転写の瞬間を撮影して、生物学上の長年の謎を解決！
生命の設計図、ゲノムDNAは糸巻きのようなタンパク質に巻き付いて、細胞の核の中にコンパクトに収納されています。DNAの中にある遺伝子を読み取るときにはDNAを糸巻きから外す必要がありますが、外した後の糸巻きがどうなるかは謎でした。関根 俊一 チームリーダーらの研究グループは、外れた糸巻きが元通りになるまでの一連の過程を撮影することに成功し、この謎を解決に導きました。 遺伝子発現に潜む謎 私たちの細胞の中にある染色体46本分のDNAを全部つなぐと、約2メートルの長さになる。DNAは「ヒストン」というタンパク質に2周ほど巻き付いて「ヌクレオソーム」という小さな構造をつくる。膨大な数のヌクレオソームが数珠つなぎになったものが「クロマチン」である。「クロマチン構造は、長大なDNAを小さな核の中に収納する仕組みであるとともに、DNAのどの部分をいつ働かせるかということを制御する重要な機能を担っていま
“π”で探る真空の秘密
理化学研究所（理研）仁科加速器科学研究センター 加速器基盤研究部の西 隆博 研究員、中間子科学研究室の板橋 健太 専任研究員（開拓研究本部 岩崎中間子科学研究室 専任研究員）、奈良女子大学 理学部 数物科学科の比連崎 悟 教授、鳥取大学 農学部 生命環境農学科の池野 なつ美 講師、大阪大学 核物理研究センター 核物理理論研究部門の野瀬-外川 直子 協同研究員らの国際共同研究グループは、π（パイ）中間子[1]が原子核に束縛されたπ中間子原子の精密測定を行い、真空が空っぽの空間ではなく、見えない構造を隠し持つことを示す実験結果を得ることに成功しました。 一般に真空は、「空（から）」の空間を意味しますが、現代物理学の理論によると、宇宙がビッグバン以降広がりながら冷えていく過程で、クォーク[2]と反クォーク[2]の対が空間に凝縮（クォーク凝縮[3]）し、真空を満たした状態です。この理論は物質の質量
「量子もつれ」における重大な性質を新発見
現在、世界各国で研究開発が進められている量子コンピュータ。量子計算をする上で不可欠なものに「量子もつれ」という物理現象があります。量子もつれには謎が多く、その解明は量子コンピュータの発展に大きく寄与します。このような中、量子もつれの重大な性質の一つを理論的に明らかにしたのが、桑原知剛理研白眉研究チームリーダー（白眉TL）です。 謎の多い「量子もつれ」という物理現象 量子とは粒子と波の性質を併せ持つ、極めて小さな物質やエネルギーの単位のことをいう。このようなミクロな世界での物理現象を記述するのが量子力学であり、その中の奇妙な現象の一つに「量子もつれ」がある。量子もつれとは、2個以上の量子が古典力学では説明できない不思議な相関を持つことをいう。 桑原白眉TLはこう話す。「例えば、量子にはスピンという自転のような性質があり、スピンは上向きと下向きの2通りしかないことが知られています。ここで、上向
半導体量子ビットの能動的な雑音抑制に成功
理化学研究所（理研）創発物性科学研究センター量子機能システム研究グループの中島峻研究員、野入亮人特別研究員、米田淳研究員（研究当時）、樽茶清悟グループディレクター、東京大学大学院工学系研究科の川崎賢人氏（研究当時）、理研創発物性科学研究センター量子システム理論研究チームのダニエル・ロスチームリーダー（バーゼル大学物理学科教授）、ルール大学ボーフム校のアンドレアス・ウィック教授らの国際共同研究グループは、半導体量子コンピュータ[1]への応用が期待される電子スピン[2]量子ビット[3]への固体素子中の雑音を能動的に抑制することで、量子ビットの制御エラーを劇的に低減することに成功しました。 本研究成果は、量子コンピュータの大規模化に必要とされる制御回路の設計指針と、量子ビットのさらなる高性能化への道筋を示したといえます。 汎用量子コンピュータの実現には、量子ビットを高精度に制御することが必要不可
新しい機能性ポリマーの開発に成功 | 理化学研究所
理化学研究所（理研）環境資源科学研究センター先進機能触媒研究グループの侯召民グループディレクター（開拓研究本部侯有機金属化学研究室主任研究員）、ハオビン・ワン特別研究員、ヤン・ヤン特別研究員、西浦正芳専任研究員（開拓研究本部侯有機金属化学研究室専任研究員）らの共同研究チーム※は、希土類金属[1]触媒を用いることにより、極性オレフィン[2]とエチレンとの「精密共重合[3]」を達成し、乾燥空気中のみならず、水や酸、アルカリ性水溶液中でも自己修復性能や形状記憶性能を示す新しい「機能性ポリマー」の創製に成功しました。 本研究成果は、さまざまな環境で自己修復可能で、かつ実用性の高い新しい機能性材料の開発に大きく貢献すると期待できます。 今回、共同研究チームは、独自に開発した希土類触媒を用いることにより、エチレンとアニシルプロピレン類[4]との精密共重合に初めて成功し、得られた新しいポリマーが高い伸び
ミミズの筋肉を搭載した小型ポンプを開発 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
送液の働きをするポンプは、微量サンプルの分析や体内埋め込み装置の開発など最先端研究分野において、小型化が求められています。しかし従来法では、電源やワイヤーなどが不可欠なため小型化には限界があります。そこで、理研を中心とした研究チームは、小型ポンプの材料に生体筋肉組織を利用したらどうかと考えました。生体組織なら、電力ではなく栄養や酸素という化学エネルギーのみで機能を発揮でき、使用後に材料は自然に還元されるので、クリーンテクノロジーの目的にもかなっています。 研究チームは、生体組織の中でミミズの体壁筋に着目しました。ミミズは太く短くおよび細く長くできるような体節からなり、これらの体節を交互に動かすことで移動します。ミミズの体壁筋は収縮力に優れるだけでなく、制御性や応答速度にも長けています。 まず、ミミズ筋肉シートの電気刺激に対する収縮力を測定したところ、最大9.3ｍN、収縮するまでの応答時間は
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
磁束が超伝導材料の細線を量子的にトンネルする現象を確認 | 理化学研究所
ポイント CQPS効果を証明するエネルギーバンドギャップを初めて確認 ジョセフソン接合を用いない新しい超伝導磁束量子ビット試作に成功 電気標準の分野に画期的な新基軸を生み出す量子電流標準の実現に期待 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）と日本電気株式会社(NEC 代表取締役 執行役員社長 遠藤信博)は、コヒ―レント量子位相スリップ（CQPS）効果※1により磁束が完全反磁性に反して量子※2的に超伝導材料をトンネル（透過）する現象を実験で証明しました。長年にわたり予言されていた超伝導現象の重要な理論を初めて実証すると同時に、量子電気標準系※3で欠けていた「量子電流標準」※3の実現などの応用に道を開くことになります。 これは理研基幹研究所（玉尾皓平所長）物質機能創成研究領域 単量子操作研究グループ 巨視的量子コヒーレンス研究チームのツァイ ヅァオシェン（蔡 兆申）チームリーダー（NEC中央研究所
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