「科学道100冊」シリーズベスト盤、「科学道100冊 傑作選」を発表
「科学道100冊」シリーズベスト盤、「科学道100冊 傑作選」を発表 －理研の研究者 × 本のプロ・編工研が選ぶ、良書100冊－ 日本で唯一の自然科学の総合研究所である理化学研究所（理研）[1]と本の可能性を追求する編集工学研究所[2]による「科学道100冊」プロジェクト[3]。書籍を通じて、科学者の生き方や考え方、科学の面白さや素晴らしさを届けることを目指し、選りすぐりの本を紹介しています。 シリーズ第7弾となる今回は、これまでの「科学道100冊」シリーズを総括した「傑作選」を発表します。 「科学道100冊」プロジェクトの歩み 2017年にはじまった「科学道100冊」プロジェクトは、全国の書店・図書館・教育機関でフェアを展開し、多くの人に科学の良書との出会いを提供してきました。2019年からは中学生・高校生を中心とした幅広い層に対して、科学の多様な魅力を継続的に伝えるべく、毎年恒例の企画
カマキリを操るハリガネムシ遺伝子の驚くべき由来
理化学研究所（理研）生命機能科学研究センター 染色体分配研究チームの三品 達平 基礎科学特別研究員（研究当時、現 客員研究員）、京都大学 生態学研究センターの佐藤 拓哉 准教授、国立台湾大学の邱 名鍾 助教、大阪医科薬科大学 医学部の橋口 康之 講師（研究当時）、神戸大学 理学研究科の佐倉 緑 准教授、岡田 龍一 学術研究員、東京農業大学 農学部の佐々木 剛 教授、福井県立大学 海洋生物資源学部の武島 弘彦 客員研究員らの国際共同研究グループは、ハリガネムシのゲノムにカマキリ由来と考えられる大量の遺伝子を発見し、この大規模な遺伝子水平伝播[1]がハリガネムシによるカマキリの行動改変（宿主操作[2]）の成立に関与している可能性を示しました。 本研究成果は、寄生生物が系統的に大きく異なる宿主の行動をなぜ操作できるのかという謎を分子レベルで解明することに貢献すると期待されます。 自然界では、寄生
4個の中性子だけでできた原子核を観測
理化学研究所（理研）仁科加速器科学研究センター多種粒子測定装置開発チームの大津秀暁チームリーダー、スピン・アイソスピン研究室のバレリー・パニン特別研究員（研究当時、現客員研究員）、ダルムシュタット工科大学のメイテル・デュア研究員、ステファノス・パシャリス研究員（研究当時）、トーマス・オウマン教授、東京大学大学院理学系研究科附属原子核科学研究センターの下浦享教授（研究当時）、東京工業大学理学院物理学系の中村隆司教授、近藤洋介助教らの国際共同研究グループは、理研の重イオン[1]加速器施設「RIビームファクトリー（RIBF）[2]」の多種粒子測定装置「SAMURAIスペクトロメータ[3]」を用いて、4個の中性子だけでできた原子核「テトラ中性子核」の観測に成功し、陽子を含まない複数個の中性子が原子核を構成して存在できる新たな証拠を得ました。 本研究成果は、陽子を1個も含まない、いわば「原子番号ゼロ
蒸発するブラックホールの内部を理論的に記述
理化学研究所（理研）数理創造プログラムの横倉祐貴上級研究員らの共同研究チームは、量子力学[1]と一般相対性理論[2]を用いて、蒸発するブラックホールの内部を理論的に記述しました。 本研究成果は、ブラックホールの正体に迫るものであり、遠い未来、情報[1]を蓄えるデバイスとしてブラックホールを活用する「ブラックホール工学」の基礎理論になると期待できます。 近年の観測により、ブラックホールの周辺のことについては徐々に分かってきましたが、その内部については、極めて強い重力によって信号が外にほとんど出てこられないため、何も分かっていません。また、ブラックホールは「ホーキング輻射[3]」によって蒸発することが理論的に示されており、内部にあった物質の持つ情報が蒸発後にどうなってしまうのかは、現代物理学における大きな未解決問題の一つです。 今回、共同研究チームは、ブラックホールの形成段階から蒸発の効果を直
他人を記憶するための海馬の仕組み | 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 理研-MIT神経回路遺伝学研究センターの奥山輝大研究員、利根川進センター長らの研究チーム※は、他の個体についての記憶（社会性記憶）が海馬のなかでどのように貯蔵されているのかをマウスを動物モデルとして使用して解明し、その記憶に直接アクセスして、記憶を操作することに成功しました。 記憶には「誰が、いつ、どこで、どうした」という情報がありますが、その中で「誰」という部分を担う社会性記憶については、神経メカニズムの詳細がほとんど分かっていませんでした。本研究では、記憶中枢である海馬の中で、これまであまり着目されてこなかった腹側CA1領域という領域に社会性記憶が貯蔵されていることを発見しました。腹側CA1領域では、ある決まった神経細胞集団が、決まった相手のことを思い出しているときにだけ活性化することから、細胞集団として記憶を保持していることが推測され
乱雑さを決める時間の対称性を発見 | 理化学研究所
要旨 理化学研究所（理研）理論科学連携研究推進グループ分野横断型計算科学連携研究チームの横倉祐貴基礎科学特別研究員と京都大学大学院理学研究科物理学宇宙物理学専攻の佐々真一教授の共同研究チームは、物質を構成する粒子の“乱雑さ”を決める時間の対称性[1]を発見しました。 乱雑さは、「エントロピー[2]」と呼ばれる量によって表わされます。エントロピーはマクロな物質の性質をつかさどる量として19世紀中頃に見い出され、その後、さまざまな分野に広がりました。20世紀初頭には、物理学者のボルツマン、ギブス、アインシュタインらの理論を踏まえて「多数のミクロな粒子を含んだ断熱容器の体積が非常にゆっくり変化する場合、乱雑さは一定に保たれ、エントロピーは変化しない」という性質が議論されました。同じ頃、数学者のネーターによって「対称性がある場合、時間変化のもとで一定に保たれる量（保存量）が存在する」という定理が証
生体をゼリーのように透明化する水溶性試薬「Sca<em>l</em>e」を開発 | 理化学研究所
ポイント マウス脳の神経回路を3次元再構築するコネクトミクスプロジェクトに貢献 ラット、ブタ、サルなど、マウス以外の実験動物、脳以外の器官・組織にも適用可能 既存の生体イメージング技術のギャップを埋める、ヒト病理標本への応用に期待 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治 理事長）は、生物試料を透明にする水溶性試薬「Scale試薬」を開発し、試料を傷つけることなく表面から数ミリの深部を高精細に観察する技術を確立しました。例えば、ホルマリンで固定した哺乳類動物の脳をScale溶液に浸すだけで透明化することができます。神経細胞を蛍光タンパク質で標識したマウスの脳に適用すると、神経回路の詳細な3次元構造を脳全体にまで広げて再構築することができます。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）細胞機能探索技術開発チームの宮脇敦史チームリーダー、濱裕研究員らが、JST戦略的創造研究推進事
背骨を持たない脊椎動物「ヌタウナギ」に背骨の痕跡を発見 | 理化学研究所
ポイント 複数の異なる発生段階のヌタウナギ胚を用いて遺伝子レベルで初解析 ヌタウナギ類の背骨を作り出す発生学的仕組みは基本的にヒトと同じ 背骨の進化過程に関して、動物学の教科書を覆す新しい仮説を提唱 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、「背骨を持たない脊椎動物」として動物学の教科書の中で紹介されてきたヌタウナギ類から背骨の痕跡を発見し、これまで語られてきた「背骨の進化過程」を覆す新しい仮説を導き出しました。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、太田欽也研究員らの研究成果です。 ヌタウナギ類は、一見背骨がないように見えることから、祖先的な形態を残した脊椎動物であると考えられることが多く、一般的な脊椎動物学の教科書にもそのように記述されています。一方1900年には、米国の学者がヌタウナギ類の成体に「非常に
親の受けたストレスは、DNA配列の変化を伴わずに子供に遺伝 －ストレスが影響する非メンデル遺伝学のメカニズムを世界で初めて発見－
プロファイリングで、抗がん剤候補物質の作用機序を解明 －独自のプロテオームプロファイリングシステムで薬剤標的を迅速同定－ ポイント 作用既知薬剤のプロテオーム情報から、作用未知薬剤の効果をプロファイリングで予測 植物由来新規誘導体BNS-22がDNAトポイソメラーゼIIを標的にして働きを阻害 BNS-22がトポ毒型と違った触媒阻害型の新抗がん剤として期待 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、独自の薬剤プロテオーム※1プロファイリングシステムを活用して、新規抗がん剤候補物質の作用を解明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）ケミカルバイオロジー研究基盤施設の長田裕之施設長、川谷誠研究員と、京都大学医学部附属病院の木村晋也講師（現佐賀大学医学部教授）、前川平教授らとの共同研究による成果です。 2005年、木村晋也講師らは、ブラジルの熱帯雨林に自生するオトギ
長期安定性を誇るブレインマシンインターフェイス（BMI）技術を確立 | 理化学研究所
長期安定性を誇るブレインマシンインターフェイス（BMI）技術を確立 －運動機能や認知感覚機能を代償するBMI技術の実用化に向けて一歩前進－ ポイント 半年以上の長期安定使用が可能な低侵襲慢性留置型ECoG電極を開発 脳の情報を確実にとらえ、意志を読み取るデコーディング性能は世界最高水準を達成 BMI技術のヒト臨床応用への道を拓き、脳の意図を着実に伝える道具の実現に期待 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、従来の手法より低侵襲で長期間使用可能な慢性留置型ECoG電極※1を開発し、サルを使った実験で、数カ月間に渡って安定したデコーディング性能※2を維持する、世界最高水準のブレインマシンインターフェイス（BMI）技術を確立することに成功しました。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）適応知性研究チームの藤井直敬チームリーダーとジーナス・チャオ（Zenas Cha
実験用マウスは飼育舎で進化、ホルモン「メラトニン」を作らず早熟に | 理化学研究所
実験用マウスは飼育舎で進化、ホルモン「メラトニン」を作らず早熟に －理研が保有する世界中のマウス系統の研究リソースを駆使して発見－ ポイント マウスゲノムから、未発見だったメラトニン合成酵素の遺伝子を見つける その遺伝子は、特異なゲノム領域（偽常染色体領域）に存在し、変異が起きやすい 変異が起きてメラトニンが作れなくなると早く性成熟し、飼育者にとっても有利に 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、医学や生物学の研究で広く用いられている実験用マウス（ハツカネズミ）から、ホルモン「メラトニン」を合成する酵素の遺伝子を初めて発見しました。飼育舎の中で長年にわたって飼育されてきた過程で、メラトニン合成酵素の遺伝子に突然変異が起きてメラトニンが作れなくなり、その結果、オスのマウスが早く性成熟することが分かりました。つまり、メラトニンが作れないマウスの、早く子孫を残すことができる特性が、
脳細胞の先端が、右ねじの方向に回転することを発見 | 理化学研究所
脳細胞の先端が、右ねじの方向に回転することを発見 －神経突起は、毎分１回のスピードで回転しながら右に曲がる－ ポイント 神経細胞から伸びる神経突起の動きを3次元的に捉えることに成功 回転モーターはミオシンＶ、止めると神経突起は直線的に伸長 左右の脳で同じ右ねじ回転、脳の左右非対称性を生み出すメカニズム解明へ 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、国立大学法人大阪大学（鷲田清一総長）とともに、脳の神経回路を形成する神経細胞の細長い突起部分「神経突起※1」の動きを3次元的に捉えることに成功し、神経突起が時計回り（右ねじ方向）に回転していることを世界で初めて発見しました。理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）神経成長機構研究チームの上口裕之チームリーダーと玉田篤史研究員らが、大阪大学大学院生命機能研究科の村上富士夫教授と共同で研究した成果です。 脳の働きを担う神経回路は、
均一と考えられていた液体の水に不均一な微細構造を発見 | 理化学研究所
ポイント 不均一性は水の中の2種類の微細構造混在が原因 氷とよく似た不均一な微細構造の大きさは約1nm程度 微細構造は温度で変化、生物の中の水、化学反応の水などさまざまな水を解く鍵に 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、大型放射光施設SPring-8※1、米国のSSRL※1の2つの放射光施設を利用した共同研究で、均一な密度と考えられていた液体の水の分子が、ミクロ観察すると実は不均一な状態であることを発見しました。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）量子秩序研究グループ励起秩序研究チームの辛埴チームリーダー（国立大学法人東京大学物性研究所教授兼任）、国立大学法人広島大学理学部の高橋修助教、米国SLAC国立加速器研究所のA.ニルソン（A.Nilsson）教授らを中心とする研究グループ※2の共同研究による成果です。 水の密度の不均一性は、2008年に発見し
左右非対称な神経回路の存在を嗅覚系で発見 | 理化学研究所
ポイント ゼブラフィッシュの嗅覚神経回路を緑色蛍光タンパク質「GFP」で可視化 嗅覚中枢から、感情を調節する神経核につながる左右非対称な回路を発見 右利き、左利きなど動物行動の左右非対称性を理解する新たな知見 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、モデル動物で知られる熱帯魚ゼブラフィッシュ※1の脳の神経回路を緑色蛍光タンパク質で可視化し、嗅覚系に左右非対称な神経回路が存在することを発見しました。理研脳科学総合研究センター（利根川進センター長）シナプス分子機構研究チームの吉原良浩チームリーダーと宮坂信彦 副チームリーダー、発生遺伝子制御研究チームの岡本仁チームリーダーおよび自然科学機構・岡崎統合バイオサイエンスセンター（永山國昭センター長）による共同研究の成果です。 匂い（におい）の源から発せられた「匂い分子」は、鼻の奥にある感覚神経細胞（嗅細胞）が受け取り、その匂い情報を、神
アブラムシは、かつて別の細菌から獲得した遺伝子で必須共生細菌を制御する | 理化学研究所
アブラムシは、かつて別の細菌から獲得した遺伝子で必須共生細菌を制御する －世界初、動物-細菌間の共生維持に利用される遺伝子の驚くべき起源を発見－ ポイント 細菌と動物の間の垣根を越えた、遺伝子資源の共有を確認 共生細菌のオルガネラ化など、共生に基づく生物進化に重要な示唆 昆虫の必須共生系の基盤理解で、安全な害虫防除法の開発に期待 要旨 独立行政法人理化学研究所（野依良治理事長）は、農業害虫として知られるアブラムシが、かつて感染していた細菌などから複数の遺伝子を獲得し、これらを発現させて、自身の生存に必須である相利共生細菌※1を維持・制御している、という証拠を、世界で初めて突き止めました。これは理研基幹研究所（玉尾皓平所長）宮城島独立主幹研究ユニットの中鉢淳ユニット研究員と放送大学（石弘光学長）二河成男准教授による共同研究の成果です。 アブラムシは、栄養分に乏しい植物の師管液だけを餌としなが
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