ミミズの筋肉を搭載した小型ポンプを開発 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）生命システム研究センター集積バイオデバイス研究ユニットの田中陽ユニットリーダー、東京電機大学の釜道紀浩准教授らの共同研究チーム※は、ミミズの筋肉組織を利用した小型ポンプを開発しました。 クリーンテクノロジーの開発目標の一つに、外部からの電力供給に依存せず、材料自体も全て自然に還元される機械の構築が挙げられます。栄養や酸素という化学エネルギーのみで機能を発現でき材料は自然に還元されるという点で、生物を材料とする機械は一つの理想形といえます。一方、水などを送る機械であるポンプは、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注1）。しかし、従来の機械工学による小型化では、電源やワイヤーなどが不可欠なため限界があります。そこで共同研究グループは、生体筋肉組織を利用することにより、小型で効率のよいポンプが実現できるのではない
並列計算で感覚情報を分解 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）脳科学総合研究センター神経適応理論研究チームの豊泉太郎チームリーダーらの研究チーム※は、神経回路型ハードウェア用いて複数の感覚入力を独立した成分に分解するためのアルゴリズム[1]を開発しました。 騒がしいパーティー会場で、複数の話者の話し声の中から注目する人の声を聞き分けることができるように、脳は複数の感覚入力を独立した成分に分解して処理することができます。この処理を「独立成分分析（ICA）[2]」と呼びます。これまで、計算機上でICAを実現するためのアルゴリズムが提案されていますが、神経ネットワークを模倣した神経回路型ハードウェア[3]への実装はさまざまな制限があり困難でした。 研究チームは、複数の信号源が混在する感覚入力を表現する入力神経細胞と感覚入力の中から元となる信号源の成分（独立成分）を抽出する出力神経細胞との間のシナプス強度[4]を、経験に応じてどのよ
シビレエイ発電機 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）生命システム研究センター集積バイオデバイス研究ユニットの田中陽ユニットリーダーらの共同研究グループ※は、シビレエイ[1]の電気器官を利用した新原理の発電機を開発しました。 火力や原子力といった既存の発電方法に代わる、クリーンで安全な発電方法の開発が急がれています。そこで近年、生物機能に着目し、グルコース燃料電池[2]や微生物燃料電池[3]などのバイオ燃料電池が開発されていますが、従来の発電法に比べて出力性能が劣っています。 一方、シビレエイに代表される強電気魚は、体内の電気器官で変換効率が100％に近い効率的な発電を行っています。これは、ATP（アデノシン三リン酸）をイオン輸送エネルギーに変換する膜タンパク質が高度に配列・集積化された電気器官とその制御系である神経系を強電気魚が有しているためです。共同研究グループは、これを人工的に再現・制御できれば、画期的な発電方
アトピー性皮膚炎モデルの原因遺伝子を解明 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
「アトピー性皮膚炎」は、日本を含めた先進国の乳幼児によくみられる炎症性皮膚疾患です。繰り返す“痒みの強い湿疹”と免疫グロブリン（IgE）の産生上昇などによる“アレルギー様反応”が問題です。遺伝要因と環境要因の複合によって発症すると考えられています。しかし、詳しい発症メカニズムは不明で、発症経過を忠実に再現するモデルマウスはこれまでに存在していませんでした。 理研の研究者を中心とした共同研究グループは、エチルニトロソウレアという「化学変異原」をマウスに投与し、ゲノムに変異を起こすことにより、突然変異マウスを作製しました。50家系、3,000匹のマウスの表現型解析の結果、アトピー性皮膚炎を自然発症するマウスを発見しました。このマウスは清潔な環境で飼育しても、生後8～10週間でアトピー性皮膚炎を発症し、段階を追った病状経過をたどりました。そのため、「多段階進行性アトピー性皮膚炎マウス（Spade
アトピー性皮膚炎モデルの原因遺伝子を解明 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）統合生命医科学研究センター疾患遺伝研究チームの吉田尚弘チームリーダー（研究当時）、安田琢和研究員（研究当時）らの共同研究グループ※は、遺伝子変異誘導によりアトピー性皮膚炎モデルマウス（Spadeマウス）を開発し、このモデルマウスにおけるアトピー性皮膚炎発症のメカニズムを解明し、発症の予防方法を発見しました。 アトピー性皮膚炎は、日本を含めた先進国の乳幼児でよくみられる炎症性皮膚疾患であり、遺伝要因と環境要因の複合によって発症すると考えられています。共同研究グループは、遺伝要因を明らかにするため、マウスに「化学変異原」を投与し、その中から、かいたり擦ったりする掻破（そうは）行動の強い皮膚炎を発症するマウスを選別しました。このマウスは清潔な環境で飼育しても、生後8～10週間でアトピー性皮膚炎を発症します。病気の原因となる遺伝子変異を調べたところ、さまざまな細胞の増殖や
脳の進化的起源を解明 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）倉谷形態進化研究室の倉谷滋主任研究員、兵庫医科大学教養部門生物学の菅原文昭講師（理研倉谷形態進化研究室客員研究員）らの共同研究グループ※は、顎（あご）を持たない脊椎動物「円口類」に属するヌタウナギ[1]とヤツメウナギ[2]の脳の発生過程を観察し、これらの動物では見つかっていなかった脳の中の2領域を新たに発見しました。これにより、段階的に進化してきたと考えられてきた脳の各領域のほとんどが、5億年以上前にすでに成立していたことを明らかにしました。 脳は細かく領域化された複雑な器官ですが、各領域が進化の過程でいつ獲得されたのかについては、未解明な点が多く残されています。現在、地球上に生息する脊椎動物の中で最初に分岐したのは、顎を持たない「円口類」と呼ばれる動物群です。円口類と、ヒトのように顎を持つ「顎口（がっこう）類」との比較により、脊椎動物の脳の初期進化を解明できると
脳の進化的起源を解明 | 60秒でわかるプレスリリース | 理化学研究所
ヒトに至る過程で、脳はどう進化したのでしょうか？脊椎動物の脳は、非常に複雑な器官ですが、その進化の過程には未解明な点が多く残されています。脳は柔らかいため、骨や歯などの化石と違って残りにくく、絶滅した初期の動物の化石から分かることは限られています。一方、現在も生息している脊椎動物は、顎（あご）を持たない「円口類」と、私たちヒトも含めた顎を持つ「顎口類」とに大別され、これらは今から5億年以上前に分岐しました。したがって、円口類と顎口類の発生過程を比較すれば、5億年以上前に起きた脳の進化のシナリオを解明できると考えられます。 これまでの研究では、円口類の一種ヤツメウナギには「大脳の一部分の発生の基となる部位（内側基底核隆起）」がなく、「小脳」は未発達であることが分かっていました。そのため、この2つの領域は顎口類になってから新しく発達したと考えられました。あるいは、これらの領域がヤツメウナギでの
日本の研究機関がヒューマン・ブレイン・プロジェクトに参画 | 理化学研究所
この度、沖縄科学技術大学院大学（ジョナサン・ドーファン学長、以下OIST）と独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長、以下理研）が、欧州委員会により選定された未来および発展期にある技術（FET）プログラムの2大プロジェクトのひとつであるヒューマン・ブレイン・プロジェクト（HBP）に参加することが決定いたしました。本プロジェクトには、国際分野で活躍する科学者らが集結し、「人間の脳の働きを解明」するといった現代の科学において最も重要な課題に取り組みます。 欧州及び各国の80を超える研究機関が共同で進めるヒューマン・ブレイン・プロジェクトは、今後10年（2013～2023年）にわたり、およそ11億9千万ユーロ（約1200億円）の研究資金が支給される予定です。 同プロジェクトの目的は、人間の脳に関するこれまでの研究成果を結集し、スーパーコンピューターを用いて、脳の詳細なモデルやシミュレーションをひ
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
非対称な光学迷彩装置を理論的に実証 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）理論科学研究推進グループ階層縦断型基礎物理学研究チームの瀧雅人研究員と東京工業大学量子ナノエレクトロニクス研究センターの雨宮智宏助教と荒井滋久教授らとの共同研究チームは、非対称な光学迷彩を設計する理論を構築しました。 光学迷彩は、光を自在に曲げる装置を設計、開発することで、物体や人を光学的に見えなくする技術です。これまで様々な理論的提唱や実験的な確認がなされてきました。しかし、光学迷彩装置は向かってくる光を迂回させることで、装置自体を見えなくしています。したがって、装置内に入射する光がなく、装置内からは外部を見ることができませんでした。このように、これまでの原理では外部からも内部からも見えないという“対称的”な振る舞いを示す光学迷彩装置しか作ることができませんでした。そこで共同研究チームは、光に仮想的にクーロン力[1]とローレンツ力[2]を働かせる光学迷彩装置を提
超並列分子動力学計算ソフトウェア「GENESIS」を開発 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）計算科学研究機構粒子系生物物理研究チームの杉田有治チームリーダー、ジェウン・ジョン研究員、杉田理論分子科学研究室の森貴治研究員らの共同研究チーム※は、生体分子の運動を１分子レベルから細胞レベルまでの幅広い空間スケールで解析可能なシミュレーションソフトウェア「GENESIS」を開発し、5月8日からオープンソースソフトウェアとして無償で公開します。 近年、計算機によるシミュレーションは、実験、理論に次ぐ第3の解析手法として、さまざまな分野で活用されています。生命科学では分子動力学法[1]と呼ばれるシミュレーション技法が、タンパク質の立体構造予測や、酵素反応のメカニズムの解明、薬の理論設計などに広く応用されています。分子動力学法は粒子間相互作用[2]をクーロンの法則などの物理法則に基づいて計算し、ニュートンの運動方程式F = maを解くことで分子の動きをコンピュータ内で
直観的な戦略決定を行う脳のメカニズムを解明 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）脳科学総合研究センター認知機能表現研究チームの田中啓治チームリーダーらの研究チーム※は、将棋の棋士が次の手を決める際の脳の動きを機能的磁気共鳴画像法（fMRI法）[1]で調べることで、ヒトの直観的な戦略決定が、大脳の帯状皮質[2]と呼ばれる領域を中心とするネットワークによって行われていることを明らかにしました。 複雑な状況の中で応答を迫られたとき、人はまず大まかな応答の分類（戦略）を決め、次にその戦略のもとで細部にわたる具体的な応答を決めます。このような戦略決定は具体的応答の分析を行わずに行うので直観的と呼ぶことができます。しかし、直観的な戦略決定の脳メカニズムはまったく分かっていませんでした。 研究チームは、攻めの手と守りの手の区別がはっきりしている将棋の特徴を活用し、与えられた盤面の状況によって攻めるべきか守るべきかを決定する戦略決定の脳メカニズムをfMRI法
研究不正行為に関する処分等について | 理化学研究所
理化学研究所は、平成26年3月31日及び12月25日に、それぞれ「研究論文の疑義に関する調査委員会」及び「研究論文に関する調査委員会」により研究不正行為が認定された案件について、下記のとおり処分の決定等を行いましたので、お知らせします。 記 職員について、本日付けで次のとおり懲戒処分等を行いました。 竹市雅俊 元 発生・再生科学総合研究センター長、センター長戦略プログラム長(兼務) （現 多細胞システム形成研究センター 特別顧問） ･･･任期制職員就業規程第50条に定める譴責 これを受けて、竹市雅俊は、給与の10分の1(3ヶ月)の自主返納を行うこととしました。 丹羽仁史 元 発生・再生科学総合研究センター 多能性幹細胞研究プロジェクトリーダー (現 多細胞システム形成研究センター 多能性幹細胞研究チームリーダー） ･･･文書による厳重注意 なお、本案件に係る小保方晴子元職員及び若山照彦元職
真空より低い屈折率を実現した三次元メタマテリアルを開発 | 理化学研究所
ポイント メタマテリアルを用いて真空の屈折率1.0より低い屈折率0.35を実現 3次元構造により光の入射軸方向に対して完全な等方性を実現 透明化技術や高速光通信、高性能レンズなどに応用できる可能性 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、真空の屈折率[1]1.0よりも低い屈折率0.35を実現した三次元メタマテリアル[2]の作製に成功しました。これは、理研田中メタマテリアル研究室の田中拓男准主任研究員と国立台湾大学の蔡定平（ツァイ・ディンピン）教授（当時台湾ITRC所長を兼務）らの国際共同研究グループによる成果です。 メタマテリアルは、光を含む電磁波に応答するマイクロ〜ナノメートルスケールの共振器アンテナ素子[3]を大量に集積化した人工物質で、共振器アンテナ素子をうまく設計することで、物質の光学特性を人工的に操作できるという特性を持っています。これまで報告されているメタマテリアルのほと
覚醒や注意が感覚を鋭くする脳回路を解明 | 理化学研究所
ポイント 覚醒は大脳皮質抑制性神経細胞を活性化し興奮性神経細胞の反応減衰を促進 前脳基底核から大脳皮質へのアセチルコリン投射系が抑制を強め覚醒効果を起こす 視覚情報処理の効率をあげる回路設計などへの応用が期待 要旨 理化学研究所（理研、野依良治理事長）は、覚醒や注意によって感覚が鋭敏になる脳の仕組みの解明に成功しました。覚醒状態では、脳の神経伝達物質であるアセチルコリン[1]の投射系が活性化し、大脳皮質の抑制性神経細胞（介在細胞）[2]の反応が増大することで、興奮性神経細胞（錐体細胞）[3]の反応がより速く減衰して、次にくる刺激に反応しやすくなることが分かりました。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）大脳皮質回路可塑性研究チームの木村塁研究員、サファリ・ミラ・シャハラム研究員、津本忠治チームリーダーらの研究チームによる成果です。 覚醒しているときや何かに注意をはらってい
訃報 | 理化学研究所
弊所 発生・再生科学総合研究センター（CDB）の笹井芳樹副センタ―長（52歳）は、5日11時03分に死去いたしました。 謹んでお悔やみ申し上げます。 野依良治理事長コメント 竹市雅俊センター長コメント 【8月6日追加】 葬儀は親族のみによる密葬で執り行われますので、謹んでお知らせいたします。 なお、ご遺族の意思により香典、供花は固く辞退されておられます。 弔電を出される場合は、当所神戸事業所 研究支援部総務課でお預かりさせていただきますので、弔電の宛先は以下のとおりとしていただきますよう、よろしくお願い申し上げます。
STAP細胞問題にご関心を寄せられる方々へ | 理化学研究所
再生医学分野を世界的に先導してきた笹井芳樹 発生・再生科学総合研究センター副センター長の早すぎる死を防げなかったことは、痛恨の極みです。笹井副センター長に謹んで哀悼の意を表すとともに、ご家族に心からお悔やみ申し上げます。 今、大切なことは、この不幸がこれ以上周辺の関係者に影響を与えないことであると認識しております。波紋が社会的に大きく広がる中で、関係者の精神的負担に伴う不測の事態の惹起を防がねばなりません。 3月以降、STAP論文の著者たちが、多方面から様々な批判にさらされ、甚だしい心労が重なったことを懸念し、メンタルケアなどに留意していたところですが、今回の事態に至ってしまったことは残念でなりません。 現在、当該論文著者のみならず、現場の研究者、特に若い研究者たち、技術者、事務職員ならびにその家族、友人たちの動揺と不安は深刻であり、非常に大きな心労を抱えている者もおります。理研は、今後も
STAP細胞事案に関する理化学研究所の対応について | 理化学研究所
独立行政法人理化学研究所（以下「理研」）の研究者が発表した論文が科学の信頼性を損なう事態を引き起こしたことに対し、我が国の科学界を代表する日本学術会議にもご心配をおかけしていることをお詫び申し上げます。今回、日本学術会議幹事会よりSTAP細胞事案に関し、平成26年7月25日付けで声明が出されたところですが、理研としての本件への対応について、改めて説明させていただきたいと存じます。 理研は、STAP細胞事案について、研究不正の有無、科学的検証、研究論文の取扱い、そして再発防止に向けた取組み、の四つを基本方針として対応しております。 理研は、今回の事案への対応を、わが国の研究機関の範となる組織体制、運用の構築、さらに社会の信頼を再度得て社会へ貢献するための改革と位置づけて取り組んでおります。理研のあるべき姿を念頭におき、国民、科学界をはじめ各界の方々の意見や国際的な水準も考慮して改革を進めてま
小保方研究ユニットリーダーが参加する「STAP現象の検証計画」の進め方 | 理化学研究所
平成26年4月1日に公表した「STAP現象の検証計画」に、小保方研究ユニットリーダーを参加させることを6月30日に決定し、7月2日にマスコミ向けのブリーフィングを実施しましたが、その時に使用した資料を掲載します。 小保方研究ユニットリーダーが参加する「STAP現象の検証計画」の進め方 検証用実験室について（2014年7月15日追加）
高橋政代プロジェクトリーダーコメント | 理化学研究所
高橋政代プロジェクトリーダーの個人のツイッター上での発言について、多数お問合せを頂いております。これを受け、高橋リーダーから以下のコメントがありましたのでお知らせ致します。 お騒がせして申しわけありません。 現在移植手術に向け細胞培養を行っている患者さんの臨床研究については順調に推移しており予定通り遂行します。ネット上で「中止も含めて検討」と申し上げたのは、様々な状況を考えて新規の患者さんの組み入れには慎重にならざるを得ないというのが真意で、中止の方向で考えているということではありません。臨床研究そのものには何の問題もありませんし、一刻も早く治療法を作りたいという信念は変わっておりません。理研が一日も早く信頼を回復し、患者さんが安心して治療を受けられる環境が整うことを期待しています。 高橋政代
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