環形動物ミドリシリスの特異な繁殖様式 ―ストロナイゼーションの発生過程と遺伝子発現― 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
DATE2023.11.22 #Press Releases 環形動物ミドリシリスの特異な繁殖様式 ―ストロナイゼーションの発生過程と遺伝子発現― 中村 真悠子（研究当時：博士課程） 佐藤 大介（研究当時：生物科学専攻修士課程、現：同専攻博士課程） 加藤 寿美香（研究当時：生物学科学部生、現：同大学院博士課程） 小口 晃平（生物科学専攻 特任助教） 岡西 政典（研究当時：生物科学専攻 特任助教、現：広島修道大学 助教） 林 良信（慶應義塾大学 専任講師） M. Teresa Aguado（ドイツ ゲッティンゲン大学 教授） 三浦 徹（生物科学専攻 教授） 発表のポイント 日本近海に広く分布するゴカイの仲間のミドリシリスにおいて、体の一部が繁殖のためにちぎれて泳ぎ出す「ストロナイゼーション」という繁殖様式における発生過程と遺伝子発現を明らかにした。 身体の後方に新たに頭部ができ、生殖巣を含む
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茂木 信宏（地球惑星科学専攻 助教） 大畑 祥（名古屋大学宇宙地球環境研究所 助教） 吉田 淳（国立極地研究所 日本学術振興会特別研究員） 足立 光司（気象庁気象研究所 主任研究官） 発表のポイント 主要な気候強制因子の一つである黒色炭素の光学的物性値の現実的な範囲を解明しました。 微粒子の散乱波の位相・振幅の測定に基づく新しい観測手法によりこれを実現しました。 本成果により、リモートセンシングや気候モデリングで用いられる黒色炭素の複素屈折率の仮定値がより確かなものに更新され、気候の分析・予測の精度向上につながることが期待されます。 西部北太平洋上の大気から採取された粒子（エアロゾル）の電子顕微鏡写真の例 発表概要 東京大学大学院理学系研究科の茂木信宏助教らの研究グループは、太陽放射の吸収を通じた気候強制因子である黒色炭素（注1）について、大気放射計算に必要な光学的物性を初めて定量的に評価
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唐 楠（研究当時：物理学専攻 特任研究員） 木村 健太（東京大学大学院新領域創成科学研究科 物質系専攻 助教） 酒井 明人（物理学専攻 講師） フゥ ミンシゥエン（物理学専攻 特任研究員） 中辻 知（物理学専攻 教授／東京大学物性研究所 特任教授／ トランススケール量子科学国際連携研究機構 機構長 併任） 発表のポイント 磁性体中における磁気モーメントのみならず、軌道までもが極低温まで長距離秩序を示さず、量子力学的に揺らいでいる新奇な量子もつれ状態「スピン軌道液体」を実現。 スピンと軌道間の量子もつれにより、トポロジカルな量子スピンアイス状態が安定化。 磁場で量子もつれを制御して、スピン軌道液体と固体状態の間の遷移を操作できることを発見。 発表概要 量子コンピュータや量子センサなど、新しい量子技術の開発には巨視的に現れる量子もつれ（注1）の効果の観測とその制御が鍵となります。さらなる技術開
火星コア中で液体金属が分離する - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
横尾 舜平（地球惑星科学専攻 博士課程1年生） 廣瀬 敬（地球惑星科学専攻 教授／東京工業大学地球生命研究所 所長・教授） 発表のポイント 本研究グループが世界をリードする超高圧高温発生技術と、大型放射光施設SPring-8の放射光X線を用いた実験の組み合わせにより、世界で初めて、火星や地球コアに相当する高圧高温の条件下で、硫黄と水素を含んだ鉄合金の融解実験に成功しました。実験試料の詳細な観察の結果、火星コア中で鉄-硫黄-水素合金は、硫黄に富む液体と水素に富む液体の２つに（水と油のように）分離することが明らかになりました。 今回の結果から、冷却に伴って火星コア中で液体同士の分離が起こり、これがコアの対流の駆動とその後の抑制を引き起こしたことにより、およそ40億年前まで存在した火星磁場の発生と消失につながったと示唆されます。磁場の消失は、火星大気中の水素の宇宙空間への散逸、さらには火星の海の
脊椎動物の基本構造が５億年以上変わらなかった理由 - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
〜遺伝子の使い回しによる進化的な多様化の制約〜 入江 直樹（生物科学専攻／附属生物普遍性研究機構 准教授） 上坂 将弘（生物科学専攻 博士研究員） 日下部 岳広（甲南大学理工学部生物学科・ 統合ニューロバイオロジー研究所 教授） 倉谷 滋（理化学研究所 主任研究員） 発表のポイント 脊椎動物の基本構造が5億年以上の進化を通して変化しなかった要因として、遺伝子の使い回しから生じる制約が寄与している可能性が高いことを大規模遺伝子発現データ解析から明 らかにしました。 遺伝子の使い回しが、新しい特徴を進化させる役割があることは良く知られていましたが、逆に多様化を制限している可能性が高いことを実験データから示しました。 動物に限らず、さまざまな生物において進化しやすい/しにくい生物の特徴を理解することに貢献すると期待されます。 発表概要 我々ヒトを含む背骨をもった動物（脊椎動物、（注1)）は、5億
化学反応における微量中間体の直接構造解析に成功 - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
中村 栄一（化学専攻 特任教授／東京大学名誉教授） 原野 幸治（化学専攻 特任准教授） 発表のポイント 化学反応の中で次々と生成しては消えていく中間的生成物（反応中間体）の一分子一分子を溶液中で捕捉し、これまで未知であった反応中間体の構造を電子顕微鏡を用いて決定した。 従来の分析手法では、溶液中で生起するさまざまな化学反応中間体の混合物の平均的分子像、またはごく一部のものの解析しかできなかった。今回は一つ一つの分子を取り出し、構造決定に成功した。 従来法では垣間見ることさえできなかった化学反応中間体の一分子一分子の構造を決められることが分かり、材料科学から生命化学にわたる幅広い学術的応用や産業応用が期待される。 発表概要 東京大学大学院理学系研究科化学専攻の中村栄一特任教授、原野幸治特任准教授らの研究グループは、化学反応の中で次々と生成しては消えていく中間的生成物（反応中間体）の一分子一分
世界最古の水稲栽培文明を滅ぼした急激な寒冷化イベント - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
東京大学大気海洋研究所 東京大学大学院理学系研究科 概要 中国の長江デルタでは、約7500年前から世界最古の水稲栽培を基盤とした新石器文明が栄えたが、約4200年前に突然消滅し、その後300年間にわたり文明が途絶えた。多くの考古学者や地質学者が研究を行ってきたが、原因について統一的な見解は得られていなかった。 東京大学と日中の研究機関の共同研究グループは、長江デルタの近傍から2本の海洋堆積物コアを採取し、アルケノン古水温分析を行うことで完新世の表層海水温変動を高時間解像度で明らかにした。コア採取地は沿岸の浅海である。沿岸気温は表層海水温と強い相関がある。そのため、表層水温変動の記録から長江デルタの気温変動を定量的に推定することができる。分析の結果、長江文明が途絶えた時期に一致する約4400～3800年前には、大規模かつ複数回の急激な寒冷化（3～4℃の温度低下）が発生していたことが示された。
量子力学が予言した化学反応理論を初めて実験で証明 - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
中村 栄一（化学専攻 特任教授） 原野 幸治（化学専攻 特任准教授） 発表のポイント 19世紀以来、化学者はアボガドロ数（10の23乗）個の分子の平均像から化学反応の速度を決定してきた。今回、数十から数百個の分子の反応を調べるだけで速度と反応機構を決定できた。 一次元に並べた数十の分子の反応を逐次的に原子分解能顕微鏡で追跡して「分子一つ一つはランダムだが総和を取ると一次反応速度式に従う」という量子力学理論の予測を実証した。 顕微鏡を用いて化学反応を記録し解析できることを実証した本成果は、従来の顕微鏡科学の常識を凌駕し、今後、化学、生物学、材料研究における超微量、超高分解能の構造決定の革新的分析手法として新たな研究分野および産業応用を切り拓くことが期待される。 発表概要 東京大学大学院理学系研究科化学専攻の中村栄一特任教授、原野幸治特任准教授、山内薫教授らの研究グループは、確率論的に起こる一
自然界で最も低密度の液体 - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
発表のポイント どのような成果を出したのか 2次元空間に閉じ込めたヘリウム3の単原子層膜が、絶対零度まで10分の1度以下から千分の2度に至る超低温で、自然界で最も低密度の液体に自己凝縮することを発見した。 新規性 基底状態が気体となることが理論的に予測されていた唯一の物質である2次元ヘリウム3が、非常に低密度の液体ではあるが、液化することが実験的に分かった。 社会的意義／将来の展望 量子多体系に対する従来の理論計算に再考を促し、その発展を促すインパクトがある。量子系の気相 — 液相転移の制御パラメータに次元性が加わったことで、自然界に存在する多様な量子流体のより深い理解に寄与する。 発表概要 物質は一般に、低温では構成粒子の自由な運動が少なくなり、やがて固体となる。しかし、質量が小さく量子性の高い粒子からなる物質は、絶対零度でも固化せず液体や気体にとどまる可能性があり、量子液体・量子気体と
乱流発生の法則を発見：１３０年以上の未解決問題にブレークスルー - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
佐野 雅己（物理学専攻 教授） 玉井 敬一（物理学専攻 大学院生(博士課程１年)） 発表のポイント 整った流れ（層流）が乱れた流れ（乱流）に遷移するときに従う普遍法則を実験で見いだした。 最大級のチャネル実験装置を製作すると同時に、普遍的な法則の検証に必要な新たな測定解析手法を考案したことが発見のポイントだった。 乱流への遷移の理解は省エネルギーなどに不可欠であるだけでなく、自然界に普遍的に存在する不規則現象の理解に繋がる。 発表概要 我々の回りは空気や水などの流体で満ちています。整った流れは層流と呼ばれ、乱れた状態は乱流と呼ばれます。しかし、層流がいつどのようにして乱流に遷移するのか、そこにどんな法則があるのかは、130年以上にわたる未解決問題でした（注1）。流体の方程式が非線形性（注2）のため数学的に解けないことや、実験的にも乱れの与え方にさまざまな可能性があることが理解を阻んできまし
ウインタープログラム | 海外留学・国際交流情報
グローバル教育センター担当ウインタープログラム 概要 ウインタープログラムとして、2月～3月に海外の大学が本学学生または日本の大学生のために実施する短期留学プログラムの募集を行っています。2023年度は5つのプログラムの参加学生を募集します。プログラム内容はそれぞれ、講義やフィールドワーク、現地学生とのグループワークや交流、語学学習、文化体験など様々です。 本学学生が集団で参加するプログラムで、参加学生は本学学生または日本人学生のみとなります。なお、同様のプログラムとして「グローバル教育センター担当サマープログラム」がありますが、開催時期とプログラム実施先が異なります。 東京大学を通さず、主催元に直接応募するプログラムについては、直接応募のプログラムのページをご参照ください。 応募方法 学内申請の前に必ず募集要項や下記資料をよく確認してください。 また、事前にプログラム参加時に所属する予定
ヒトからハエまで共通した頭部形成の分子メカニズムを解明 - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
図3：ChIPシークエンス解析の例。chordin遺伝子の近傍に、図に示したタンパク質（Otx2、Lim1、Gscなど）が結合していることがピークとして表される。この遺伝子の上流にはタイプIシス制御領域が二つ同定され、いずれもOtx2とLim1が結合して遺伝子のスイッチをオンにすることが示された。Otx2とLim1によってchordin遺伝子のスイッチがオンになると、Chordinタンパク質が作られる。Chordinタンパク質は、オーガナイザーから分泌されて、周囲の組織を神経組織へと誘導する重要な働きをもつ。 拡大画像 動物の体は、受精卵からの発生過程を経て、頭部、胴部、尾部、四肢といった構造が形づくられていく。発生学研究の金字塔として知られる1924年のハンス・シュペーマンとヒルデ・マンゴールドによるオーガナイザー（形成体、注４）の発見は、脊椎動物の初期発生において、基本的な形づくりを一
福島県内における大規模な内部被ばく調査の結果 - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
発表のポイント 福島県内でホールボディーカウンター（以下WBC（注1））を用いて三万人以上の体内セシウム量を測定し、チェルノブイリ事故で得られた知見に基づく予想よりも、内部被ばくが遙かに低いことを明らかにした。 特に、2012年秋に三春町の小中学生全員を測定したところ、検出限界を超えた児童生徒は皆無であった。サンプリングバイアス（注2）が無い測定により福島の内部被ばくが低いことが示されたのは、これが初めてである。 現在の福島県内の日常生活において、食品からの慢性的な放射性セシウム摂取が非常に低く抑えられていることが示された。 発表概要 東京大学大学院理学系研究科物理学専攻教授 早野龍五らのグループは、福島第一原発事故後7-20ヶ月間に、福島県平田村のひらた中央病院に設置されたWBCを用いて、32,811人の内部被ばく調査を行った。その結果、福島県内の放射性セシウムによる土壌汚染度にチェルノ
リチウムイオンを閉じ込めたフラーレンの化学修飾に初めて成功 - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
発表のポイント どのような成果を出したのか 有機薄膜太陽電池に用いる光電変換材料として有望な、リチウムイオンを内部に含むフラーレン誘導体を開発した。その優れた電子捕集能などの性質や構造を明らかにした。 新規性（何が新しいのか） 陽イオン（リチウムイオン）を内包したフラーレンに有機分子を取り付けること（化学修飾）に世界で初めて成功した。 社会的意義／将来の展望 今回得られた新規物質は、新型太陽電池の一つである有機薄膜太陽電池の高効率化研究に用いられるほか、医療方面への応用で使われることも期待される。 発表概要 サッカーボールの形をした籠状分子であるフラーレン (C60) （注1）は、次世代太陽電池である有機薄膜太陽電池（注2）の開発に欠かせない材料として期待されている。フラーレンをそのまま用いてもエネルギー変換効率が悪いため、化学合成によりフラーレンに様々な有機分子を取り付けること（化学修飾
新しい二次元トポロジカル絶縁体の発見 - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
発表者 平原 徹（東京大学大学院理学系研究科物理学専攻 助教） 長谷川 修司（東京大学大学院理学系研究科物理学専攻 教授） 木村 真一（分子科学研究所 准教授） 発表概要 東京大学大学院理学系研究科の平原徹助教と長谷川修司教授、分子科学研究所の木村真一准教授は、ドイツユーリッヒ研究所と共同で、二次元トポロジカル絶縁体であると理論的に予言されていたバイレイヤー(２原子層)ビスマスの実験的作成に世界で初めて成功しました。 今回の発見により原子１、２層の厚さのナノデバイスや低消費電力スピンデバイス、次世代の量子コンピューター開発の研究が大きく進展するものと期待できます。 発表内容 1. これまでの研究でわかっていた点 近年、金属・半導体・絶縁体・超伝導体といった従来の固体の分類の枠に収まらないトポロジカル絶縁体（注1）(図１)という物質が注目を集めています。 普通の絶縁体は電圧をかけても電流が
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高圧氷に新たな秩序状態を発見～ 氷の五大未解決問題の一つを解決 ～ - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
金属ナノクラスターを用いて高度な触媒的不斉反応を実現！ - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
科学英語を考える - 理学部ニュース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
金とコバルトのナノ粒子が協力してアミド結合を作る！ - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部
一つの金属原子（鉄原子）が化学反応を触媒する様子を電子顕微鏡で動画撮影 - プレスリリース - 東京大学 大学院理学系研究科・理学部