橋本　卓也

（伊丹/福島パネル）

新たな分子結合の創発と材料・医薬への応用
日用品から医農薬品や電子機器まで、それぞれが用途に合わせた機能を発揮できるのは、原子と原子・分子と分子が適切に「結合」しているからです。本研究では、この材料から創薬までの基盤となる結合そのものを創発します。 具体的には「ジオキサアザボロール動的共有結合」という作りやすさと使いやすさを兼ね備えた可逆性のある結合様式を開発します。またこの新技術をSDGｓに貢献しうる様々な科学分野に応用していきます。

長谷川　丈二

（伊丹/福島パネル）

分子設計と細孔構造制御によるハード柔軟多孔体の創出
スポンジのように大きく圧縮変形して元に戻ることが可能な柔軟材料は柔らかく、反対に消しゴムのように固い材料は大きく変形することはできず、割れたり砕けたりします。本研究では、ポリマー多孔体の分子構造と細孔構造の両方をデザインすることにより、固いにもかかわらず大きく圧縮変形して元に戻ることが可能な新たな材料を開発します。軽量・衝撃吸収・吸音・高断熱といった特徴を活かし、様々な応用が期待できます。

畠山　淳

（合田パネル）

霊長類の大脳発達における外的要因の役割とその応用
ヒトは進化の過程で、ニューロンとグリア細胞を著しく増大させました。これらの細胞を大量に産出する神経幹細胞は、脳形成期に数ヶ月に渡って維持され増殖します。このことがヒトの大脳の巨大化を可能としました。本研究では、脳脊髄液と頭蓋組織という外的要因の観点から、霊長類の神経幹細胞の長期間維持・増殖の分子機構を解明します。さらに、その成果を基盤に、早産児・低出生体重児の脳発達予後改善への応用を目指します。

服部　佑佳子

（塩見（美）パネル）

個体成長を支える宿主微生物叢代謝ネットワークの解明
動物と共生する多数の微生物がどのような栄養素を供給し個体成長を支えているかについては、不明な点が多く残されています。本研究では、動物と多数の共生微生物との間の相互作用と代謝のネットワークが、宿主の成長や成熟後の生理機能を支える分子メカニズムの解明を目指します。本研究で同定した微生物栄養素などにより、機能性食品・医薬品・飼料開発や環境保全での破壊的イノベーションにつながるシーズ創出が期待されます。

花岡　宏史

（田中パネル）

革新的内視鏡治療のための局所投与用光免疫療法薬の創出
本研究は、光に反応する薬剤を投与後、光を照射することで、がんを治療する光免疫療法を内視鏡へと展開した、新しい内視鏡治療法の創出を目的とします。がんに対して局所投与するのに最適な光免疫療法薬を開発することで、簡便かつ治療効果の高い内視鏡下での光免疫療法の確立を目指します。本治療法は、内視鏡治療の適応症例を大きく拡大すると期待され、がん治療における破壊的イノベーションにつながると考えられます。

林　優一

（八木パネル）

物理法則上回避不可能なハードウェアセキュリティ対策手法の開拓
ハードウェアは「情報システムの信頼の起点」であり、そのセキュリティが低下した場合、システム全体のセキュリティ低下を招く恐れがあります。本研究では新たな学術分野や社会サービス、破壊的イノベーションなどを創出するためのプラットフォームとなるセキュアな情報基盤を確立するために、情報システムを構成するハードウェアに統一的に適用可能な「攻撃者が物理法則上回避不可能な対策手法」の開発を目指します。

原　健士朗

（石塚パネル）

精子産生における生殖細胞移動の役割
ほ乳類雄体内における生殖細胞の多様な移動現象の意義は謎に包まれています。本研究では、精子産生における生殖細胞移動の役割の解明を目的とし、生殖細胞の移動履歴と分化・生存・成熟との関係を検証します。単なる局在変化を越えた細胞移動の役割解明を目指す挑戦的研究ですが、達成されれば、細胞移動に焦点を当てた精子品質制御の学術基盤が構築され、家畜・野生動物・ヒトの精子品質制御法開発への応用発展が期待されます。

坂東　麻衣

（八木パネル）

宇宙ミッション創出へ向けたデータ駆動型サイエンスと軌道工学の融合
計算機の発展により複数の天体が作る多体力学系の重力場、イオンエンジンに代表される新しい推進機構を利用した宇宙機の軌道を計算することが可能となり、それらを積極的に利用した最先端ミッションが実現されつつあります。本研究では、従来の軌道工学とデータ駆動型サイエンスの手法を融合し、これまでに発見された軌道のカタログにない有用な軌道を発見することにより将来の革新的な宇宙ミッションの創出に貢献します。

樋浦　諭志

（井村パネル）

ナノ量子光スピン機能の開拓による光電スピントロニクスの創成
本研究では、光による信号配線と不揮発性固体メモリである電子スピンを用いた光電融合型の次世代省エネルギー情報処理基盤の構築に向けて、室温以上で高効率に動作する光と電子スピンの量子情報のインターフェースデバイスを開発し、光電スピントロニクスの新規学術領域を創成します。さらに、創発の場を起点とした異分野研究者との融合研究を行い、低消費電力・高速・大容量・低遅延の光電融合スピン情報処理への展開を図ります。

日置　寛之

（合田パネル）

シナプス構築から探る大脳新皮質の構造原理
神経細胞は膨大な数のシナプス入力を受け、並列演算処理を実行しています。よって、神経細胞そして脳の動作原理を理解するためには、神経細胞に対するシナプス入力パターンを明らかにすることが重要です。本研究では、大脳新皮質の錐体細胞に着目し、シナプス入力部位の三次元マッピングを行います。脳の動作原理の一端を明らかにし、脳型コンピュータの発展や、各種神経・精神疾患の病態理解の基盤形成につながると期待されます。

日出間　るり

（北川パネル）

非線形非平衡現象を駆使した化学プロセスの創成
日本のエネルギー消費全体で非常に大きな割合を占める化学産業において、高効率・省エネルギーな化学プロセスが実現されれば、莫大なエネルギー消費の抑制につながります。本研究は、化学産業で頻繁に用いられる高分子や界面活性剤を含む溶液が示す、相転移的、時間発展的な流動の学理を明らかにした上で、この非線形・非平衡な流動現象を利用し、時空間を制御した、高効率・省エネルギーの全く新しい化学プロセスを創成します。

平田　修造

（伊丹/福島パネル）

生体内の高解像蓄光イメージング技術の創生
励起光の照射停止後に長く発光が残る蓄光を用いると、周囲に発光するものが存在しても標的のみを高いコントラストで検出することが可能です。しかし既存の蓄光材料は蓄光輝度が弱く、高い空間分解能が得られないという課題があります。本研究では、独自の分子設計によって高輝度の赤色長寿命室温りん光分子を開発し、蓄光材料は輝度が出ないという既成概念を破壊し、生体内での高解像イメージングの実現を目指します。

平原　潔

（天谷パネル）

肺における組織炎症記憶の4次元制御機構の統合的解明
私たちの体を構成する各臓器はウイルス感染などで惹起される炎症の情報を長期間記憶します。しかし、“組織炎症記憶”が誘導される細胞・分子機構は不明です。私はウイルスをはじめとする様々な異物に常に晒される肺に着目し研究を進めます。肺での“組織炎症記憶”の4次元制御機構を解明することで、臓器を超えた粘膜免疫の普遍的原理を見出し、先端技術の融合によるテクノロジー革新や次世代ワクチン開発という破壊的イノベーションにつながるシーズの創出を目指します。

平山　明由

（塩見（美）パネル）

1細胞統合メタボローム解析システムの開発
本研究では、1細胞中に含まれる親水性代謝物から脂質に至るまでの全代謝物の網羅的な計測が可能となる、1細胞統合メタボローム解析システムを構築することを目標とします。本システムが開発できれば、これまで集団の平均として算出していた代謝物の細胞内濃度を1細胞解像度で取得可能となり、医学や生物学をはじめとして、様々な分野の基礎研究における革新的な研究ツールとなる可能性を秘めています。

平山　朋子

（井村パネル）※2023年9月卒業

メカノオペランド量子ビーム分析に基づくナノスケール学的機械工学の新展開
本研究は、機械操作環境を再現する「メカノオペランド機構」を量子ビームラインに組み込み、実作動条件下で分析を行うことによって、実際の機械・機器で生じる様々な動的現象をナノスケール学的に解明することを目標とします。具体的には、「立体成型」、「トライボロジー」、「超精密加工」の3つの対象場を掲げ、それぞれで生じている動的なミクロ挙動情報を把握し最適化することで機械・機器の劇的な性能向上を目指します。

廣川　純也

（合田パネル）

前頭前野による情報分配原則の解明
前頭前野が関わる神経疾患は依存症やうつ病等、多岐に及び、その治療法は確立していません。前頭前野はあまりに複雑な組織であり、既存の方法では障害のみを抑制できないからです。本研究は、最新の光遺伝学的方法を用い、前頭前野から複数の脳部位へ送られる情報伝達を解析し、その情報分配の仕組みを解明します。これにより、前頭前野から出る特定の信号の操作が可能になり、より有効で安全な治療法への大転換が期待できます。

福嶋　葉子

（天谷パネル）

状態遷移を制御する血管正常化療法の開発
糖尿病網膜症やがんでみられる血管形態と機能の異常は、失明や悪性化を招きます。本研究では、正常から異常血管新生への転換を病的環境に適応した結果と捉え、本来の適応に回復させることで正常血管網の再構築を実現します。特に、異常な適応状態に遷移した内皮細胞に発現する長鎖ノンコーディングRNAを標的として血管正常化を試みます。本研究を通じて血管を自在に操作できるようになれば画期的な治療法になると期待されます。

福田　慎一

（天谷パネル）

老化と神経細胞へのダイレクトリプログラミング
多能性幹細胞の段階を経ずに直接網膜の構成細胞の一つであるミュラーグリア細胞から網膜神経節神経に分化を転換するダイレクトリプログラミングが近年注目されています。しかし、老化した細胞や老齢な個体では、リプログラミングの効率が落ちる事が知られています。実際に網膜神経の再生が必要な患者さんは高齢者が多く、動物実験においても未だ老齢な個体での再生は成功していません。老化のメカニズムを解明する事で、世界初の老齢なマウス・霊長類の網膜神経の再生を目指します。

福本　恵紀

（北川パネル）

あらゆる半導体デバイスに適用できるオペランド観測技術の確立
昨今のエネルギー問題を解消すべく、クリーンエネルギー創出や省エネ化のための半導体材料やデバイスが次々と開発されています。これらの性能は、電荷キャリアである電子と正孔(電子が抜けた穴)の動きにより左右されます。本研究では、半導体デバイスが動作している状態下での電荷キャリアの動きを空間、時間、および、エネルギー的に評価する新規手法を開拓し、素子開発のスピードアップ、また、性能向上を目指します。

藤井　一至

（石塚パネル）

熱帯荒廃地の炭素貯留を高める人工土壌のデザイン
増え続ける世界人口を養う食糧の増産と森林保護を両立するためには、土壌の肥沃度を消耗するだけでなく、劣化土壌の再生が必要です。これまで土壌劣化とみなされてきた土壌酸性化と植物・微生物の適応機構を活用し、食品廃棄物、火山灰から作製した人工土壌を熱帯荒廃地（石炭採掘跡地）に移植することで土壌発達と有機物蓄積を加速できることを実証し、持続可能な食糧生産と炭素貯留を両立する土壌エコテクノロジーを提案します。

藤井　敬之

（天谷パネル）

Plexin経路制御による神経障害性疼痛治療開発
神経障害性疼痛は、神経の損傷によって生じる難治性疼痛の一つで、既存薬では多くの患者さんで十分な鎮痛が得られていません。本研究では、神経障害性疼痛の発症に関わると考えられるセマフォリン／プレキシン経路を標的とした新規鎮痛薬の開発を目指します。また、セマフォリン／プレキシン経路は、動脈硬化の発症や癌転移にも関わることから、本研究は心血管障害や癌の病態解明ならびに新薬開発にも寄与する可能性があります。

藤枝　俊宣

（北川パネル）

バイオインテグレーション工学によるデジタル生体制御
本研究では、生体組織への追従性に優れる高分子ナノシートを基盤技術とし、エレクトロニクスやセンシング技術を融合させることでバイオインテグレーション工学の創成を目指します。具体的には、ナノシートと印刷技術を融合させることで得られる「プリンテッドナノ薄膜」を生体貼付型デバイスへと深化させ、各種センサを通じて得られる生体情報をもとに、革新的な診断・治療技術の開発に挑みます。

藤田　大士

（北川パネル）

分子スーツ装着による生体分子の機能強化と動態制御
本研究で挑むのは、化学的・生物学的に不安定な生体分子（タンパク質や核酸）を化学の力で機能強化し、生体内外の環境で狙った機能・動態を自在に発現できるようにする新しい方法論開発です。従来の化学的修飾法ではなく、いわば宇宙服の様に、目的分子の一分子ずつに精密に装着できるカスタム分子スーツを設計・合成する独自アプローチを採ります。複数目標の中でも、特にRNA分子のデリバリーの実現に強い関心を寄せています。

藤田　実季子

（吉田パネル）

気候変動に耐え得る新たな大気観測網の構築
温暖化に伴う降水活動の変化を正確に把握するには、高頻度に観測された大気の鉛直構造のデータが必要です。しかし現状では降水発生前後の気温や水蒸気の鉛直分布を連続的に観測する手段がありません。本研究では、大気構造の高頻度観測を目的とした気候変動に耐え得る新たな観測網の構築に挑戦します。衛星測位システム衛星（GNSS）の受信データから大気の鉛直構造や安定度の推定手法を開発しリアルタイムでの監視を目指します。

淵上　剛志

（天谷パネル）

早期がんを一元的に診断・治療できる医療技術の開発
膵臓がん等の難治性がんは、血液診断→画像診断→治療の流れにおいて診断原理や標的分子が異なります。このため、病変部位の発見から治療までの円滑な進行の障壁の一つになっています。本研究では、① 血液や尿を用いた早期がんの検出、② 精密画像診断、③ 効果的な治療の一連のプロセスを一元的に行える機能性分子を開発し、「早期がんの初期段階での発見および敏速で効果的な治療ができる一元的な医療技術」への展開を目指します。

古市　泰郎

（田中パネル）

骨格筋再生医療を基盤とした健康寿命の延伸
骨格筋の萎縮は生活の質を低下させますが、その治療薬は完成していません。本研究ではその代替治療法として、骨格筋の幹細胞（筋細胞に成ることのできる未熟な細胞）を生体外で「筋芽細胞」として大量培養し、それを生体に移植する再生医療の実現を目指します。移植効率の向上と移植細胞の機能強化に挑戦し、効率性と汎用性の高い方法を確立します。骨格筋「発」の健康効果を再生医療によって体現し、健康寿命の延伸に貢献します。

古瀬　裕章

（北川パネル）

革新的異方性透明多結晶セラミック材料の創出
多くの結晶粒で構成される多結晶セラミックスでは、これまで光学的異方性材料を十分に透明にすることは困難とされてきましたが、結晶粒を従来の１０００分の１程度の大きさに制御することでレーザー発振が可能な程、透明にすることに成功しました。本研究では、この技術をさらに発展させて、まだ透明体が実現していない革新的な光学材料を創出し、幅広い分野への応用展開を目指します。

古橋　和拡

（天谷パネル）

生体がもつ巧妙な炎症制御機構の解明から治療応用へ
適度の炎症は生体に必須ですが、過剰な炎症は臓器不全に至ります。そのため生物は局所で炎症を収束させる巧妙な炎症制御機構を有しており、間葉系幹細胞(MSC)がその主軸を担っています。本研究では、MSCに着目した微小環境での炎症制御機構の解明を進めることで、局所でのみ炎症を制御できる新規治療法へと結びつけます。この基盤技術は将来的に遺伝子編集技術・細胞治療にも応用可能な破壊的イノベーションとなります。

細川　千絵

（塩見（美）パネル）

レーザー摂動を用いた細胞内分子操作による神経情報処理機構の解明
脳は神経細胞から成る巨大な回路網を形成しており、神経細胞間のシナプスを介した情報伝達により複雑な高次機能を発現しています。本研究では、集光レーザービームの局所力学摂動により、細胞内や細胞表面に局在する機能性分子集合体の分子動態を直接的に操作可能な手法を確立し、シナプスでの分子動態から神経活動に至る神経情報処理機構の分子論的理解を目指します。

堀江　健生

（塩見（美）パネル）

遺伝子発現のタイミングの違いを生み出す新たな分子機構
正確な遺伝子発現の制御は個体の発生に重要です。また、その制御機構の異常は癌などの疾患の原因にもなります。したがって、正確な遺伝子発現の制御機構を解明することは生物学的にも医学的にも重要な研究課題です。本研究では、遺伝子発現の時空間的な制御機構のうち、特に遺伝子の発現のタイミングの違いを生み出す新たな分子機構を解明し、その成果をもとに遺伝子発現制御機構の新たな概念を確立することを目指します。