*研究課題*


	極性基が配列した低エントロピー型分子認識アレイの開発
	阿部　肇（富山大学大学院医学薬学研究部助教）
	エントロピーを重視した設計理念により、新しい人工ホスト分子と、それを利用した分析手段を開発します。分子認識能を備えた有機ユニットを、剛直な構造上に対称に並べた「剛直かつ対称性の高い低エントロピー型分子認識アレイ」には、ホスト・ゲスト錯形成に伴うエントロピー損失の抑制が期待できます。その分子認識アレイを素子として、バイオセンサーに迫るセンシング能力と、過酷な測定条件でも耐える化学的安定性の実現を目指します。


	プローブ間の協同性を利用した高感度遺伝子解析法
	井原　敏博（熊本大学大学院自然科学研究科准教授）
	ある種の機能性分子を修飾したDNAプローブは、適当な条件下、相補鎖とのハイブリダイゼーションにおいて強い協同性を示すことがわかっています。本研究では、この協同性に焦点を当て、これを積極的に利用した新しい遺伝子解析法を提案します。複数の機能性DNAプローブが協調して働くと、単一のプローブでは成し得なかった種々の高度な機能を発揮します。蛍光分光法、質量分析法との組み合せにより次世代のDNAプローブを実現します。


	二量体検出原理による新規免疫測定法の開発
	上田　宏（東京大学大学院工学系研究科准教授）
	現在広く用いられているサンドイッチ免疫測定法は高感度かつ広い測定濃度域を持つ汎用性に優れた生体関連物質定量法ですが、分子量1000以下の低分子は測定できず、測定に時間と手間がかかります。本研究では、自ら考案した非競合的免疫測定法である「オープンサンドイッチ法」を発展させ、環境汚染物質などの小分子からタンパク性高分子までを、１ステップで高感度に検出可能な新しい測定法の開発を世界に先駆け提案します。


	細胞生命現象解明に向けた高次光機能性分子の精密設計
	浦野　泰照（東京大学大学院薬学系研究科准教授）
	生物は、外界からの各種の刺激に対して適切な応答をして生命を維持しています。この機序を知る手法として近年、生細胞などに探索用の分子（蛍光プローブ）を取り込ませ、その蛍光の変化を観測する技法が汎用されています。本研究では、蛍光プローブなどの光照射により機能を発揮する様々な分子を、論理的な手法に基づいて精密に設計し、生物領域研究に新風を吹き込む新観測技法を誕生させることを目的とします。 ※　本研究課題は、さきがけ研究期間終了後継続して、平成22年～平成27年まで研究加速強化システムによりＪＳＴが支援を行いました（課題名「光機能性プローブによるin vivo微小がん検出プロジェクト」）。中間評価結果（研究加速）　　事後評価結果（研究加速）


	三重鎖核酸形成を基盤とする革新的ＤＮＡ分析
	小比賀　聡（大阪大学大学院薬学研究科教授）
	迅速で簡便かつ高感度なDNA分析手法の確立は、これからのテーラーメード医療実現の大きな鍵となります。本研究では、極微量のDNAを配列特異的に検出するためのインテリジェントな人工核酸を開発します。この人工核酸は標的となる遺伝子（DNA二重らせん）と結合し、三重らせん構造を形成します。その後、連鎖的な化学反応をDNA上で誘導させるという従来に無い方法で、迅速かつ高感度なDNA分析の実現を目指します。


	生体単一分子ダイナミクスの多次元計測法
	影島　賢巳（大阪大学大学院工学研究科応用物理学専攻准教授）
	本研究はタンパク質分子の物性や機能の鍵を握る空間的折り畳みのメカニズムを単一分子レベルで探る新たなアプローチです。タンパク質分子をつかまえ、強制的にその構造を引き伸ばしたり巻き戻らせたりしながら、分子の弾性や、分子内の結合の断裂などによるエネルギー損失といった多面的な力学特性を、その時間依存性も含めて計測する方法を、原子間顕微鏡（AFM）の手法を応用して開発します。


	修飾DNAをセンサ素材とする新しいバイオセンサの開発
	桒原　正靖（群馬大学大学院工学研究科助教）
	酵素や抗体と類似の機能をもつ機能性修飾DNAは、バイオセンサの新たな素材として有望です。本研究では、ATPやペプチドなどの低分子目的成分を迅速かつ簡便、感度良く検出できる方法の開発を目的として、アロステリック修飾DNAzymeの創製を試みます。修飾DNAは化学合成が容易ですので、アロステリック修飾DNAzymeは安価で簡便な検出試薬として、医療・食品衛生・環境など広範囲な分野での利用が期待されます。


	生体情報分子の先端的可視化計測法の開発
	佐藤　守俊（東京大学大学院総合文化研究科広域科学専攻広域システム科学系准教授）
	生きた細胞・組織の生理作用およびその破綻の結果である疾患の理解のために、鍵となる生体情報分子の動態を可視化計測する技術の開発を行います。脂質セカンドメッセンジャーおよびキナーゼによるタンパク質リン酸化の細胞内動態を可視化する蛍光プローブを、独自の基盤技術に基づき新しく開発します。また、神経細胞からの神経伝達物質の放出を、高感度に時空間可視化検出する一般的手法（増幅検知型センサー細胞法）を開発します。


	高感度テラヘルツ光学活性計測技術の開発
	島野　亮（東京大学大学院理学系研究科物理学専攻准教授）
	テラヘルツ（THz）周波数帯での分光技術は、高温超伝導など未解明な巨視的量子現象の機構解明や、ナノ材料評価、生体分子分析など、広い応用展開が期待される計測技術です。本研究はTHz電磁波の偏光自由度に着目し、THz周波数帯での高感度光学活性計測技術を創出することを目的とします。本手法により半導体の非接触伝導特性評価、高温超伝導体におけるホール伝導度スペクトルの評価、キラル分子の構造分析が可能になります。


	スピン偏極－イオン散乱分光法の開発
	鈴木　拓（（独）物質・材料研究機構量子ビームセンター主任研究員）
	本研究では、スピン偏極-イオン散乱分光法（SP-ISS）を開発します。SP-ISSは、これまでの分析手法には利用されたことのない物理現象である「イオンの中性化のスピン依存」を用いて、表面・界面のスピン配列を調べる全く新しい分析手法です。この開発によって、既存の分析手法では不可能な表面・界面のスピン配列解析を可能にし、スピンエレクトロニクス等の電子スピン応用技術の進展に寄与することを目指します。


	高感度３次元蛍光X線分析装置の開発
	辻　幸一（大阪市立大学大学院工学研究科教授）
	試料損傷が少なく常圧下で３次元元素分布の測定が可能な「Ｘ線管とＸ線検出器の中心軸を同軸・一体化とする高感度な共焦点蛍光Ｘ線分析装置」の開発を目指します。将来的には「原子間力顕微鏡と微小部蛍光Ｘ線分析の融合装置」の開発にも取り組みます。これらの装置を用いて、生体物質中の機能発現過程や成長過程における元素移動の様子の観察、マイクロ化学チップにおける溶液試料の多元素同時定量分析を行います。


	再衡突電子を用いたアト秒分子内電子波束の測定
	新倉　弘倫（ National Research Council JSPS海外特別研究員）
	分子の構造や反応性は、分子中の電子の振る舞いと密接な関係があります。本研究では、分子や原子の中を動く電子の運動を直接観測することを目的とします。強いレーザー電場を測定対象に照射して生成する再衝突電子を測定プローブとして用いることで、アト秒の精度での測定が可能になります。これにより、アト秒・オングストローム領域の、分子や分子集合体の電子制御という新分野の構築を目指します。


	多角入射分解分光法の構築：光計測の新たな概念
	長谷川　健（東京工業大学大学院理工学研究科化学専攻准教授）
	多角入射分解分光法は、仮想的な縦波光を考えた全く新しい計測理論に基づく、薄膜・吸着分子の構造異方性解析のための分光法です。等式ではなく回帰式を理論構築に用いた点も、測定理論としては初の試みです。本研究は、これまで不可能だった“非金属基板上で純面外スペクトルの測定”と、光学定数不要の分子配向解析を実現させ、界面の計測科学に新しい道を拓く光計測概念のさきがけとなります。


	状態選別XAES分光
	林　久史（日本女子大学理学部物質生物科学科准教授）
	X線の発光と吸収には密接な関連があり、吸収端近傍の励起に伴う発光からは、通常の吸収法では測定できない「寿命幅に制限されない、状態別のX線吸収微細構造（XAFS）-状態選別XAFS-」が導出できます。この分光法の意義は広く認められていますが、検出感度の低さから、なお実用には至っていません。本研究は、世界最高の感度をもったX線発光分光器を新規に開発し、状態選別XAFS分光の実用化に挑むものです。


	超分子化学に基づく修飾タンパク質の蛍光分析法の開発
	林田　修（福岡大学理学部化学科教授）
	本研究では、翻訳後修飾タンパク質に対する革新的な蛍光分析法の構築を目的とします。メチル化などの修飾タンパク質を特異的に認識し、結合できる超分子カプセルを合成し、そのカプセル内に閉じこめた蛍光ラベル化試薬をデリバリーすることで、選択的に修飾タンパク質を蛍光ラベル化分析するシステムの構築を目指します。大腸癌などの疾患に関わっているとされるヒストンの異常メチル化などに対する分析法として期待されます。


	マイクロ流体界面計測法の開発
	火原　彰秀（東京大学　生産技術研究所准教授）
	化学操作を数cm角のガラス基板に集積化するマイクロチップ化学では、水と有機溶媒が平行に流れるマイクロ多相流を利用しています。本研究では、マイクロ流体界面現象を解明する新規な手法である顕微輻射圧界面計測法を開発します。この手法は、界面現象解明に有用なだけでなく、細胞膜をプローブ分子なしに計測する非常に重要な生命科学実験ツールになると期待できます。


	核酸ポリメラーゼ解析とDNA１分子シーケンスへの応用
	平野　研（（独）産業技術総合研究所四国センター　健康工学研究センター生体ナノ計測チーム研究員）
	来るべきゲノム医療などでは、個々人や多種のゲノムを瞬時にして取り出す革新的な技術が必要とされます。しかしながら、現在のＤＮＡシーケンスの処理能力は、一人分のゲノムを解析するのに数百台の自動シーケンサーを用いても３ヶ月を要するのが現状です。そこで本研究では、ＤＮＡポリメラーゼの合成反応時に取り込まれる塩基を識別し、ＤＮＡ１分子からの高速シーケンスに挑戦します。


	光解離性修飾基を用いた蛋白質の構造と機能の新規研究法
	廣田　俊（奈良先端科学技術大学院大学物質創成科学研究科教授）
	タンパク質は決まった立体構造を形成し機能します。タンパク質の構造形成反応に関して、遅い時間領域での情報は多いが、良い手法がないため、１ミリ秒よりも早い初期段階での知見は少ないのが現状です。そこで、本研究では、種々のタンパク質に広く応用できる手法として、光解離性修飾基をタンパク質に導入し、光でタンパク質の構造形成を開始させる全く新しい研究手法を提案します。この手法を用いて、タンパク質の構造形成反応を追跡し、構造形成と機能制御を行います。


	先端的ナノトライボロジー計測による情報記憶装置の革新
	福澤　健二（名古屋大学大学院工学研究科教授）
	高度情報社会の牽引車であるハードディスクに技術的パラダイムシフトが求められています。ヘッドを空気膜で浮上させていた従来の潤滑方式から、ヘッドとディスクが厚さ1nmオーダーの極薄潤滑膜を介して高速摺動する潤滑方式への転換が求められていますが、その目処は立っていません。最大の障害は現象を従来の計測技術ではとらえることが困難なことです。本研究では、ナノ潤滑膜の先端計測技術によりブレークスルーを提供することを目的とします。


	コインシデンス分光法による複合表面解析
	間瀬　一彦（高エネルギー加速器研究機構物質構造科学研究所准教授）
	本研究では、（1）電子－イオンコインシデンス分光（光電子あるいはオージェ電子とイオンを同時に検出して、両者の相関を測定する分光）、（2）高感度高分解能オージェ－光電子コインシデンス分光（オージェ電子と光電子を同時に検出して、両者の相関を測定する分光）、（3）実験室内コインシデンス分光、という新しい表面計測法を開発することによって、材料科学、ナノテクノロジー、環境科学など幅広い分野の科学技術、産業に貢献することを目的とします。


	原子時計精度での超高分解能レーザー分光計測
	御園　雅俊（福岡大学理学部物理科学科准教授）
	多原子分子の超高分解能レーザー分光による精密計測の重要性が高まっています。基本的な多原子分子の分光学的性質を研究することは、環境問題や生命科学の基礎として極めて重要です。この精密分光計測の鍵を握るのが、優れた精度を持つ波長の目盛です。本研究では、原子時計に安定化した光周波数コムをこの目盛として利用して、究極の精度で超高分解能スペクトルを測定し、多原子分子のダイナミクスを解明します。


	生細胞内分子を見るデグロンプローブの開発
	三輪　佳宏（筑波大学大学院　人間総合科学研究科講師）
	生きたままの細胞中で様々な分子を検出可能にする新技術の開発は、基礎的な生命科学研究はもちろん、創薬や環境問題などへも多大な貢献が期待できます。本研究では、特定の物質の有無を蛍光や発光など様々な他の情報に変換できる「分子デバイス」として、新しい原理に基づく「デグロン技術」の開発を進め、新規なデグロンを簡便に開発するための技術基盤と、哺乳動物個体での解析へ向けたデグロンの応用法を開発します。


	界面のキラリティを捉える非線形顕微分光の開発
	八木　一三（独）産業技術総合研究所　FC-Cubic触媒チームチーム長
	生体分子が不斉（キラル）であることは良く知られています。最近、極微量の分子が界面に自己組織的に集合して形成されるキラル界面とそれに基づく分子認識能が重視されつつあります。しかし、キラル界面を評価できる汎用ツールは存在しません。現在最も高感度なキラル分光法は、和周波発生（SFG）法でありキラル液体の評価が実現されています。本研究ではSFG分光計を基に、キラル界面を評価するための高感度化を図ると同時に、局所的なキラリティをも検出可能な顕微分光化を目指します。


	新規分離・分析場としてのナノチャンネル集合体
	山口　央（東北大学大学院理学研究科助教）
	独自に開発したナノチャンネル集合体作成技術を基軸に、分離・分析場としてのナノチャンネルの有効性を検証すると共に、ナノチャンネルの特異性を利用した物質の空間的・時間的分離手法を確立し、ナノチャンネルを組み込んだ集積型分析チップへの展開を図ります。この研究により21世紀のバイオ・環境分析を支える革新的な分離・分析技術の創製を目指します。

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