化の過程における細胞死の研究はこれまで、ほとんど研究されていなかった。今回、研究グループはショウジョウバエをモデル動物として用いて、正常な老化における脳内の細胞死の観察を試みた。その結果、老化したショウジョウバエの神経細胞のうち、特に匂いを感知するのに重要な神経細胞「嗅覚神経細胞」で細胞死に必要な酵素「カスパーゼ」が活性化していることを確認した。ショウジョウバエには約50種類の嗅覚神経細胞があり、それぞれの神経細胞ごとに感知する匂いが異なるが、カスパーゼの活性は、「リンゴ酢や酵母の匂い」を感知する「Or42b神経細胞」に見られ、実際に老いたショウジョウバエでは、同神経細胞の数が減少していることも確認したほか、嗅覚中枢の活性化とショウジョウバエのリンゴ酢に対する行動の調査では、老化したショウジョウバエではリンゴ酢を与えても嗅覚中枢がほとんど活性化せず、リンゴ酢がある場所に集まらない(誘引されない)ことを確認したとする。また、Or42b神経細胞でカスパーゼが活性化できないようにしたショウジョウバエでは、たとえ老化してもリンゴ酢の方向へ誘引されることも確認したとする。一般に、老化に伴って匂い感覚能(嗅覚機能)は低下するほか、パーキンソン病を含む神経変性疾患においても運動機能障害に先だって嗅覚機能低下が現れることが知られている。そのため研究グループでは今回の成果について、正常な老化における神経細胞の細胞死の意義、分子機構に迫るとともに、神経変性疾患時における神経細胞の細胞死の原因、ひいてはその発症機序の理解にもがることが期待されるとコメントしている。
2014年07月03日東京大学は4月3日、運動による脂質代謝改善に関わる新たな分子機構を明らかにしたと発表した。成果は、東大大学院 農学生命科学研究科の佐藤隆一郎教授らの研究チームによるもの。研究の詳細な内容は、3月18日付けで「American Journal of Physiology Endocrinology and Metabolism」に掲載された。メタボリックシンドロームの発症には、影響として運動習慣の有無が大きい。特に運動による脂質代謝改善においては、骨格筋で「リポタンパク質リパーゼ(LPL:Lipoprotein lipase)」発現が上昇することが重要だとされる。LPLは運動により発現上昇した後に血中に分泌され、「キロミクロン」や「VLDL」などのリポタンパク質中に含まれる「トリグリセリド」を分解。その後、分解産物である脂肪酸を骨格筋細胞が積極的に取り込むことで脂質代謝が改善する仕組みだ。しかし運動後の骨格筋でなぜLPL発現が上昇するのか、分子レベルで明確にはわかっていなかった。そうした中、近年、運動による代謝改善効果を担う因子として「エネルギーセンサタンパク質(AMPK:AMP-activated protein kinase)」が注目されている。AMPKは運動によって生じる細胞内エネルギー枯渇を感知し、その回復に努める機能分子だ。今回の研究では、AMPKが核内受容体「PPAR(peroxisome proliferator-activated receptor)γ1」の発現亢進を介してLPLの発現上昇を誘導することが新たに見出され、さらにAMPKによるPPARγ1の発現亢進の一部は、mRNAの安定化という一風変わった機構により調節されていることが明らかにされた(画像1・2)。今回の研究では、斜度10°のトレッドミルを用い、マウスに対して毎分15mの速度で30分の走行運動を週5回、4週間にわたる負荷がかけられた。その結果、非運動群のマウスに比べ、運動群マウスでは骨格筋におけるPPARγ1およびLPLのメッセンジャーRNA(mRNA)量が有意に上昇することが認められたという。核内受容体であるPPARファミリーはα、β/δ、γの3種類のサブタイプが存在し、さまざまなエネルギー代謝に関わることが知られている。骨格筋においてはPPARファミリー中のPPARα、およびPPARβ/δが脂肪酸代謝関連遺伝子の発現を調節する機能を持つ。一方、PPARγは脂肪細胞において重要な働きをしているが、骨格筋における発現量は脂肪組織の10%以下であることから、その機能については不明な点が多く残されていた。そこで筋細胞におけるPPARγ1の機能を明らかにするため、培養筋管細胞「C2C12」にPPARγ1を過剰発現させ、種々の遺伝子発現応答の追跡が実施されたのである。その結果、LPL mRNAおよびタンパク質の突出した上昇が確認されたことから、PPARγ1がLPL発現を調節する因子であることが明らかになった。さらに研究チームは、運動時にPPARγ1発現を上昇させる上流因子の同定を試みることにし、そこで着目した因子が運動により活性化するAMPKというわけだ。C2C12をAMPK活性化剤である「AICAR」や「メトフォルミン」、AMPKを間接的に活性化する「H2O2」を含む培地で培養すると、PPARγ1mRNAならびにタンパク質の上昇が確認された。この上昇は、同時にAMPK阻害剤を培地に加えると解除されたことから、AMPK活性化によりPPARγ1mRNAが上昇することが明らかになったのである。さらにマウスに対して3日間にわたるAICARの投与が行われたところ、やはり骨格筋においてPPARγ1、LPL mRNAの有意な上昇が確認された。以上の結果より、運動→AMPK活性化→PPARγ1増加→LPL上昇の分子機構が明らかにされたのである。運動刺激により骨格筋はLPL分泌を上昇させ、エネルギー源となる遊離脂肪酸を細胞内に積極的に取り込む適応をしていると考えることができるという。続いて、AMPK活性化によるPPARγ1発現上昇の分子機構の解析が行われた。その結果として興味深いことに、PPARγ1mRNAは通常およそ4時間の半減期で分解するのに対し、AMPKを活性化することで半減期が12時間程度まで延伸することが判明。ここで見られたmRNA安定化は、AMPK阻害剤により抑制された形だ。PPARγ1mRNAの「3’非翻訳領域」には、半減期の短いmRNAに特徴的な「AU-rich配列」が5カ所存在し、いずれもヒト、マウス、ラットで保存されている。この結果は、AMPKがAU-rich配列を介したmRNAの分解機構を抑制する作用を持つことを示唆しているという。今回の成果により、骨格筋における、運動→AMPK活性化→PPARγ1増加→LPL上昇の分子機構が明らかとなった。AMPKは、運動のみならず食品に含まれる種々のポリフェノールなどによっても活性化されることが知られている。来るべき高齢社会において、運動が十分にできない高齢者の健康維持に、AMPK活性化能を持つ食品が活用されることが期待されるとした。
2014年04月07日東京大学は、マルチフェロイック物質におけるスピンネマティック相互作用を実験的に観測したと発表した。同成果は、東大 物性研究所附属中性子科学研究施設の左右田稔助教、益田隆嗣准教授、静岡大学 理学部の松本正茂、Paul Scherrer Institute/スイス連邦工科大学ローザンヌ校のMartin Månsson研究員、大強度陽子加速器施設 物質・生命科学実験施設(J-PARC/MLF)の河村聖子研究員、中島健次研究員、新潟大学 工学部 機能材料工学科 材料物性工学の椎名亮輔准教授らによるもの。詳細は、「Physical Review Letters」に掲載された。スピンと電気分極が同時に秩序化するマルチフェロイック物質は、電場によってスピンが直接制御可能な新しいデバイス材料として注目を集めている。これまで多くの物質では、複雑な磁気構造におけるスピン相関と電気分極との関係に注目が集まっていたが、分極間相互作用と磁気相互作用の関係は明らかにされていなかった。その中で、「Ba2CoGe2O7(Ba:バリウム、Co:コバルト、Ge:ゲルマニウム、O:酸素)」は、電気分極がスピン演算子の対称2次テンソル(いわゆるスピンネマティック演算子)というシンプルな形で表される珍しい物質として、また、分極間相互作用と磁気相互作用の関係を解明できる物質として着目されていた。今回、研究グループでは、中性子磁気散乱と磁化測定を行うことにより、スピンネマティック相互作用の存在を観測することに成功した。さらに、中性子磁気スペクトルの解析により、電気分極の誘電エネルギーを決定するという試みが行われた。誘電エネルギーの大きさも示すスピンネマティック相互作用定数は、電場によるスピンの制御のしやすさを表しているため、マルチフェロイックデバイスの性能示数となっているとした。今後、Ba2CoGe2O7を用いて電場によるスピン制御の実験や、小さな磁気異方性を有するマルチフェロイック物質の探索などを行っていくことが重要になるとコメントしている。
2014年03月28日