新星爆発の瞬間の観測に成功 | 理化学研究所
ポイント 小マゼラン星雲に極めて明るいＸ線を放つ突発天体を発見 X線は新星爆発直後の約１時間、重量級の白色矮星を包み込んだ「火の玉」から放射 「火の玉」の観測は史上初、「火の玉」からの閃光中にネオンの放射を発見 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、宇宙航空研究開発機構（JAXA、奥村直樹理事長）と共同で開発し、国際宇宙ステーション（ISS）に搭載した全天X線監視装置「MAXI(マキシ)」を用いて、新星爆発の瞬間に重量級の白色矮星[1]を包みこんだ「火の玉」を初めて観測することに成功しました。これは、理研グローバル研究クラスタ（玉尾皓平クラスタ長）理研のMAXIチーム(牧島一夫チームリーダー) の森井幹雄協力研究員らを中心とした全国のMAXI研究グループ[2]と、NASAのSwift（スウィフト）衛星チームの協力研究者[3]による共同研究グループの成果です。 重い白色矮星の表面上で
高度な物体認識を担う新たな脳の構造を発見 | 理化学研究所
ポイント 高次視覚野に大きさの異なる２つの機能構造が階層的に存在 霊長類における高度な物体認識の基盤を発見 ブレイン・マシン・インターフェース（BMI）の開発に寄与 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、高次視覚野[1]では、物体のさまざまな図形特徴を処理する小さな細胞の塊（コラム[2]）が集まって、物体をカテゴリー別に処理する大きな領域を作っていることを発見しました。その構造の様子から「モザイク画構造」と名付けました。これは、理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）脳統合機能研究チームの佐藤多加之テクニカルスタッフ、谷藤学チームリーダーら、及び東京大学、南カリフォルニア大学からなる研究チームの成果です。 私たちは似た物体の違いを見分けることができます。一方で、わずかな違いに囚われず同一のカテゴリーに属すると認識することもできます。例えば、車をその形や色などの違いから特徴を
新しいコンピューター「知的ナノ構造体」の構築が可能に | 理化学研究所
ポイント 自律的に環境に適応し最適に情報処理を行う「粘菌」の行動原理をヒントに 多くの組合せ選択肢から最も確率の高い答えを超高速で出せるナノシステム 不確実な環境下で正確で高速な意思決定を要求される局面に応用可能 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）、情報通信研究機構（坂内正夫理事長）と東京大学（濱田純一総長）は、単細胞生物「粘菌[1]」の行動原理に基づき、ナノサイズの量子ドット[2]間の近接場光[3]エネルギーの移動を用いて、高効率に意思決定をする全く新しい概念のコンピューター「知的ナノ構造体」が構築できることを、実際のデバイス構成を想定したシミュレーションにより実証しました。これは、理研基幹研究所 理研-HYU連携研究センター[4]揺律機能研究チーム（当時）の原正彦チームリーダー（現 理研グローバル研究クラスタ 客員主管研究員）、金成主研究員（現 物質・材料研究機構 国際ナノアー
「京（けい）」を使い10兆個の結合の神経回路のシミュレーションに成功 | 理化学研究所
ポイント ドイツと日本の共同チームによる「京」の全システムを使ったシミュレーション 従来のシミュレーションを神経細胞数で6%、シナプス数で16%上回る ヒトの脳全体の本格的なシミュレーションに向けたハードとソフトの開発に貢献 概要 理化学研究所（理研、野依良治理事長）、ユーリッヒ研究所[1]（アヒム・バッケム所長）、沖縄科学技術大学院大学[2]（OIST、ジョナサン・ドーファン学長）は、2013年7月にスーパーコンピュータ「京（けい）」[3]の全計算ノード82,944個（約70万個のCPUコア）を使用した、17億3,000万個の神経細胞が10兆4,000億個のシナプスで結合された神経回路のシミュレーションに成功し、ヒト脳の神経回路の全容解明に向けた第一歩を踏みだしました。これは、理研が代表機関となっている「HPCI戦略プログラム 戦略分野1：予測する生命科学・医療および創薬基盤」を中心とし
超流動ヘリウム3で「カイラル対称性の破れ」の直接観測に成功 | 理化学研究所
ポイント 電子に働く力（固有マグナス力）の発見で原子のクーパー対の回転方向が測定可能に クーパー対が右回りか左回りのどちらかの回転方向を選ぶことを実証 対称性の破れの結果として生じる位相欠陥の詳細な理解に貢献 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、超流動ヘリウム3－A相[1]において、2つのヘリウム原子の対「クーパー対[2]」が右回りまたは左回りのどちらかの回転運動を選ぶ、という「カイラル対称性の破れ[3]」を直接観測することに成功しました。これは、理研河野低温物理研究室（創発物性科学研究センター 量子凝縮相研究チーム）の池上弘樹専任研究員と河野公俊主任研究員（同チーム チームリーダー）、古崎物性理論研究室の堤康雅基礎科学特別研究員による研究チームの成果です。 私たちの身の周りの物理法則は、並進対称性や回転対称性などさまざまな対称性を持っています。しかし、多くの物質は自然が本来持っ
塗るだけできれいに配列する半導体ポリマーを開発 | 理化学研究所
ポイント 高結晶性・高配向性と高溶解性を実現した塗布可能な半導体ポリマーを開発 溶解性を高めるアルキル基を使うと配向性も向上 8.2%のエネルギー変換効率を達成、有機薄膜太陽電池の高効率化に道 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）と高輝度光科学研究センター（白川哲久理事長）は、塗布型有機薄膜太陽電池[1]で重要なエネルギー変換効率向上に欠かせない結晶性と配向性、さらに、印刷プロセスへ適用するための高い溶解性を併せ持った半導体ポリマー[2]を開発しました。これは、理研創発物性科学研究センター（十倉好紀センター長）創発分子機能研究グループの尾坂格上級研究員、瀧宮和男グループディレクター、高輝度光科学研究センターの小金澤智之研究員らによる共同研究グループの成果です。 半導体ポリマーを用いた塗布型有機薄膜太陽電池は、軽量で柔軟、かつ印刷プロセスで作製できるという特徴を持ち、次世代太陽電池とし
超伝導体で挟んだ強磁性体中を長距離流れるスピン流の原理を発見 | 理化学研究所
超伝導体で挟んだ強磁性体中を長距離流れるスピン流の原理を発見 －発熱がなく超低消費電力で動作する次世代スピントロニクスデバイスへ道筋－ ポイント 理論的に従来の数百倍となる数十ナノメートル以上の伝搬距離が達成可能 長距離伝搬スピン流は、スピンの向きが平行なスピン三重項クーパー対 スピン三重項クーパー対により、スピン流と電流の分離を理論的に予測 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、2層の強磁性体をs-波超伝導体[1]で挟んだ「強磁性ジョセフソン接合[2]」を考案し、電子スピンの向きが平行な電子対（スピン三重項クーパー対[3]）によるスピン[4]の流れ（スピン流）が、強磁性体中を長距離にわたって伝搬することを理論的に見いだしました。これは、理研柚木計算物性物理研究室の柚木清司准主任研究員と挽野真一基礎科学特別研究員ら研究チームによる成果です。 絶縁体を超伝導物質で挟んだ「ジョセフソン
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
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
磁場を使わずに磁石の極性を電場だけで反転することに成功 | 理化学研究所
ポイント 強磁性体の元素置換により電気分極と磁化の強い結びつきを実現 急速な電場変化を加えることで磁気極性を反転 電場で磁気情報の書き換え可能な省電力デバイス実現へ一歩 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）と東京大学（濱田純一総長）は、酸化物磁石の極性（N極、S極）を電場だけで反転させることに世界で初めて成功しました。これは、理研基幹研究所（玉尾皓平所長）交差相関物性科学研究グループ交差相関物質研究チームの徳永祐介基幹研究所研究員、田口康二郎チームリーダー、十倉好紀グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科教授）と、東京大学大学院新領域創成科学研究科の有馬孝尚教授の研究グループによる成果です。 強磁性体(磁石)と強誘電体※1はエレクトロニクス材料として広く応用され、近年、この両方の性質を併せ持つマルチフェロイック物質※2が、低消費電力のメモリデバイス候補として注目されています。通常、
低消費電力デバイスに向けた新材料を開発 | 理化学研究所
ポイント 低消費電力デバイスに向けた新材料「磁性トポロジカル絶縁体」の発見 質量ゼロに振る舞う電子によって、材料表面の磁石が生成 磁壁にそってエネルギー損失なく流れる電流の可能性 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）と東京大学（濱田純一総長）は、エネルギーを損失することなく電流を流す新原理の実現が期待できるエレクトロニクス材料を開発しました。これにより超低消費電力エレクトロニクス技術開発の可能性が開けました。これは、理研基幹研究所（玉尾皓平所長）強相関量子科学研究グループのJ. G. Checkelsky（チェケルスキー ジョセフ）客員研究員、強相関複合材料研究チーム 岩佐義宏チームリーダー（東京大学大学院工学系研究科教授）、十倉好紀グループディレクター（同教授）と、東京大学大学院工学系研究科の叶劍挺（イエ ジャンティン）特任講師、東京大学大学院総合文化研究科の小野瀬佳文准教授らによる共同
新奇な近藤効果を金属表面上の分子で発見 | 理化学研究所
ポイント スピン自由度と軌道自由度が関わる珍しいSU(4)近藤効果を有機分子で初めて発見 有機分子が基板に吸着する際に決まる“かたち”がSU(4)近藤効果に影響 メモリデバイス等の次世代技術に向けた有用な分子設計の多様性に貢献 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）と東京大学（濱田純一総長）は、磁性を持つ有機錯体分子を金属表面上に吸着させた時、スピン自由度と軌道自由度※1の両方が関わる新奇な量子多体効果※2「SU(4)近藤効果※3」が起きることを、単一分子レベルで初めて発見しました。これは、理研基幹研究所（玉尾皓平所長）Kim表面界面科学研究室の南谷英美基礎科学特別研究員、金有洙准主任研究員、東京大学大学院新領域創成科学研究科 川合・高木研究室の塚原規志助教、高木紀明准教授、川合眞紀教授、大阪大学大学院工学研究科 渋谷・垂水研究室の松中大介助教らによる共同研究グループの成果です。 電子が持つ
金属と絶縁体が入り混じる物質で電子応答の測定に成功 | 理化学研究所
ポイント 測定を困難にしていた「もれ電流」をキャリア空乏層で遮断し、測定可能に マンガン酸化物薄膜の金属領域と絶縁体領域の電子応答を分離して観測 磁場を加えると、電場に対する応答性が1000倍以上高速化 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）と東京大学（濱田純一総長）は、金属と絶縁体領域が入り混じった相分離状態を特徴とするマンガン酸化物薄膜の電子応答をナノスケールで測定することに成功し、相分離状態の電子の挙動を明らかにしました。これは、理研基幹研究所（玉尾皓平所長）強相関量子科学研究グループの十倉好紀グループディレクター（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻教授）、強相関界面デバイス研究チームの川崎雅司チームリーダー（東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻教授）、盛志高研究員、交差相関超構造研究チームの中村優男研究員、東京大学大学院工学系研究科物理工学専攻の賀川史敬講師らの共同研究による成
ヒトES細胞から立体網膜の形成に世界で初めて成功 | 理化学研究所
ポイント ヒトES細胞の自己組織化培養で胎児型の眼「眼杯」の形成に成功 視細胞や神経節細胞などを含むヒト立体網膜組織の多層構造の形成に成功 ヒトES細胞由来の網膜組織の冷凍保存技術を確立し、実用化へ前進 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）と住友化学株式会社（十倉雅和代表取締役社長）は、眼組織のもと（原基※1）である胎児型の網膜組織「眼杯※2」を、ヒトES細胞※3から試験管内で立体形成させることに世界で初めて成功しました。また、網膜組織の多層構造の立体再構築を実現し、これを冷凍保存する技術も開発しました。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）器官発生研究グループの笹井芳樹グループディレクターと住友化学株式会社生物環境科学研究所（坂田信以所長）を中心とした研究グループの成果で、大阪大学蛋白質研究所の研究者らの協力のもとに進められました。 ヒト網膜は再生力が低い組織で
脳・脊髄形成に必要な神経板湾曲の仕組みを解明 | 理化学研究所
ポイント 神経板が湾曲するとき細胞間接着面のアクトミオシンが一定方向に収縮 アクトミオシンの収縮は、収斂（れん）伸長を引き起こす 神経管形成の仕組みを総合的に理解、さらなる形態形成の原理解明へ 要旨 理化学研究所（野依良治理事長）は、カドヘリン※1分子群に属する「Celsr1（セルサー1）※1」が、脳・脊髄の基となる神経管形成のために必要な神経板※2湾曲において中心的な役割を担うことを突き止め、神経板を一定方向に収縮させる仕組みを明らかにしました。この発見によって、個々の細胞の接着面の収縮がダイナミックな形態形成※3の原動力となることを見いだし、神経管形成の全体像を総合的に把握することができました。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）高次構造形成研究グループの竹市雅俊グループディレクター、西村珠子研究員（現 神戸大学バイオシグナル研究センター助教）、本多久夫客員
「磁石でない磁気記録」を可能にする新しい記録材料の可能性 | 理化学研究所
2012年5月24日 独立行政法人 理化学研究所 国立大学法人 東京大学 国立大学法人 神戸大学 国立大学法人 広島大学 公益財団法人 高輝度光科学研究センター ポイント 大型放射光施設SPring-8で人工化合物Cd2Os2O7の電子スピンの配列をはじめて解明 電子スピンの配列が2通りあるため、デジタル表現（0と1）が可能 電子スピン同士は打ち消し合うため、物質全体は磁石の性質を持たない 要旨 理化学研究所(野依良治理事長)、東京大学（濱田純一総長）、神戸大学（福田秀樹学長）、広島大学（浅原利正学長）、高輝度光科学研究センター（白川哲久理事長）は、人工化合物Cd2Os2O7※1のオスミウム（Os）原子が、内向きと外向きという2通りの電子スピンの向きを持つことを発見しました。この発見によって磁石の性質を持たない新しい磁気記録材料の可能性が広がります。これは、理研放射光科学総合研究センター（
フッ化フラーレンでn型有機半導体の単分子膜形成に成功 | 理化学研究所
フッ化フラーレンでn型有機半導体の単分子膜形成に成功 －層界面を分子レベルで制御し、有機半導体デバイスの高機能化に期待－ ポイント 自己組織化能力を利用して、真空蒸着と加熱だけで均一な単分子膜を形成 化学的に安定した広いバンドギャップのn型有機半導体の膜を金電極表面上で実現 有機半導体デバイスの高機能化や、高効率な電子輸送層としての応用に期待 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、新しいn型※1有機半導体として注目されているフッ化フラーレン（C60F36）※2分子を、電極材料である金（Au）の単結晶上に均一かつ単分子の厚さの膜で形成することに成功し、その膜が化学的に安定したn型の性質を維持する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）Kim表面界面科学研究室の清水智子基礎科学特別研究員、ジョン ジェフン（鄭載勲）特別研究員、大谷徹也研修生、キム ユウス（金有洙
超低濃度のPCBを数秒で完全処理するマイクロチップを開発 | 理化学研究所
超低濃度のPCBを数秒で完全処理するマイクロチップを開発 －高分子パラジウムナノ粒子触媒膜を使った反応器でハロゲンを100％脱離－ ポイント マイクロチップ上の流路に高分子パラジウムナノ粒子触媒膜を初めて導入 PCBなど有毒な芳香族有機ハロゲン化物の脱ハロゲン化が、滞留時間8秒で完了 10～1,000ppmという超低濃度PCBでも、脱ハロゲン化を100％の収率で実現 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、高分子パラジウムナノ粒子触媒膜を用いて、芳香族有機ハロゲン化物※1処理用のマイクロチップを開発しました。実際にこのチップを使って、簡便な処理が困難な超低濃度のポリ塩化ビフェニル（PCB）やポリ臭化ビフェニル（PBB）を含む溶液を処理したところ、完全に分解することに成功しました。これは、理研基幹研究所（玉尾皓平所長）グリーンナノ触媒研究チームの魚住泰広チームリーダー、山田陽一副
ES細胞から機能的な下垂体の3次元器官形成に世界で初めて成功 | 理化学研究所
ES細胞から機能的な下垂体の3次元器官形成に世界で初めて成功 －自己組織化技術で産生した下垂体の移植による再生医療の実現に向けて－ ポイント マウスES細胞から試験管内で胎児の下垂体の発生を再現 下垂体の立体培養で、下垂体ホルモン産生細胞の試験管内分化に成功 下垂体移植による下垂体機能不全モデルマウスの再生治療に成功 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）と国立大学法人名古屋大学（濵口道成学長）は、内分泌器官として全身のホルモン調節で中心的な役割を果たす下垂体※1の発生を胚性幹細胞（ES細胞）※2の培養により試験管内で実現す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）器官発生研究グループの笹井芳樹グループディレクターと立体組織形成・解析ユニットの須賀英隆研究員、名古屋大学大学院医学系研究科糖尿病・内分泌内科の大磯ユタカ教授を中心とした研究
レアアースの欠陥が強磁性を発生させる仕組みを発見 | 理化学研究所
ポイント カゴ状化合物のスクッテルダイトを使って強磁性発生の仕組みを解明 温度と電子状態に関して、従来知られていた現象とは逆の新規現象を発見 基礎物理学だけでなく、産業応用の観点からも重要 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、充填率が100%に満たないカゴ状化合物のスクッテルダイト※（YbXFe4Sb12）が、強磁性※2を発生する新しい仕組みを発見しました。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）石川X線干渉光学研究室の山岡人志専任研究員、日本原子力研究開発機構（鈴木篤之理事長）のイニヤス ジャリッジ（Ignace Jarrige）研究員、物質・材料研究機構（潮田資勝理事長）の辻井直人主任研究員、テキサス大学（ウィリアム パワーズ ジュニア：William Powers Jr.）のジュンフー リン（Jung-Fu Lin）助教、富山大学（遠藤俊郎学長）の
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