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東京大学 先端科学技術研究センター

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2017年度 プレスリリース


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2017年8月22日
神経ネットワークの大規模な「バースト」発生を予測する技術を開発
~てんかん発作の予測からネットワークの動態予測まで応用に期待~


ジュネーブ大学・理化学研究所の田嶋 達裕 博士らは、理化学研究所 脳科学総合研究センターの豊泉 太郎 チームリーダー、東京大学 先端科学技術研究センターの高橋 宏知 講師、東京大学 大学院情報理工学系研究科 三田 毅 大学院生、スイス連邦工科大学 チューリッヒ校のダグラス・J・バッカム 博士と共同で 神経活動の局所的な活動パターンから将来の大規模な活動状態の発生を予測する技術を開発しました。 脳内では、多数の神経細胞が自発的に同時に強く活動する現象(自発同期バースト)が、しばしば観察されます。自発同期バーストのメカニズムは、脳の動作原理を解き明かす鍵となると考えられています。 また、てんかん発作のような脳活動の病態解明にもつながると期待されており、自発同期バーストがどのようにして起こるのか、原理の解明が望まれていました。 本研究では、力学系理論に基づいた数理的手法を開発し、人工培養した細胞集団の高精度な計測と組み合わせて解析を行いました。 その結果、神経細胞のネットワーク全体が自発同期バースト状態になる前に、個々の細胞の活動パターンに将来の自発同期バーストを予測する「予兆」が隠されていることを明らかにしました。 今回開発した数理的手法は、将来的にはてんかん発作の高精度な予測や、脳以外のさまざまなネットワークの動態(SNS、感染症流行、金融など)の予測に役立つことが期待されます。

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2017年8月15日
肥満症の治療標的として期待される「褐色脂肪組織」の新規制御因子を同定


肥満症とそれに起因するメタボリックシンドロームや肥満2型糖尿病は、心血管疾患、腎疾患や悪性腫瘍のリスクを高めることから、健康寿命の延伸を目指す上で大きな障害です。近年、エネルギーの貯蔵を担う「白色脂肪組織」以外に、熱産生を介してエネルギーを消費する「褐色脂肪組織」がヒト成人にも存在することが分かり、褐色脂肪組織の数や働きを高めることが肥満症の新しい治療法につながり得るとして期待されています。
東京大学医学部附属病院 糖尿病・代謝内科 門脇孝教授、山内敏正准教授、脇裕典特任准教授、平池勇雄特任研究員及び東京大学先端科学技術研究センター ゲノムサイエンス分野 油谷浩幸教授、堤修一特任准教授らの研究グループは、褐色脂肪組織に特異的なDNA上のオープンクロマチン領域の解析から、褐色脂肪組織の新規の主要制御因子としてNFIAを同定しました。NFIAを欠損させたマウスでは褐色脂肪の遺伝子プログラムが著しく障害されていた一方、NFIAを導入した場合には、筋芽細胞や白色脂肪細胞においても褐色脂肪の遺伝子プログラムが活性化されました。更に、ヒト成人の褐色脂肪組織でも白色脂肪組織と比較してNFIA遺伝子が高発現していました。この結果は、NFIAの働きを高めることで「エネルギー摂取の抑制」ではなく「エネルギー消費の促進」に基づく肥満症、メタボリックシンドローム、肥満2型糖尿病の新しい治療につながる可能性があると期待されます。

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2017年8月2日
「主要ながん免疫抗原である硫酸化グリコサミノグリカンの同定」
~ 次世代シーケンスによる胃がん免疫ゲノム解析の成果に基づく新規治療法開発への期待 ~


東京医科歯科大学難治疾患研究所ゲノム病理学分野の石川俊平教授と加藤洋人助教、河村大輔助教らは、 東京大学 先端科学技術研究センターゲノムサイエンス部門(油谷浩幸教授)及び大学院医学系研究科 人体病理学・病理診断学分野(深山正久教授)との共同研究により、胃がん組織におけるリンパ球の抗原受容体の 全体像を次世代シーケンサーを用いた免疫ゲノム解析で明らかにしました。 そのなかで糖鎖の一つである硫酸化グリコサミノグリカンががん組織における主要ながん免疫抗原であることを 突き止めました。また免疫ゲノムの DNA シーケンス情報をもとに、抗腫瘍活性を有するヒト抗体を作成する ことに成功しました。

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2017年7月27日
菌の増殖を光で検出

菌の増殖は、食物発酵や環境衛生に関連する分野では、モニターすべき最も基本的な情報です。これまでは、採取した菌を培養しそれを顕微鏡で観察しており、さらにより詳しい情報を得るためには菌から核酸を抽出し増幅することによって元の菌の量を定量していました。菌を扱うには、簡便かつ即時的な分析が必要ですが、従来の方法では困難でした。 東京大学先端科学技術研究センターの岡本晃充教授と国立浩大学院生は、現場で菌の増殖を蛍光で検出できる化学システムを構築しました。増殖の元になるリボソームの存在量に合わせて蛍光を出す人工RNAを開発し、これを混ぜるだけで菌の増殖を目で見えるようにしたことで、菌を検出することを可能にしました。この新技術は、発酵や衛生などのバクテリアを取り扱う分野において増殖の簡便かつ即時的な分析に有効です。

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2017年7月6日
磁石の中の量子を数える
~量子コンピュータの要素技術を応用し、磁石の持つ量子的振る舞いを定量化~


東京大学先端科学技術研究センターの中村泰信教授および田渕豊助教らの研究グループは、理化学研究所創発物性科学研究センターとの共同研究により、磁石の中に生じた集団スピン運動の量子である「マグノン」の数を1つずつ計測することに世界で初めて成功しました。 これまで磁石(強磁性体)中の集団スピン運動を、単一量子レベルで定量的に評価する技術はありませんでした。そこで研究グループは量子コンピュータの要素技術として注目されている超伝導回路上の量子ビット素子を超高感度な検出器として用い、球状の強磁性体単結晶試料中に励起されたマグノンを計数し、その分布を明らかにしました。このように超伝導量子ビット素子とマグノンとを量子状態を保ったまま組み合わせるハイブリッド量子技術を用いることで、超伝導量子ビット素子が物質の量子力学的な振る舞いに対する、新しい検出器となりうることが示されました。 今後、超伝導量子ビット素子を他の物理系と融合させたハイブリッド量子系を実現させることにより、新しいセンサー技術の開発への応用とともに、量子情報処理技術の深化につながると期待されます。

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2017年4月18日
障がい児の学習・生活支援を行う魔法のプロジェクト2017~魔法の言葉~」協力校決定
特別支援学校など54校にタブレットやロボットを合計158台貸し出し~


東京大学先端科学技術研究センター、ソフトバンク株式会社、ソフトバンクグループで教育事業を担う株式会社エデュアスは、携帯情報端末を活用して障がい児の学習・生活支援を行う事例研究プロジェクト「魔法のプロジェクト2017 ~魔法の言葉~」の協力校54校を決定しました。ご協力いただく特別支援学校、特別支援学級および通常学級に所属する児童・生徒などと教員・特別支援教育の分野で臨床研究を行う大学生・大学院生を2人1組にした66組に、2017年4月から2018年3月末までの1年間、計158台のスマートフォンやタブレット、ロボットを無償で貸し出し、学習や生活の場で活用いただきます。

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