１．研究領域の概要

　本領域では、光によって生体を制御する革新的な技術の開発を目的とする。このため、「操作」および「観察」とそれらの技術を活用した「機能解明」の3つを領域の柱とし、異分野による連携、融合による新しい生体機能制御技術の確立を目指す。
　近年、ライフサイエンス分野では、光の特性を活かした様々な操作技術の開発により、生命現象の理解が飛躍的に進展しようとしている。例えば、オプトジェネティクスは、光感受性タンパク質の神経細胞への発現と特定波長の光照射によって、脳神経回路の機能解明に革命的な変化をもたらした。また、最近では、光感受性タンパク質を用いた酵素活性や細胞内シグナル伝達の操作技術、ゲノム編集などとの組合わせによる遺伝子発現の制御技術など、新たな生体機能制御技術の萌芽も確認される。
　これらの技術開発が爆発的に広がろうとしている背景には、光関連タンパク質の同定や関連因子の知見が過去70年以上にわたって膨大に蓄積され、これらタンパク質を利用した生体への応用の基礎ができあがっていたことが挙げられる。そのため、基礎的な知見のさらなる展開により既存の技術の弱点を解消し、さらに、世界的にも新奇な光操作技術の開発が喫緊の課題として浮かび上がっている。
　以上のことから、本研究領域では、生体機能を光によって操作する技術、光操作によって表出する生命現象を観察・計測・解析する技術、さらにはそれらの技術を用いて生命機能の解明を目指す研究開発を推進する。領域の運営にあたっては、我が国が強みを持つ光生物学や光学、ナノテクノロジー、工学、生理学などとの連携を促すことで、革新的な光操作技術の確立を目指す。

２．事後評価の概要

２－１．評価の目的、方法、評価項目及び基準

「戦略的創造研究推進事業(社会技術研究開発及び先端的低炭素化開発を除く)の実施に関する規則」における「第4章　事業の評価」の規定内容に沿って実施した。

２－２．評価対象研究代表者及び研究課題

2018年度採択研究課題

（１）岡田 智（東京工業大学 科学技術創成研究院　准教授）
磁場照射で脳機能を観察・操作する磁性ナノツールの開発

（２）北西 卓磨（大阪市立大学 大学院医学研究科　講師）
生体脳における神経情報伝達の大規模光同定技術

（３）佐藤 達雄（モナシュ大学 バイオメディシン・ディスカバリー研究所　グループリーダー）
新規遺伝子導入法による神経細胞樹状突起の光操作と測光

（４）四方 明格（自然科学研究機構 基礎生物学研究所　助教）
キナーゼ活性の光操作による植物の細胞伸長機構の解明

（５）関口 寛人（豊橋技術科学大学 大学院工学研究科　准教授
生体光刺激のための侵襲型LEDデバイスの革新

（６）樽野 陽幸（京都府立医科大学 大学院医学研究科　教授）
光による擬似味覚をもちいた味認識・欲求の神経基盤の解明

（７）常松 友美（東北大学 大学院生命科学研究科　助教）
グリア細胞光計測によるレム睡眠理解

（８）永田 崇（東京大学 物性研究所　助教）
光OFF型オプシンによる高感度かつ自然な視覚再生

（９）正水 芳人（同志社大学 大学院脳科学研究科　教授）
光操作技術を用いた神経回路創出法の確立

2017年度採択課題（コロナ延長課題）

（１）奥山 輝大（東京大学 定量生命科学研究所　准教授）
自閉症の病態解明を目指した樹状突起スパインの光操作

（２）鈴木 友美（京都大学 大学院理学研究科　助教）
光による生体膜機能制御

（３）塚本 寿夫（神戸大学 大学院理学研究科　准教授）
内在受容体を利用した生命機能の新規光操作手法の開発

（４）三上 秀治（北海道大学 電子科学研究所　教授）
生命活動をリアルタイムに追跡する超高速3D蛍光顕微鏡

（５）吉田 史章（佐賀大学 医学部　准教授）
光による不随意運動疾患根治法

2016年度採択課題（ライフイベント延長・コロナ延長課題）

（１）河野 恵子（沖縄科学技術大学院大学 膜生物学ユニット　准教授）
細胞老化の鍵を握る脂質新機能の光操作による解明

２－３．事後評価会の実施時期

2021年7月　各研究者からの研究報告書に基づき研究総括による事後評価（コロナ延長課題）
2021年11月　各研究者からの研究報告書に基づき研究総括・領域アドバイザーによる事後評価

２－４．評価者

研究総括

七田 芳則

立命館大学 総合科学技術研究機構　客員教授／京都大学　名誉教授

領域アドバイザー

伊佐 正	京都大学 大学院医学研究科　教授
上田 昌宏	大阪大学 大学院生命機能研究科　教授
大内 淑代	岡山大学大学院医歯薬学総合研究科　教授
太田 淳	奈良先端科学技術大学院大学 先端科学技術研究科　教授
片岡 幹雄	奈良先端科学技術大学院大学　名誉教授
高本 尚宜	浜松ホトニクス（株） 中央研究所　室長
寺北 明久	大阪市立大学 大学院理学研究科　教授
寺﨑 浩子	名古屋大学 未来社会創造機構　特任教授
德富 哲	大阪府立大学　名誉教授
能瀬 聡直	東京大学 大学院新領域創成科学研究科　教授
森 郁恵	名古屋大学 大学院理学研究科　教授
山中 章弘	名古屋大学 環境医学研究所　教授

外部評価者

該当者なし

３．総括総評

　本領域は、「生体機能を光によって操作する技術」、「光操作によって表出する生命現象を観察・計測・解析する技術」、さらには「それらの技術を用いて生命機能解明を目指す研究開発」の3つを領域の柱とし、異分野による連携・融合によって革新的な光操作技術の確立を目指している。
　2021年度には第3期生（2018年度採択）11名のうち、ライフイベント等によりさきがけ研究を一時中断し、研究期間を2022年度まで延長した2名を除く、9名のさきがけ研究課題が終了した。今回評価対象となる研究課題は、光操作の方法や観察法を工夫して神経細胞や脳の機能解明に取り組む課題、光操作により睡眠の本質に迫ろうとする課題、光操作法で脳機能や視機能の回復を試みる課題、磁場やマイクロLEDデバイスを用いた計測・操作技術の開発をテーマとした課題など、多岐にわたる。
　多くの課題ではさきがけ研究の目的を十分に達成し、自身が責任著者となる研究成果を多数発表している。今後この分野を牽引していくことを期待する。一方、当初の目標に対して予想通りの結果が得られなかった課題もあるが、目的達成のために最大限の努力をし、時には得られた結果を踏まえて研究計画を新たな方向に展開させるなどの工夫も見られ、今後の研究者人生の重要な基礎を築いたものと考えられる。
　領域全体としては、生命科学系のみならず化学、工学、光科学、医学など異分野の研究者が集い、さらにはマーモセット、マウスやラットに加え、昆虫や植物などを研究対象にしたことにより、領域会議などの場においても多面的な意見交換が行われた。これまでは異分野と思われていた研究者間の共同研究が盛んに行われたのも特徴的である。研究期間のうち中盤～後半にあたる2020年度以降のコロナ禍においては、領域会議は新型コロナウイルス感染拡大防止の観点からオンライン開催となったが、そのような環境下でも互いに助言し合うことによって研究のレベルを向上させた。また、本領域では、専門分野を考慮した「メンター（担当アドバイザー）制」を導入し、各研究者に担当アドバイザー1 名を割り振っている。研究総括や担当アドバイザーとの意見交換も活発に行い、そのフィードバックを研究計画に積極的に反映させていた点も評価できる。さらに、研究成果報告を兼ねた学会シンポジウム・ワークショップも3回開催し、さきがけ研究の集大成として成果発表を行った。
　9名の研究者のうち、さきがけ採択後に昇進を果たした研究者が6名、また、4名の研究者が新たにPIとして活躍できるポストに着任し、研究者としての大きな成長が見られた。今後、これらの研究者が、領域会議等で形成したネットワークを生かして、光によって生体を制御する革新的な技術の開発に向けてさらに研究を発展させていくことを期待する。

※所属・役職は研究終了時点のものです。