多様な魚の遡上が川の生態系を支えている 回遊魚の「おしっこ」は川の生物の大切な栄養源
海や湖にそそぐ自然のつながりの保たれた川には、海や湖からさまざまな回遊魚が産卵などの為に遡上してきます。これら多様な回遊魚の存在は川の生態系にどのように影響しているのでしょうか。 倉澤央 生態学研究センター修士課程学生（研究当時）、大西雄二 総合地球環境学研究所特任助教、宇野裕美 東北大学准教授らのグループは、琵琶湖にそそぐ川を対象に、綿密な野外調査による魚の遡上実態の解明と魚に由来する栄養塩の化学・安定同位体比分析を行いました。その結果、琵琶湖から遡上する多様な回遊魚が排泄する「おしっこ」が、一次生産者の生育に不可欠なリンや窒素などの栄養塩を河川生態系に供給することで河川の生物群集を支えていること、多様な魚種が季節をおって順に遡上することで年間8か月もの間その効果が持続することを明らかにしました。この成果は自然の生態系のつながりおよび大移動する動物の存在とその多様性が生態系全体に果たす役
大地震発生直前に観察される電離層異常発生の物理メカニズムを発見―地殻破壊時に粘土質内の水が超臨界状態となることが鍵―
梅野健 情報学研究科教授、水野彰 同研究員、高明慧 同専門業務職員（研究当時）らの研究グループは、大地震発生直前に観察される電磁気学的異常を地殻破壊時の粘土質内の水が超臨界状態であることにより説明する物理メカニズムを発見しました。今まで、2011年東北沖地震、2016年熊本地震などの大地震発生直前に震源付近の電離層上空に異常が観測されたことが報告されていましたが、なぜ大地震発生直前の電離層に異常が生じるかを明確に説明する物理モデルの報告はなく、幾つかの仮説が提唱されているのみでした。 本研究グループは、プレート境界面には、すべりやすいスメクタイトなどの粘土質が存在し、その粘土質の中にある水が地震発生前の高温高圧下で超臨界状態となり、電気的な性質が通常の水と異なり絶縁性となり、電気的特性が急に変化することで電磁気学的異常が生成することを初めて提案し、電離層への影響を大気の静電容量によりモデル
幼児期の感情制御は腸内細菌叢と関係する－ 腸内細菌叢を活用した新たな発達支援を目指して－
自己の欲求などをコントロールする感情制御は、前頭前野の急激な発達により、幼児期に顕著に発達します。この時期の感情制御は、将来（成人期）の社会経済力を予測することもわかっています。しかし、この時期の感情制御には大きな個人差がみられ、それに関連する要因については不明なままです。最近、「脳―腸―腸内細菌叢相関」という双方的な関連から中枢神経機能をとらえる研究が注目を集めています。成人を対象とした研究では、腸内細菌叢は身体の健康のみならず、こころの健康（不安やうつ）にも関連することが示されていますが、乳幼児を対象とした研究はほとんど行われていません。 明和政子 教育学研究科教授、藤原秀朗 同博士後期課程、萩原圭祐 大阪大学特任教授らの共同研究グループは、3～4歳の日本人幼児257人を対象に、感情制御を含むいくつかの種類の認知機能が、腸内細菌叢や食習慣とどのように関連するかを検討しました。その結果、
カエルとヘビの膠着状態のメカニズムを説明 －双方にとって後手に回って行動することが有利となる－
西海望 理学研究科 博士課程学生（現・基礎生物学研究所・日本学術振興会特別研究員）、森哲 同准教授は、カエルとヘビが対峙したまま動きを止める現象が、双方の適応的な意思決定によって成り立つことを明らかにしました。 捕食者と被食者が対峙したとき、先手を取った側が有利であると一般的に考えられてきました。しかし、トノサマガエルとシマヘビにおいては、先手で動き始めると相手の対抗手段に対して脆弱になってしまうことが明らかになりました。そして、双方ともに後手に回ろうとした結果、我慢比べのような膠着状態が生じうることが示されました。また、この先手が不利となる状況の成立は両者間の距離に依存しており、トノサマガエルとシマヘビは、距離に応じて先手を取るかどうかを適切に選択していることが明らかになりました。 本研究成果は、捕食者と被食者の戦略に新たな視点を提起するものです。また、恐怖で動けないことの喩えとして用い
情報量は宇宙トンネルの断面積 －ミクロな情報量を計算する幾何学的公式の発見－
梅本滉嗣 基礎物理学研究所修士課程学生と高柳匡 同教授は、量子ビットの「Entanglement of Purification」（純粋化量子もつれ）と呼ばれる情報量を計算する新しい幾何学的公式を発見しました。 本研究成果は、2018年3月26日に国際学術誌「Nature Physics」にオンライン掲載されました。 量子もつれの量を幾何学的に計算する公式を著者の一人 ( 高柳 ) がポスドク時代に発見してから１０年以上経過しました。この研究成果は、「宇宙が量子ビットで創られている」という新しいアイデアを生み出し、最近では世界中で活発に研究が進められている大きな研究テーマとなっています。しかし、この発見は氷山の一角に過ぎませんでした。ずっと一般的な公式が存在することが予想されていたにも関わらず、なかなか明確な答えを得ることができなかったのです。ところが、今回、修士課程学生（梅本）の鋭い洞察
見られていると絶縁体が安定化する －観測による量子多体状態の制御技術を確立－
富田隆文 理学研究科博士課程学生、高橋義朗 同教授、段下一平 基礎物理学研究所助教らの研究グループは、レーザー光を組み合わせて作る光格子に極低温の原子気体（レーザー冷却、蒸発冷却などを施し、真空容器中の気体を絶対温度でナノケルビンの温度にまで液化・固化させることなく冷却させたもの）を導入し、周囲の環境との相互作用によるエネルギーや粒子の出入り（以下、散逸）が量子相転移（圧力や磁場などを変化させた際に量子力学的なゆらぎにより物質の状態が異なる状態へと変わること）に与える影響を観測することに、世界で初めて成功しました。 本研究成果は、2017年12月23日午前4時に米国の科学誌「Science Advances」に掲載されました。 極低温原子気体を用いた量子シミュレーションは21世紀に始まった比較的新しい研究方法で、いまなお大きな発展の可能性を秘めています。今回の研究でシミュレートした開放量子
獲得形質は遺伝する？ －親世代で受けた環境ストレスが子孫の生存力を高める－
今回発見した現象は、環境変化を経験した個体が子孫に対して適応力を授けるという、種の生存戦略の一つである可能性が考えられます。また本研究成果は、ブラックボックスが多かった「獲得形質の遺伝」現象のメカニズムについて、組織間コミュニケーションを介したエピジェネティック制御という新規の枠組みを提示するものであり、当該分野のさらなる発展に寄与することが期待されます。 概要 生物学では長らく、後天的に獲得した形質は遺伝しないと考えられていました。ところが近年になって、その通説を覆すような事象がいくつか報告されるようになりました。例えば、高カロリー食により肥満になった父ラットから生まれた娘ラットが、通常食で育ったにもかかわらず糖尿病の症状を示すという報告が挙げられます。このように、親が生育した環境によって子供の表現型が変化を受ける可能性が示唆されているものの、それがどのようなメカニズムで生じるのかについ
世界初となるソバの全ゲノム解読に成功 －ソバの安全性、高品質性、収量安定性の鍵となる遺伝情報の発見－
安井康夫 農学研究科助教を中心とする京都大学および石川県立大学、公益財団法人かずさDNA研究所、農研機構、新潟薬科大学の研究グループは、共同でソバの全ゲノム（生物の設計図）の解読に世界に先駆けて成功しました。 本研究成果は国際科学専門誌「DNA Research」電子版（日本時間2016年3月31日午前0時）に掲載されました。 今回の結果は低アレルゲン性、難褐変性、もち性、自殖性などの有用な特性を持った品種開発の加速化につながります。さらに今回構築したソバのゲノムデータベース（Buckwheat Genome DataBase, BGDB; http://buckwheat.kazusa.or.jp ）を活用して他の植物で既知の有用遺伝子を検索し、また得られたゲノム配列情報をもとにして未解明の遺伝子を同定することにより、既存のソバの品質をより向上させることができると期待されます。 概要 蕎
幸福の神経基盤を解明
佐藤弥 医学研究科特定准教授らの研究グループは、主観的幸福の神経基盤について、脳の構造を計測する磁気共鳴画像（MRI）と幸福度などを調べる質問紙で調べました。その結果、右半球の楔前部（頭頂葉の内側面にある領域）の灰白質体積と主観的幸福の間に、正の関係があることが示されました。つまり、より強く幸福を感じる人は、この領域が大きいことを意味します。また、同じ右楔前部の領域が、快感情強度・不快感情強度・人生の目的の統合指標と関係することが示されました。つまり、ポジティブな感情を強く感じ、ネガティブな感情を弱く感じ、人生の意味を見出しやすい人は、この領域が大きいことを意味します。こうした結果をまとめると、幸福は、楔前部で感情的・認知的な情報が統合され生み出される主観的経験であることが示唆されます。主観的幸福の構造的神経基盤を、世界で初めて明らかにする知見です。 本研究成果は、2015年11月20日に
どうして正直者と嘘つきがいるのか？ －脳活動からその原因を解明－
阿部修士 こころの未来研究センター特定准教授らの研究グループは、機能的磁気共鳴画像法と呼ばれる脳活動を間接的に測定する方法と、嘘をつく割合を測定する心理学的な課題を使って、正直さ・不正直さの個人差に関係する脳の仕組みについて解明しました。 本研究成果は、米国科学雑誌「Journal of Neuroscience」誌の電子版にて公開されることになりました。 人生の中で嘘をついてしまうことは、誰しもが経験することです。 今回の研究では脳の側坐核のはたらきと、正直さの個人差が密接に関連していることが明らかとなりました。 ただし、側坐核の活動が高いからといって、その人は嘘つきである、と判断することはできません。また、今回の研究から、正直さ・不正直さの個人差の原因の全てが解明されたわけではありません。今後の研究を通じて、人間が嘘をつく生物学的なメカニズムをさらに追及していきたいと考えています。 概
「再生できるプラナリア」と「再生できないプラナリア」の謎、解明される
阿形清和 理学研究科教授、梅園良彦 徳島大学ソシオテクノサイエンス研究部学術研究員（2013年3月まで理化学研究所）らのグループは、100年来の謎であった「プラナリアの再生の仕組み」をついに分子レベルで解明しました。さらには、プラナリアの再生原理を理解することによって、もともと再生できないプラナリア種の遺伝的原因を解明し、世界で初めて人為的に再生を誘導することにも成功しました。 本研究は、2013年7月25日午前2時（日本時間）に英国総合科学誌「Nature」のオンライン速報版で発表されました。 概要 体をどんなに切られても、再生できる不死身で不思議な生き物「プラナリア」。プラナリアには幹細胞が全身に存在し、体の位置情報に従って失われた器官や組織を正しく再生することができます。特にナミウズムシは再生能力が高く、例えば、体を前後に切られても、頭部からは首と腹と尾が、尾部からは頭と首と腹が再
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