共同発表：炭素の結び目、初の合成～複雑な幾何学構造をもつナノカーボンへ大きな一歩～
ポイント ベンゼンが連なったリングに結び目や絡み目を作る新しい合成法を開発した。 リング同士が鎖のように連結して絡み目をもった「オールベンゼンカテナン」と、結び目をもつリング「オールベンゼンノット」を世界で初めて合成し、構造を決定した。 複雑な幾何学構造をもつナノカーボンを設計・合成するための大きな一歩となる。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、ＥＲＡＴＯ 伊丹分子ナノカーボンプロジェクトの伊丹 健一郎 研究総括（名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所（ＷＰＩ－ＩＴｂＭ） 拠点長／教授）、瀬川 泰知 化学合成グループリーダー／研究総括補佐（名古屋大学 大学院理学研究科 特任准教授）、桑山 元伸 技術員らの研究グループは、炭素の絡み目「オールベンゼンカテナン」と、炭素の結び目「オールベンゼンノット」の世界初の合成に成功しました。 グラフェンやカーボンナノチューブなどナノメート
リグニンのない木質を形成 ～植物の二次細胞壁を一次細胞壁に置き換えることに成功～
ポイント 植物の一次細胞壁の形成を制御する遺伝子を発見。 発見した遺伝子の導入により木質（二次細胞壁）のかわりにリグニンがほぼない一次細胞壁の蓄積に成功。 低環境負荷型の木質バイオマス由来の燃料や化成品の高効率生産への貢献に期待。 国立研究開発法人 産業技術総合研究所【理事長 中鉢 良治】（以下「産総研」という） 生物プロセス研究部門【研究部門長 田村 具博】 植物機能制御研究グループ 坂本 真吾 研究員、光田 展隆 研究グループ長らは、メルボルン大学、ブリティッシュコロンビア大学などと共同して、新しく同定した一次細胞壁注１)形成を制御する遺伝子を使い、従来の木質（二次細胞壁）注２）のかわりにリグニン注３）がなく極めて酵素糖化性注４）の高い細胞壁を高蓄積させることに成功した。 植物の細胞壁は、どの細胞にも普遍的な一次細胞壁と、強度を必要とする細胞（道管や繊維細胞）に蓄積する二次細胞壁（木質
共同発表：遠隔二人羽織ロボット「Ｆｕｓｉｏｎ」他者の視点に寄りそう遠隔共同作業システムを開発
ポイント 複数人での動作や技能の共有のため、ロボットヘッドとロボットアームを搭載した遠隔共同作業システム「Ｆｕｓｉｏｎ（フュージョン）」を開発しました。 従来のテレイグジスタンス注１）やテレプレゼンスロボット注２）では難しかった視点共有を伴った共同作業を実現しました。 地理的に離れた状況下での身体を介した共同作業や技能学習への応用が期待できます。 社会性や専門的なコンテキストを含んでいる複数人での動作や技能の共有において、身体的な情報と紐づいた効果的なコミュニケーションは重要な要素になります。しかし、遠隔でのコミュニケーションとなると、動作の共有は視覚的な情報に制限されます。本研究では、ウェアラブルロボットを用いて遠隔地から他者の身体に働きかけ、二人羽織のように他者の身体を操作することでコミュニケーションできる遠隔共同作業システム「Ｆｕｓｉｏｎ（フュージョン）」を開発しました。 開発したシ
共同発表：世界初、思うだけで操れる３本目の腕～同時にいろいろこなせる人になる訓練用としても期待～
ＩｍＰＡＣＴプログラム「脳情報の可視化と制御による活力溢れる生活の実現」では、脳情報の可視化と制御の技術開発を進め、健康な脳をいつまでも維持できる社会を実現することを目指しています。 西尾主幹研究員が牽引するプロジェクトは、脳情報とアンドロイド・ロボット注２）（以下、アンドロイド）を組み合わせることで、人の持つ能力を拡大しようとするものです。今回の成果は、ＢＭＩにより、人の身体能力を技術的に拡大できる可能性を示しました。これは、人の身体・認知機能を維持・強化する仕組みの解明の糸口でもあり、科学的な発見にとどまらず、新たな脳情報サービス創出への大きな一歩を踏み出せたと考えています。 ＜研究の背景と経緯＞ ＩｍＰＡＣＴ山川プログラムでは、脳の健康に関する科学研究と産業界の相乗効果による、世界に先駆けた新産業創出を目指しています。その一環として、アンドロイドが人の脳に及ぼす効果の検証と、この効果
共同発表：ウイルスでできた熱伝導フィルムを開発～室温で乾かすだけ、緻密に整列集合～
ポイント 有機系高分子材料は一般に熱伝導性が低く、電気・電子機器の速やかな放熱には従来不適だった。 核酸の周囲にたんぱく質が規則的に集合化した高分子集合体である繊維状ウイルスでフィルムを作製し、優れた熱伝導材となることを解明。 高い熱伝導性を持つ有機系高分子材料の簡便な作製方法の確立と、それに基づく新しい熱輸送の機構の解明に期待。 東京工業大学 物質理工学院 応用化学系の澤田 敏樹 助教、芹澤 武 教授、村田 裕太 大学院生（開発当時）らは、同学院 材料系の森川 淳子 教授、応用化学系の丸林 弘典 助教、野島 修一 教授との共同で、無毒でひも状の構造をもつウイルス（繊維状ウイルス）を集合化させて構築したフィルムが熱伝導材として機能することを発見した。 有機系高分子材料は一般に熱伝導性が低く、電気・電子機器の速やかな放熱には従来不適であった。その熱伝導性を向上させるには、向きを揃えて分子を並
不可能立体の進化～脳が生み出す不条理の世界～
杉原厚吉 （明治大学先端数理科学インスティテュート） 2016-05-30 JST理事長定例記者説明会 不可能立体の進化 ～脳が生み出す不条理の世界～ CREST「数学」領域「計算錯覚学の構築」（2010～2015） 錯視（目の錯覚）の研究 錯視は、普段の生活で役に立っている目の機能が、 極端な形で現れたもの。だから、その研究は、目で物を 見る仕組みを調べる視覚科学の中心的テーマ。 計算錯覚学 錯覚の仕組みを、数学を使って調べる。 錯覚の強さをコントロールできるようになる。 錯覚の最小化による安全な生活環境の整備 錯覚の最大化によるエンタテインメント素材の提供 不可能立体 立体を知覚する場面で生じる錯視 新しい立体錯視が次々と発見されている（進化） 2015年ベスト錯覚コンテスト準優勝作品 私たちは、画像を見て立体の形を理解したつもりに なりますが… 2015年ベスト錯覚コンテスト準優勝作
共同発表：虫歯菌の酵素からポリエチレンテレフタレートやナイロンを越える高耐熱性樹脂の開発に成功
ポイント 虫歯菌が歯垢（バイオフィルム）を作る時の酵素を利用し、極めて珍しい高分子多糖類である完全直鎖状のα－１，３－グルカン（ポリマー）を試験管内で、酵素重合することに成功しました。 ポリマーは水系・ワンポット合成により生産され、合成されたポリマーは水に不溶で容易に回収できることから環境にやさしく、さらに、合成速度が速く、反応温度と酵素濃度により自在にポリマーの分子量を制御することも可能です。 合成したポリマーは、簡単なエステル化により、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やナイロンよりも優れた熱的性質を持ち、フィルムや繊維にも成型加工が可能なことから、エンジニアリンプラスチックとしてさまざまな分野での利用が期待されます。 虫歯菌が歯垢（バイオフィルム）注１）を作る時の酵素を利用し、安価なスクロースを原料として、試験管内で水系・ワンポット合成注２）により、極めて珍しい構造を有する完全直鎖
機構報 第1195号：高温でも使える、光で剥がせる接着材料の開発に成功
＜研究の背景と経緯＞ 光で物質の性質をコントロールすることは、すでに社会で使われている重要な技術です。例えば、光を当てると物質が固まる光硬化樹脂は、１９６０年代から接着・封止・コーティングなどの幅広い用途で産業利用されています。これと対照的に、「光を当てると溶ける」物質は、これまでに記録材料などに使われており、近年では、光で剥がせる仮固定用の接着材料として応用が期待されています。 しかし、光で溶ける物質を「光で剥がすタイプの接着材料」として用いるには、以下の困難な諸要件を満たす高度な機能材料の開発が必要でした。すなわち、１）高温でも十分に高い接着力を示す、２）光照射によって接着力が大幅に減少する、３）少ない光量で迅速な剥離を達成できることです。仮固定用途に使われている従来の「熱で剥がすタイプの接着剤（ホットメルト型接着材料）」が使用できない高温でも仮固定接着が可能で、さまざまな製造工程への
共同発表：オスらしさを高めるフェロモンをマウスで発見～フェロモンに新しい概念～
ポイント ＥＳＰ１というオスのフェロモンは、メスには性行動促進、オスには攻撃性亢進という異なったアウトプットを引き起こすということを明らかにしました。 ＥＳＰ１は他のオスに対して攻撃を促す機能を持つだけでなく、分泌している自分自身に対しても攻撃性を高めるために働いているということがわかりました。 性フェロモンが異性に作用するだけでなく、同性の他個体や、さらには分泌する自分自身にも作用するという、フェロモンの新しい概念を提供する発見です。 オスマウスの涙には、ＥＳＰ１注１）というフェロモン注２）が含まれることが知られています。外に分泌されたＥＳＰ１は、メスの鼻の下部にある鋤鼻器官注３）を刺激して、メスの性行動を促進させます（Ｈａｇａ ｅｔ ａｌ． Ｎａｔｕｒｅ ２０１０）。しかし、他のオスに対してどのような作用があるかは不明でした。本研究では、ＥＳＰ１が、尿の存在下、オスに攻撃を促す効果があ
共同発表：低濃度の金属廃液から金とパラジウムを効率的に回収
ポイント 高温・酸性条件の硫酸性温泉に生息する紅藻は、強酸性条件下でも、濃度０．５ｐｐｍ（０．００００５％）の金とパラジウムを高い効率で回収することを見いだしました。これは、活性炭やイオン交換樹脂が吸着可能な濃度（５－３０ｐｐｍ）の１／１０以下の低濃度であっても回収が可能であることを示します。 金やパラジウムの１０倍近い濃度の銅を含む実際の金属廃液からでも、酸濃度を０．６Ｍ（モル濃度）程度にすることで、金とパラジウムを選択的に短時間で吸着回収、溶出できることも確認しました。 環境に優しい効率的な回収方法の実用化に有望な研究成果です。 国立大学法人 筑波大学（以下、筑波大学） 生命環境系の蓑田 歩 助教らは、硫酸性温泉に生息する紅藻ガルディエリア・スルフラリアGaldieria sulphurariaの細胞表層が、強酸性条件下でも高い効率で、金とパラジウムを吸着することを見いだしました。 金
共同発表：フラーレンＣ７０に水分子を閉じ込めることに成功
フラーレンＣ７０に水分子を閉じ込めることに成功 ～水分子の挙動観測に成功し、新機能物質の開発に期待～ ポイント 炭素原子７０個が球状に結合しているフラーレンＣ７０の内部に水分子を閉じ込める手法を開発した。 水の基礎的物性の解明やフラーレンＣ７０物性制御に道筋を付けることが可能となった。 有機薄膜太陽電池の性能向上や生理活性素材の開発などの多彩な応用開発が期待できる。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、京都大学 化学研究所の村田 靖次郎 教授らは、炭素原子が球状に結合しているフラーレンの一種であるＣ７０注１）の内部に水分子を閉じ込めることに成功しました。 水は生命にとって最も身近かつ重要な物質であり、水分子（Ｈ２Ｏ）から構成されています。しかし、１個、あるいは２個の水分子を取り出して、その基礎的物性を明らかにする研究はほとんどありませんでした。 今回、京都大学の研究グループでは、フラー
共同発表：「お化け」遺伝子を呼び出す「こっくりさん」タンパク質の発見～昆虫のステロイドホルモン生合成に関わる新知見～
ポイント キイロショウジョウバエを用いた研究から、ステロイドホルモンであるエクジステロイド（脱皮ホルモン）生合成器官での遺伝子の発現調節に重要な役割を担う新規タンパク質を発見しました。 ステロイドホルモン生合成に関わる１つの遺伝子のみの発現調節を担う転写因子の発見は、無脊椎動物で初めての事例です。 動物のステロイドホルモン生合成メカニズムとその進化について新知見を与えると共に、昆虫のみに作用する農薬の開発ターゲットとなることが期待されます。 国立大学法人 筑波大学 生命環境系の丹羽 隆介 准教授、同生命領域学際研究センターの深水 昭吉 教授と廣田 恵子 助教、島田 裕子 研究員、同生命環境科学研究科の大学院生の小村（加和） 達也と山内 理恵子、国立研究開発法人 農業生物資源研究所の篠田 徹郎 ユニット長らは、キイロショウジョウバエを用いて、昆虫の発育に必要なステロイドホルモン注１）の生合成
共同発表：溶けないもの同士が反応する！？～溶媒としての水が化学反応の新たな可能性を切り拓く～
ポイント 反応基質や触媒を可溶化させるより、反応媒体として水を用いることで創出された“溶けない”状態により、触媒的不斉合成がきわめて円滑かつ高立体選択的に進行することを見いだした。本発見は、生体反応（酵素反応）の真の理解に通じる可能性がある。 従来、化学反応は、反応基質や触媒を溶解して行うのが常識とされてきた。したがって、脂溶性の反応基質を用いる場合（多くの有機反応）は、反応基質を溶かすために有機溶媒が用いられてきた。 本研究成果は有機溶媒を用いる既存の手法より優れた活性と選択性を実現しており、溶媒として水を積極的に活用することで有機合成を新たな次元へと発展させることが期待される。 東京大学 大学院理学系研究科の小林 修 教授らの研究グループは、触媒や原料を溶解させるよりも溶媒量の水を用いて敢えて“溶けない”状態を作り出すことにより高い触媒活性と高い選択性が得られることを見いだした。 同研
共同発表：ヒト培養細胞内でたんぱく質の大量合成に成功～環状ｍＲＮＡを用いた終わりのない回転式たんぱく質合成反応を実現～
ポイント ヒト培養細胞内で、環状ｍＲＮＡを鋳型としたたんぱく質の大量合成に成功した。 環状ｍＲＮＡはたんぱく質合成のためにキャップ構造やポリＡ鎖を必要としない。 たんぱく質の新しい大量合成法として、産業・医療応用が期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、名古屋大学 大学院理学研究科の阿部 洋 教授（理化学研究所 伊藤ナノ医工学研究室 客員主管研究員）、阿部 奈保子 博士研究員らは、ヒト培養細胞内で環状ｍＲＮＡ注１）から終わりのないたんぱく質合成が起きることを見いだしました。 産業や医療への利用を視野に、真核生物注２）においてたんぱく質を大量合成する技術の開発が望まれていました。しかし原核生物注２）とは異なり、真核生物のたんぱく質合成系は複雑な構成要素からなるため、いまだにそのメカニズムは完全には明らかになっていません。真核生物のたんぱく質合成系で鋳型となるｍＲＮＡは通常は線状
共同発表：糖分を細胞内に輸送する膜たんぱく質の立体構造と動きを解明～肥満やがんの抑制策に役立つ新たな知見～
ポイント 抗体を用いる独自の結晶化技術により、ヒト・哺乳類において糖分子を細胞内に輸送する膜たんぱく質の立体構造を解明した。 膜たんぱく質が柔軟に立体構造を変化させて、特定の糖分子を選択的に細胞内に取り込む仕組みが分かった。 肥満やがんを抑制する薬剤の分子設計などにつながる基盤情報が得られた。 京都大学 大学院医学研究科 野村 紀通 助教、岩田 想 教授らは、ヒト・哺乳類において細胞内に果糖を選択的に輸送するＧＬＵＴ５（グルットファイブ）注１）という膜たんぱく質の立体構造を解析し、ＧＬＵＴ５が細胞膜において細胞の外側に向けて開いた状態（以下、「外開き」）と内側に向けて開いた状態（以下、「内開き」）の２つの立体構造を介して果糖を細胞内に輸送していることを明らかにしました。 ブドウ糖や果糖などの糖分子は生命維持に必須ですが、食物中の糖分子は糖輸送体という膜たんぱく質を介して、細胞内に取り込まれ
共同発表：天然に豊富なカルボン酸を効率よくアルコールに変換する触媒を開発～再生可能な資源として炭素循環社会の実現に貢献～
ポイント カルボン酸をアルコールに変換する反応は困難で、副生成物が多いという問題があった。 副生成物が少なく、多くの種類のカルボン酸をアルコールに変換できる触媒を開発し、水素化反応をしやすくする重要な触媒構造を見いだした。 天然に豊富にあるカルボン酸を資源として、炭素循環型社会の実現に貢献できる。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業の一環として、名古屋大学 大学院理学研究科の斎藤 進 教授らは、多様なカルボン酸注１）をアルコールに変換（水素化注２））できる触媒を開発しました。 カルボン酸は、酢酸やアクリル酸などを始め、私たちの身の回りに豊富に存在する物質です。このカルボン酸を、燃料や医薬品など多くの用途に利用できるアルコールに変換する「水素化」は、水しか排出しないクリーンな反応です。そのため、カルボン酸を水素化する触媒はこれまで精力的に開発されてきましたが、カルボン酸は安定した構造のため反応に
共同発表：肥満によって炎症性疾患のリスクが高まる原因分子を発見
ポイント 肥満によって自己免疫疾患を含む炎症性疾患の発症リスクが高まると言われていたが、そのメカニズムは不明であった。 肥満患者に高発現する脂肪酸合成酵素「ＡＣＣ１」が自己免疫疾患を悪化させる分子メカニズムを解明しました。 ＡＣＣ１を制御すれば、肥満によって引き起こされる自己免疫性炎症疾患の治療への道が開けると期待される。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業において、千葉大学 医学研究院の遠藤 裕介 特任講師、中山 俊憲 教授らのグループは、同大学医学研究院の細胞治療内科学 横手 幸太郎 教授のグループと共同で、肥満患者に高発現している脂肪酸合成酵素「ＡＣＣ１」が自己免疫疾患注１）を引き起こす作用があることを発見しました。 食習慣、生活習慣の変化や運動不足に伴い世界規模で“肥満”患者が増加しています。肥満、特に内臓脂肪蓄積を伴う肥満症注２）は、糖尿病、脂質異常症、高血圧などのいわゆる生活習慣病
共同発表：水をくんで調べれば、生息する魚の種類が分かる新技術を開発～魚類多様性の調査にもビッグデータ解析時代の到来～
水をくんで調べれば、生息する魚の種類が分かる新技術を開発 ～魚類多様性の調査にもビッグデータ解析時代の到来～ ポイント 海や川などに生息する魚の種類を調べるには大きな労力と費用がかかっていた。 環境ＤＮＡから魚種を判定できる技術を開発し、その性能を水族館で検証した。 将来、魚を捕獲せずに魚類多様性のモニタリングが可能になる。 ＪＳＴ 戦略的創造研究推進事業（ＣＲＥＳＴ）の一環として、千葉県立中央博物館の宮 正樹 主席研究員、東北大学、東京大学、沖縄美ら島財団、神戸大学、龍谷大学、北海道大学からなる研究グループは、魚から体表の粘液や糞などとともに水中に放出されたＤＮＡ（環境ＤＮＡ）を分析することによって、ＤＮＡを放出した魚の種類を判定する技術を開発しました。 海や川や湖沼に生息する魚の種類を調べるには、水中に潜って魚を観察したり、網などの漁具を使って魚を捕るなど、多大な労力と費用がかかる上に
共同発表：混ざり合わないポリマーを完全に混ぜる手法を開発～プラスチックの持つ機能を飛躍的に向上～
京都大学（総長：山極 壽一）の研究グループは、九州大学（総長：久保 千春）および東北大学（総長：里見 進）の研究グループと協力し、多孔性物質注１）を鋳型とすることで、絶対に混ざり合わないと言われていたポリマー注２）を分子レベルで完全に混ぜ合わせる手法を開発しました。 植村 卓史 京都大学 大学院工学研究科 准教授、北川 進 同大学 物質－細胞統合システム拠点（ｉＣｅＭＳ＝アイセムス） 拠点長・教授らの研究グループは、無数のナノ空間を有する多孔性金属錯体（ＰＣＰ）の細孔内で異なる種類のポリマーを順次合成し、得られた複合体からＰＣＰのみを除去することで、数ナノメートル以下のレベルで混合されたポリマーブレンド注３）を取り出すことに成功しました。構造や性質が大きく異なるため、常識的には混合することはないポリマーの組み合わせでも、分子レベルで混合できることを証明し、本手法の高い一般性も示されました。
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