平成16年度採択課題 衛星観測・モデル統合によるアジア環境、災害評価システムの構築 安岡　善文　(東京大学生産技術研究所　教授) 計算科学技術活用型特定研究開発推進事業 地球・環境 これまでの研究では、東大とアジア工科大に設置した衛星データ受信システムをネットワークでつなぎ、そのデータを転送、処理、蓄積、配布するネットワークシステムを構築した。 そこで、本課題ではデータを陸域生態系モデルにネットワークを介して結合し、準実時間で環境・災害のシミュレーションを行うシステムに拡張する。 感覚運動統合理論に基づく「手と脳」の工学的実現 石川　正俊　(東京大学大学院情報理工学系研究科　教授) 戦略的創造研究推進事業 脳を創る これまでの研究では、脳が持つ感覚と運動の統合機能に注目して、超高速・高機能ロボットハンドシステムの構築を行い、握る、捕る、打つなどの基本的なタスクにおける高速マニピュレーションを可能とした。 そこで、本課題ではさらなる高速化をすすめ、ロボットの物理的な動作限界を極める超高速マニピュレーションを実現することを目的とする。 ネオシリコンによるナノメカ・情報エレクトロニクス 小田　俊理　(東京工業大学量子ナノエレクトロニクス研究センター　教授) 戦略的創造研究推進事業 電子・光子等の機能制御 これまでの研究では、デジタルプラズマCVD技術により、ナノ結晶シリコン粒径と粒子間隔を制御した新機能材料"ネオシリコン"を開発した。 そこで、本課題ではネオシリコンの集積構造制御とトップダウン型シリコンプロセスとの融合を進めるとともに、エレクトロ＆メカニカル量子特性の精密エンジニアリングによる機能制御技術・素子応用技術を更に発展させることで、新たな研究分野「ナノメカ・情報エレクトロニクス」を切り開く。 VCP蛋白質の機能修飾を介した神経変性疾患の治療戦略の構築 垣塚　彰　(京都大学大学院生命科学研究科　教授) 戦略的創造研究推進事業 脳を守る これまでの研究ではポリグルタミンなどの異常蛋白質の蓄積・凝集が神経変性を引き起こしていると仮定し、ポリグルタミンをモデルに用いて神経変性疾患に共通する発症メカニズムの解析を行ってきた。 そこで、本課題では得られた知見に基づき、神経変性疾患の障害部位で共通に見つかるVCP蛋白質の機能異常の実態を解明することで、神経変性疾患に共通する発症原理の解明を目指し、また、治療戦略を構築することを目的とする。 人工衛星による海洋基礎生産モニタリング 才野　敏郎　(名古屋大学地球水循環研究センター　教授) 戦略的創造研究推進事業 地球変動のメカニズム これまでの研究では、海中自動昇降式ブイシステムの開発、及び光学的計測による基礎生産測定のためのセンサーとアルゴリズムの開発を行った。 そこで、本課題ではこれらの計測システムを簡便化した実用機を複数展開運用し、得られる検証済み衛星データを利用して、海洋表層での気象・海象変動に対する生物過程の応答のプロセス研究を行う。これに基づき、衛星を利用した海洋の生物過程のモニタリングのための実運用システムを設計する。 記憶の脳内表現と長期定着のメカニズム 重本　隆一　(岡崎国立共同研究機構生理学研究所 脳形態解析研究部門　教授) 戦略的創造研究推進事業 脳を知る(京都) これまでの研究では脳の神経細胞膜上の情報伝達機能分子の局在や動態を電子顕微鏡レベルで定量解析したり、蛍光によりリアルタイムで可視化したりするなどのイメージング手法を確立し、電気生理学的解析と組み合わせて神経伝達調節メカニズムを追求してきた。 そこで、本課題ではこれらの機能分子動態やシナプスなどの脳のハードウェアの変化によって、記憶がどのように脳内で表現され、さらに長期にわたって定着するのか、そのメカニズムの解明に焦点を絞る。 ハイブリッド天然物をモチーフとする分子多様性 鈴木　啓介　(東京工業大学大学院理工学研究科　教授) 戦略的創造研究推進事業 分子複合系の構築と機能 これまでの研究では、ハイブリッド構造を有する生理活性天然有機化合物の高効率構築のため、その基盤となる有機合成反応の開発と新規合成戦略の案出を行ってきた。 そこで、本課題ではそれらの知見を縦横に活用し、分子機能発現に必要な官能基を備えた合成単位同士を自在に結合させ、多彩な複合型有機分子構造群の創製に資する“モジュール型分子構築法”を開拓し、有用な新機能分子の探索研究を行う。 p53とRB蛋白質によるアポトーシスと細胞老化の制御 田矢　洋一　(国立がんセンター研究所放射線研究部　部長) 戦略的創造研究推進事業 ゲノムの構造と機能 これまでの研究で、p53のSer46のリン酸化とアポトーシス、並びにRB蛋白質上のリン酸化部位の使い分けの意義などについて新発見をした。 そこで、本課題ではこれらの研究をさらにすすめ、ｐ５３のアポトーシスと細胞老化の誘導機構の解明、また、RB蛋白質のアポトーシス抑制メカニズムの解明を行う。 非相反デジタル光集積回路の開発と全光ネットワークへの応用 中野　義昭　(東京大学先端科学技術研究センター　教授) 戦略的創造研究推進事業 電子・光子等の機能制御 これまでの研究では、原子層単位の組成制御を通じて光能動基本機能ならびに光非線型性を高めた半導体結晶を創製し、これに基づく全光子制御デジタルデバイスや磁気光学非相反光デバイスの開発を行ってきた。 そこで、本課題では全光信号処理に向けた非相反デジタル光集積機能回路の開発にフォーカスして、(1) 要素デジタル光デバイス、非相反導波路の設計・試作、(2) 磁性半導体や強磁性金属の成長・集積プロセス技術開発、(3)これらデバイスのモノリシック集積化技術開発、(4) 光ネットワーク用デジタル光集積機能回路の試作・実証、を中心に研究を進める。 ゲノムの修復機構を基盤とした癌化・老化の制御 花岡　文雄　(独立行政法人理化学研究所細胞生理学研究室　主任研究員) 戦略的創造研究推進事業 ゲノムの構造と機能 これまでの研究では、DNAの損傷を治すしくみに欠陥のあるヒト遺伝病の患者細胞を用い、ヌクレオチド除去修復という最も広範な修復機構の分子レベルでの解析の進展、さらに「損傷乗り越え複製」という全く新しいタイプの修復機構の発見という成果が得られた。 そこで、本課題ではこれらの修復系を特に巨大タンパク質複合体の単離・解析に焦点を当て分子レベルで徹底的に解明すると同時に、これらの修復系に働く遺伝子のノックアウトマウスを作成・解析するなどの手段も駆使し、老化やがん化を制御するための手だてを獲得する。 超分子複合系人工光合成型エネルギー変換システムの開発 福住　俊一　(大阪大学大学院工学研究科　教授) 戦略的創造研究推進事業 分子複合系の構築と機能 これまでの研究では、光合成の光電荷分離過程について、人工系で初めて天然の電荷分離寿命を凌ぐ分子複合系の開発に成功し、電荷分離寿命の世界記録を次々と更新した。水の酸化還元過程についても人工的に再現できるめどがついた。 そこで、本課題ではこの研究成果を基にさらに高次に組織化された超分子複合系電子移動システムを構築し、それを用いて実際に太陽エネルギーを用いた人工光合成型エネルギー変換を実現することを目的とする。 植物系分子素材の逐次精密機能制御システム 舩岡　正光　(三重大学生物資源学部　教授) 戦略的創造研究推進事業 資源循環・エネルギーミニマム型シスムテム技術 これまでの研究では、リグニンの精密な機能制御システムを開発すると共に、新しいリグニン系循環型材料の創成に関し検討を行ってきた。 そこで、本課題ではリグニン及び炭水化物両者の同時精密機能制御システム、およびリグニンと糖質の最終構造制御（単純分子への転換）について集中的に検討し、森林を起点とする新しい工業ネットワークのモデルを構築する。 高度メディア社会のための発展的協調的学習支援システム 三宅　なほみ　(中京大学情報科学部　教授) 戦略的創造研究推進事業 高度メディア社会の生活情報技術 これまでの研究では、協調的な学習を支援する環境として、一人一人の考え方をノート配置によって外化し相互吟味や編集を可能にしたシステム、またマルチメディア教材を相互に関連付けて構造化するシステム等を構築した。 そこで、本課題では上記のシステムをさらに使いやすく統合し、より汎用性の高い学習実践理論と実効力のある学習環境を提供することを目指す。 カイロモルフォロジー：物質界・生物界における分子から分子集合体の構築 黒田　玲子　(東京大学大学院総合文化研究科　教授) 創造科学技術推進事業 黒田カイロモルフォロジープロジェクト これまでの研究では、固体における分子の再配列などの新しい現象を見いだし、固体試料のキラリティー測定装置を設計・開発した。また、生物レベルでは巻貝の巻型決定と細胞骨格の関係を明らかにした。 そこで、本課題では巻型決定因子の解明、固体状態でのキラリティーの認識、制御、転写、増幅など新しい固体化学を展開する。また、開発した測定装置を活用し、研究対象を生体に近い状態での生体物質にも展開し、生命現象の解明に取り組む。 人工原子・分子の量子スピン情報 樽茶　清悟　(東京大学大学院理学系研究科　教授) 創造科学技術推進事業 樽茶多体相関場プロジェクト これまで人工原子の研究を行い、パウリ効果や近藤効果などの「スピン相関の物理」を開拓するとともに、スピン制御が量子計算に有用であることを確認した。 そこで、本課題では研究の主体を人工分子に移し、より多彩なスピン相関の世界を探求するとともに、量子情報処理への研究展開を重点化する。 透明酸化物のナノ構造を活用した機能開拓と応用展開 細野　秀雄　(東京工業大学応用セラミックス研究所　教授) 創造科学技術推進事業 細野透明電子活性プロジェクト これまでの研究では、室温・空気中で安定なエレクトライド、多結晶シリコン並みの性能を持つ透明トランジスタ、最高の電気伝導率を持つ透明ｐ型半導体などを実現し、またこれらが結晶構造中に内包されたナノ構造に起因することを明らかにした。 そこで、本課題ではこれらの透明酸化物によるユニークな機能の探索やデバイスの試作等の応用を目指す。 液晶ナノシステム 横山　浩　(独立行政法人産業技術総合研究所ナノテクノロジー研究部門　研究部門長) 創造科学技術推進事業 横山液晶微界面プロジェクト これまでの研究では、液晶“微界面”の共通コンセプトのもとに、表面配向マイクロパターンによるメモリー液晶、液晶コロイドの構造形成と制御、液晶性に基づく分子ナノ構造自己組織化と分子ダイナミカルシステムの実現に成果が得られた。 そこで、本課題ではこれらを発展させ，液晶の動的ナノ構造を自在に制御する方法を確立し，新たな機能を発現する液晶材料・デバイスの新機軸を切り開くことを目指す。 ナノ・マイクロ超分子複合体によるメカノトランスダクション機構の解明 曽我部　正博　(名古屋大学大学院医学系研究科　教授) 国際共同研究事業 細胞力覚 これまでの研究で、高等生物のメカノトランスダクションはSAチャネル単独ではなく、例えばSAチャネルと細胞骨格からなるナノ・マイクロスケールの超分子複合体によって実現されるというキーコンセプトを得るに至った。 そこで、本課題では1)SAチャネル自体の活性化機構をサブナノスケールで解明するとともに、2)SAチャネル/細胞骨格/接着分子の超分子複合体として初めて可能になる、力の方向の感知、すなわち力ベクトル感知機構の解明を目指す。 軟骨に特異的な遺伝子機能による軟骨分化制御の解明 浅原　弘嗣　(The Scripps Research Institute Department of Molecular amd Experimental Medicine さきがけ研究者) 戦略的創造研究推進事業 認識と形成 これまでの研究で、生物を形作る軟骨の分化制御に関わるクロマチンの修飾ファクターの同定、機能解析を行った。 そこで、本課題ではこの結果を更に深化させ、遺伝子発現や発生の制御について新たな解釈を試みる。 専用計算機によるホログラフィ動画像システム 伊藤　智義　(千葉大学工学部メディカルシステム工学科　教授) 戦略的創造研究推進事業 情報基盤と利用環境 これまでの研究で、ホログラフィによるリアルタイムの３次元動画像システムの開発を目指して試作を行い、高速なホログラフィ専用計算機システムを構築した。 そこで本課題では、開発した既存の専用計算機システムを活用して、実用化を指向した表示システムの構築を試みる。 白色発光透明シリカガラスの創製と機能制御 内野　隆司　(神戸大学理学部　助教授) 戦略的創造研究推進事業 秩序と物性 これまでの研究で、ナノサイズシリカガラス微粒子が、１０００℃程度というガラス転移温度以下の温度による焼結でも固相反応による緻密化がおこり透明なバルクシリカガラスへと変化すると共に、同試料が紫外光励起により強い白色発光を示すという、新規な現象を発見した。 そこで、本課題では新たに見い出した白色発光現象の全貌を実験、理論の両面から解明するとともに、発光効率の最適化、色度の制御等、実用化に向けた材料設計指針を確立したい。 立体構造情報を利用した蛋白質間相互作用様式の予測法の開発 木下　賢吾　(横浜市立大学大学院総合理学研究科　助手) 戦略的創造研究推進事業 生体分子の形と機能 これまでの研究では、機能未知タンパク質の生化学的な機能を立体構造から推定する手法を開発した。 そこで、本課題ではこの方法を発展させ、タンパク質の生物学的機能の予測を念頭に、タンパク質のどの部分がどのようにタンパク質相互作用に関与するかを、立体構造情報を利用して予測する方法の開発を目指す。 バイオリン鉱石の生産技術開発 黒田　章夫　(広島大学大学院先端物質科学研究科　助教授) 戦略的創造研究推進事業 変換と制御 これまでの研究では、微生物におけるリン酸ポリマーの蓄積機構を分子レベルで解明し、菌体内のリン含有量を飛躍的に増加させる方法を開発した。それをもとに改良した微生物は、天然のリン鉱石に近い含有量でリンを菌体内に蓄積することがわかった。 そこで、本課題では菌体内のリン含有量を更に増加させるとともに、実際に排水からのリンの回収を試みる。これにより、枯渇が予想されるリン資源のリサイクルと環境の富栄養化防止技術の開発を行う。 ＡＴＰ駆動型ソフト＆ウェット運動素子の開発と応用 　(北海道大学大学院 理学研究科　教授) 戦略的創造研究推進事業 組織化と機能 これまでにホタテ貝筋肉由来のアクチン・ミオシンを自己集合させながら化学架橋を施すことにより、ＡＴＰを加えながら相互作用させると滑り運動を示すことを明らかにした。 そこで、本課題ではこの成果を発展させて、ＡＴＰで駆動する人工運動素子の創製をめざす。 マウス大脳神経幹細胞の時期依存的シグナル応答機構の解析 後藤　由季子　(東京大学分子細胞生物学研究所　助教授) 戦略的創造研究推進事業 タイムシグナルと制御 これまでの研究で、発生初期の大脳における神経系前駆細胞（神経幹細胞）について、発生時期特異的な分化制御因子の存在を示した。 そこで本研究では、従来の研究を進展させる事により、発生における分化タイミングの調節機構を示して大脳の成り立ちに関する理解を深め、将来の再生医療への基盤としての成果を目指す。 人とロボットの持続的相互作用に関する研究 柴田　崇徳　(産業技術総合研究所知能システム研究部門　主任研究員) 戦略的創造研究推進事業 相互作用と賢さ これまでの研究で、ロボットに対する人の主観的な評価を高める方法論の研究を行ってきた。 そこで、本課題では従来より長期的な相互作用を研究することにより、ロボットと相互作用する人の属性と、ロボットから人に与える効果の目的に応じてロボットに与えるべき機能を明らかにする。 破骨細胞分化シグナルに基づく自己免疫性関節炎の制御 高柳　広　(東京医科歯科大学大学院医歯学総合研究科　特任教授) 戦略的創造研究推進事業 生体と制御 これまでの研究で、関節リウマチ等の自己免疫性関節炎における病的な骨吸収を担う破骨細胞の分化シグナルの解析を行い、破骨細胞分化を決定する転写因子等を明らかにした。 そこで、課題では破骨細胞分化を司るシグナル経路の全貌を解明し、骨免疫学と呼ばれる新規研究領域を発展させ、将来的には関節リウマチ等の治療法の開発に結びつけることを目指す。 半導体をベースとしたスピン機能材料の開発とスピンエレクトロニクスへの展開 田中　雅明　(東京大学大学院工学系研究科　助教授) 戦略的創造研究推進事業 光と制御 これまでの研究で、化合物半導体をベースとした磁気光学結晶の作製、加工に成功し、様々な新規物性を観測した。 そこで、本課題ではこの結晶を用いることにより、集積型磁気光学デバイス、スピン依存伝導デバイス等の実用素子への応用の可能性を探る。 Webサービス・セキュリティ技術 中島　震　(国立情報学研究所 ソフトウェア研究系　教授) 戦略的創造研究推進事業 機能と構成 これまでの研究で、複数のＷｅｂサービスを組み合わせる際に、無応答などの安全性に関わる不具合がないことを自動的に検証する方法、ならびに情報漏洩に関するセキュリティ制御の検証方法などを検討した。 そこで、本課題では、この成果を応用して、Ｗｅｂサービス連携記述にセキュリティレベルを導入した言語仕様を考案し、安全性とセキュリティの双方を自動的に検査・検証するツールの開発をめざす。 運動と認知の協調制御による汎用的能力獲得の神経機構 本田　学　(岡崎国立共同研究機構生理学研究所 大脳皮質機能研究系　助教授) 戦略的創造研究推進事業 協調と制御 これまでの研究で、人間特有の思考の基盤となる認知的制御と運動制御とが多くの神経基盤と作動原理を共有し、それらの機能が両者に不可欠であることなどを明らかにした。 そこで、本課題では、この運動と思考の共通制御機構が実際に人間の日常生活の上でどのような意義を持っているかを明らかにしつつ、現代社会の重要課題のひとつである総合的教育システムの確立に向けて、人間の汎用的能力開発を支える神経機構を解明する。 有機エレメントπ電子系の創製と応用 山口　茂弘　(名古屋大学大学院理学研究科　助教授) 戦略的創造研究推進事業 合成と制御 これまでの研究で，アセチレン類の効率的環化反応の開拓を基に，種々の典型元素を導入した高平面性パイ電子系材料の開発に成功した． そこで、本課題では，これらの新パイ電子系物質群について、応用に向けた更なる構造修飾を図り，有機発光素子や有機トランジスタなどの有機エレクトロニクス分野における基盤材料としての可能性を追求する． センサー型転写因子とセンサー型RNaseによる生体防御ネットワークの解明 吉田　秀郎　(京都大学大学院・理学研究科　さきがけ研究者) 戦略的創造研究推進事業 情報と細胞機能 これまでの研究で、神経変性疾患の原因となる小胞体ストレスに対する生体防御機構（小胞体ストレス応答）の分子メカニズムを解明した。 そこで、本課題では小胞体ストレス応答の解析過程で発見した全く新規のRNAスプライシング機構を解析するとともに、ゴルジ体に蓄積した異常タンパク質の処理システム（ゴルジ体ストレス応答）を解析することによって、分泌経路で機能している生体防御機構の全体像を明らかにすることを目指す。 超ヘテロ・ナノ結晶による光ー電子新機能デバイスの創製 渡辺　正裕　(東京工業大学大学院総合理工学研究科　助教授) 戦略的創造研究推進事業 ナノと物性 これまでの研究で、シリコン−フッ化物系材料を用いた高品質な超ヘテロ結晶の成長技術を開拓することにより、結晶の均一性や再現性を向上させた結果、室温で高いパフォーマンスを有する共鳴トンネル素子の実現や、量子井戸構造中のサブバンドの制御をはじめて達成した。 そこで、本課題では、この超へテロ構造のユニークな光／電子物性を応用して、シリコンLSIと集積可能なメモリ素子や光増幅・発振／受光デバイスへの応用などを検討する。