東北大学 研究シーズ集

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登録されている研究者 335人(研究テーマ380件)

ビッグデータ時代の画像コンピューティングとセキュアICT

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特徴・独自性
第一に、実世界にあふれる膨大な画像データのセンシング・処理・認識・解析の研究を行っています。特に、サブピクセル分解能の画像解析を可能にする「位相限定相関法」を発案し、個人識別(顔、指掌紋、FKP、虹彩、X線画像の認識)、マシンビジョン、多視点3D計測、画像検索、医用画像解析などに応用しています。
第二に、世界最高性能の耐タンパー暗号処理技術および生体認証技術を核にしたセキュアICTの基盤システムを研究しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
画像情報工学、情報セキュリティ、バイオメトリクス、LSI、組込み技術の分野における産学連携を進めることができます。既に多数の企業、大学、研究機関、医療機関などの研究者や技術者が、分野を問わず訪れています。情報知能システム(IIS)研究センターのスタッフがご相談を受け付けます。
info@iisrc.ecei.tohoku.ac.jp

情報科学研究科 情報基礎科学専攻
青木 孝文 教授 博士(工学)
AOKI, Takafumi Professor

次世代CGM/UGCコンテンツの創生・理解・配信技術

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 当研究室ではデジタルコンテンツ、特にCGM/UGC(Consumer Generated Media / User Generated Content)のライフサイクル全般にわたる知的処理について、特にコンテンツ創生技術、コンテンツ理解技術、コンテンツ流通技術を3本柱として研究を進めています。具体的には、「コンテンツ創生技術」として、シナリオ入力アニメ制作技術(図1)、簡単3DCG制作のための高精度スケルトン生成手法技術、仮想試着技術(図2)、浮遊型3D映像技術(図3)など、「コンテンツ理解技術」として、映像検索(自動メタデータ付与)技術、写真・CG合成のための高精度光源推定技術、Distance-free型画像マッチング技術など、「コンテンツ流通技術」として、分割放送スケジューリング放送技術、有害コンテンツ(特にポルノ映像)自動検出技術、Web不整合解決(図3)などの研究に取り組んでいます。以上の技術について、産業界で活用したい企業や団体との共同研究を希望しています。

未来科学技術共同研究センター
青木 輝勝 准教授 工学博士
AOKI, Terumasa Associate Professor

環境にやさしい都市構造と環境配慮行動の促進に関する研究

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特徴・独自性
低環境負荷社会への移行には、技術革新以上に私たちの意識改革が必要です。そのためには、リサイクル等も含め、QOL(Quality of Life)を低下させない範囲で資源消費の最小化を図ることが重要になります。本研究では、主に環境負荷の小さなライフスタイルやコンパクトシティを実現させる方策について、心理学をベースに検討しています。つまり、心理学を使い、人の行動をより環境にやさしいものに変える方策を検討しています。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
広い意味でのまちづくりにおいて、人の心理や行動を計測し、それを変える方法を提案するものです。そのため、マーケッティング分野や都市計画分野との連携が可能です。

国際文化研究科
青木 俊明 准教授 博士(情報科学)
AOKI, Toshiaki Associate Professor

筋萎縮性側索硬化症(ALS)に対する肝細胞増殖因子(HGF)を用いた治療法の開発

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特徴・独自性
筋萎縮性側索硬化症(ALS)は成人発症の神経変性疾患で、脳から脊髄に至る運動ニューロンの系統的変性脱落によって全身の筋力低下・筋萎縮をきたし、やがて呼吸不全に至る過酷な疾患である。ALSに対する治療法開発のため、東北大学神経内科では世界に先駆けてラットによるALSモデル動物の開発に成功した(Nagai M, et al. J Neurosci 2001)。このALSラットに対してヒト型遺伝子組換えHGF蛋白の脊髄腔内持続投与を行ったところ、発症期からの投与開始でも運動ニューロンの脱落変性を抑制し、疾患進行を大幅に遅らせることに成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
大阪大学発のベンチャー企業であるクリングルファーマ社と共同でヒトに使用可能なGMP基準のヒト型リコンビナントHGF蛋白による非臨床試験が終了し、東北大学病院臨床研究推進センターの協力の下で2011年7月からフェーズI試験が開始されている。さらにフェーズII試験の準備を行っている。今後は大手製薬企業とも連携する予定である。

医学系研究科 神経内科学分野
青木 正志 教授 医学博士
AOKI, Masashi Professor

遠位型ミオパチーに対する治療法の開発

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縁取り空胞を伴う遠位型ミオパチー(DMRV)は、体幹から離れた部位の筋肉から萎縮していく極めて稀な疾患である。本疾患患者ではGNEという酵素の遺伝子に変異がありN-アセチルノイラミン酸の合成が十分にできない。国立精神・神経医療研究センター疾病研究第一部において、DMRVのモデルマウスを作製し、発症前からN-アセチルノイラミン酸を投与し、運動能力や筋病理像などが正常マウスと同程度に推移することを明らかにした。N-アセチルノイラミン酸を摂取することにより、DMRV患者において病態の改善又は進行抑制が期待できると考えている。
N-アセチルノイラミン酸は、生理的に存在する物質であり、生体内でも合成され、食物としても摂取されている(図)。またN-アセチルノイラミン酸は過去に去痰剤として開発しようされ非臨床試験成績や少ない投与量ではあるが臨床試験成績が公表されている。これらの情報を参考資料とした上で、毒性試験を実施し、現在、第Ⅰ相臨床試験を実施中である。本研究に関して興味のある企業への学術指導をすることが可能である。

医学系研究科 神経内科学分野
青木 正志 教授 医学博士
AOKI, Masashi Professor

高強度鋼の水素脆化

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1) 特徴・独自性
高強度鋼の水素脆化特性について、水素が高強度鋼の機械的特性に及ぼす影響と腐食反応による環境からの水素侵入の両面から研究に取り組んでいます。主な研究内容は、各種高強度鋼の水素脆化による破壊の機構解明や、電気化学的手法を用いた種々の環境における腐食に伴う水素の侵入挙動の検討、鋼中の水素可視化手法、水素脆化特性評価法の提案などです。

2) 産学連携の可能性(想定される用途・業界)
高強度鋼材料の水素脆化特性とそれに及ぼす金属組織や水素トラップ物質の影響や、材料の特性や形状に応じた水素脆化評価法の提案、新規な水素可視化手法の開発など水素脆化分野での共同研究。

金属材料研究所
秋山 英二 教授 博士(理学)
AKIYAMA, Eiji Professor

新規な有機強誘電体、有機半導体、有機磁性体の作製と物性評価

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有機分子の設計自由度に着目した分子集合体の多重機能の構築および無機材料とのハイブリッド化を試みている。導電性・磁性・強誘電性の観点から、分子性材料の電子-スピン構造を設計し、その集合状態を制御する事で、マルチファンクショナルな分子性材料の開発を行っている。単結晶・柔粘性結晶・液晶・ゲル・LB膜など多様な分子集合体を研究対象とし、無機クラスターや金属ナノ粒子とのハイブリッド化を試みている。本研究に関して興味のある企業へ学術指導を行う用意がある。

多元物質科学研究所 ポリマー・ハイブリッド材料研究センター
芥川 智行 教授 理学博士
AKUTAGAWA, Tomoyuki Professor

超臨界水熱合成法による有機・無機ハイブリッドナノ粒子合成

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特徴・独自性
超臨界水を反応場とする有機修飾ナノ粒子の合成技術を発明した。超臨界反応場では有機分子と金属塩水溶液が均一状態で反応し、水分子が酸/塩基触媒として働き、有機修飾金属塩ナノ粒子を合成できる。このハイブリッドナノ粒子は有機分子を表面に有するため、溶剤に高濃度分散させてナノフルイッド、ナノインクとしたり、高分子とハイブリッド化させて有機・無機材料の機能を併せ持つ材料を創成することができる。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
窒化ホウ素の有機修飾ナノ粒子はポリマーに分散させて、高熱伝導材料として使用できる。また酸化チタン、酸化ジルコニウムの有機修飾ナノ粒子は、ポリマーなどに高濃度分散させることにより高屈折率レンズ製造に応用できる。また、高活性ナノ触媒としての利用も期待される。現在、本技術に基づいて、超臨界ナノ材料技術開発コンソーシアム(参加企業およそ80社)が設立されており、産業への応用や国家プロジェクトの提案などを積極的に推進している。

材料科学高等研究所
阿尻 雅文 教授 工学博士
ADSCHIRI, Tadafumi Professor

超臨界水中での反応プロセス開発

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特徴・独自性
当研究室では、超臨界水を反応場とする流通型反応プロセスの開発を行っている。高温高圧反応場では、水の物性が大きく変化し、水と油とガスが均一相を形成する。この状態では、水分子そのものが酸や塩基触媒として機能し、高速に反応が生じる。このような新規な反応場の利用には、プロセス開発をすすめながら反応場の相平衡、流動、反応速度論の理解に基づく、プロセスの設計基盤の確立が必要である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
超臨界水中でのナノ粒子連続合成プロセス、超臨界水・亜臨界水中でのバイオマスの前処理・可溶化プロセス、超臨界水中での重質油の改質プロセスの開発を行っている。

材料科学高等研究所
阿尻 雅文 教授 工学博士
ADSCHIRI, Tadafumi Professor

高分子とナノ粒子のハイブリッド

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特徴・独自性
高分子材料とナノ粒子とのハイブリッド材料は、2つの異なる材料の機能を合わせ持つ今までにない材料として期待され、多くの研究開発が進められている。しかし、材料間の親和性が低く、多くの場合ハイブリッド化により、両方の機能が低下することが多く、相反機能を同時に達成することは不可能とされてきた。
当研究室では、高分子とナノ材料間の界面制御を最適に行う新たな超臨界技術により、相反する機能を合わせ持つ新たなハイブリッド材料の創製に成功した。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
材料の例として
・透明、フレキシブル、高屈折率、易加工性
・高熱伝導度、フレキシブル、密着性、絶縁性、易加工性等
といったハイブリッド材料創製に向けた研究開発を行っている。

材料科学高等研究所
阿尻 雅文 教授 工学博士
ADSCHIRI, Tadafumi Professor

草原短角牛の造成とその環境負荷軽減型産肉システムの構築

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和牛である日本短角種から産肉性に優れた草原短角牛(Grass-field Shorthorn Cattle:GFS, 商標登録:5270386:図1) を造成し、その環境負荷軽減型産肉システムを構築し、実用化に取り組んでいる。草原短角牛は、ミオスタチン(Myostatin/ GDF8)を自然欠損し、通常牛の約1.5倍の柔らかい健康的な赤身牛肉を生産する能力を有する。また、草原短角牛は、牛本来の生理的特徴が十分に発揮される粗飼料を主体とする産肉性に優れることから、わが国の将来的な優れた肉用牛資源と位置付け、産肉機構の全容解明(図2)、国産粗飼料を基盤とした消費者に受け入れられる健康的な赤身牛肉の持続的増産(図3)と環境負荷を軽減する産肉基盤形成により、牛肉自給率の向上・消費拡大と産肉振興と関連する食産業の創世を目指している。

農学研究科
麻生 久 教授 医学博士
ASO, Hisashi Professor

セロトニン高含有トマトは医者を青くする

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特徴・独自性
セロトニンは血液脳関門を通過できず、中枢と末梢において独立した合成系と生理作用を有する。セロトニンを抹消に投与することで、胆汁酸サイクルと糖・脂質の代謝が高くなることに加え、骨格筋におけるエネルギー代謝が亢進されます。末梢セロトニンには、高脂肪食摂取マウスの体重増加を抑制する抗肥満作用があることを世界で始めて発見した。セロトニンはトマト、キウイ、バナナなどの農作物に含有されていることから、セロトニン高含有農作物の作出は食生活の改善と機能性食品の開発に繋がることを明らかにした。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
種苗業界の共同研究によって、セロトニン高含有農産物の作出が発展する。トマトジュースのセロトニン含有量が低下することより、機能性食品としての製造法などを食品業界との共同研究で打開していきたい。また、エネルギー代謝を調整できる家畜飼料開発も可能である。

農学研究科
麻生 久 教授 医学博士
ASO, Hisashi Professor

輸送体制御テクノロジーによる生物物質生産(発酵)

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微生物による大規模物質生産(発酵)には、化成品・食品に該当する有機酸・アミノ酸、抗生物質などの代謝産物生産がある。大型発酵タンク(数百トン)を用いて生産されるものも多く、単品で年産100万トンを越える物質も多数ある。発酵では目的物質生産のために極端な代謝制御を行う。従来の発酵産業は細胞内代謝の機能改変・強化により成功を収めたがその手法も限界に達している。即ち基質取り込み・産物排出が律速となり生産性の向上が見込めない。我々は基質取り込み・産物排出機能の強化・改変による生産性の向上を目指し、輸送体を制御して物質生産を行う技術の開発を行っている。方策の一つとして、輸送・排出過程でエネルギーを消費せずにエネルギーを生産しつつ物質生産を高速且つ高効率に行う輸送体とその共役謝系を見出し、産業応用開発を行っている。
1)Nanatani K. and Abe K. Lactic Acid Bacteria and Bifidobacteria: Caister Academic Press, pp.67-87 (2011)
2)七谷圭, 阿部敬悦バイオサイエンスとバイオインダストリー, 66, 442-446 (2008)

農学研究科/未来科学技術共同研究センター
阿部 敬悦 教授 農学博士
ABE, Keietsu Professor

麹菌を用いた生分解性プラスチックの分解リサイクル

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特徴・独自性
カビの一種で醸造・醗酵に用いられる麹菌Aspergillus oryzaeの固体表面への生育能と、大規模な麹菌工業培養設備(100万トン/年)に着目し、麹菌による生分解性プラスチック(生プラ)の高速・高効率分解と、原料モノマー回収が可能なリサイクル技術の開発を行っている。
我々は、麹菌が生プラ固体表面に生育する際に界面活性蛋白質群を大量分泌し、界面蛋白質群が固体表面に吸着した後に生プラ分解酵素を特異的に吸着し固体表面に分解酵素を濃縮することで分解を促進する新規分解促進機構を見出した。また麹菌の産生する界面活性蛋白質は、免疫応答しないことから、医療用ナノ粒子の被覆材として利用可能である。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
大型発酵設備に適用した工業技術の開発、及び界面活性蛋白質群・酵素等の化成品(医療用ナノ粒子素材等)への応用開発を展開している。

農学研究科/未来科学技術共同研究センター
阿部 敬悦 教授 農学博士
ABE, Keietsu Professor

微生物ゲノム情報を用いた抗菌剤創造薬システム

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農業・医療分野の動植物感染菌対策に必要な抗菌剤の開発においては、効率的創薬手法の確立が求められており、我々は微生物ゲノム科学を活用して連続的に新規抗菌剤を創出する新技術体系を確立した。新規創薬パイプラインでは、様々な基準抗真菌剤に対する糸状菌の網羅的な転写応答プロファイル解析から、創薬標的候補遺伝子の機能解析と候補化合物の系統的分別探索に有効な、1)細胞システム毎(エネルギー系、細胞膜生合成系、細胞壁系、細胞骨格系等、シグナル伝達系)のレポーターアッセイ系、2)化合物転写応答-表現型データベースによる統計解析を組み合わせた新剤評価系を構築して産業運用している。現在、化合物探索の共同開発が可能な状態にある。
1)Abe K. et al. Aspergillus: Caister Academic Press, pp. 199-227 (2010)
2)阿部 敬悦ら、抗カビ剤のスクリーニング方法, 特開2006-65281

農学研究科/未来科学技術共同研究センター
阿部 敬悦 教授 農学博士
ABE, Keietsu Professor

「形」と「振る舞い」の美しさ

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特徴・独自性
感情の観点から、「形」と「振る舞い」の美しさについて研究しています。形のほうは、主に化粧の心理・文化的研究です。たとえば、スキンケアのリラクセーション効果の生理心理学的研究、アイシャドーで目を大きく見せるテクニックの知覚心理学的研究、フレグランスのアロマコロジー効果の研究などです。「振る舞い」のほうは、冷静に秩序を保った東日本大震災の被災者の心理、災害時に立ち上がる創発規範などを研究しています。
化粧と災害・・・全く異なるようでいて、美しさという観点から見えてくるものがありそうです。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
化粧品メーカーや、ゴミの不法投棄問題を扱う公的機関等との共同研究実績があります。心理・文化的価値を商品に込める、あるいは社会生活に潤いと美しさをもたらすような共同研究を歓迎します。

文学研究科 心理学講座
阿部 恒之 教授 博士(文学)
ABE, Tsuneyuki Professor

低侵襲で拡張性のある網膜ドラッグデリバリーシステムの開発

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特徴・独自性
眼内神経組織の網膜は再生が難しいため、変性に陥る前に薬物投与などによる治療が目指されています。しかし、眼の最深部にある網膜に薬を届けることは容易ではありません。最近は眼内注射や眼内インプラントで直接薬剤投与が行われるようになりましたが、感染症などの副作用の問題があります。

我々は、眼内ではなく強膜(白目)上に固定することによる経強膜ドラッグデリバリーシステムを開発しました。強膜から薬物を網膜へ持続的に長期間投与できるようになりました。工学研究科との共同研究で行ったカプセル型デバイスのために、カプセルの調整など拡張性があります。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
非侵襲的で安全な方法で、網膜に目的の薬剤を到達できるだけでなく、眼疾患以外にも応用可能です。創薬プロセスにも貢献できると考えられ、材料や包埋薬剤など企業との共同研究を希望しています。

医学系研究科 細胞治療分野
阿部 俊明 教授 医学博士
ABE, Toshiaki Professor

new犯罪予防の促進要因の検討

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1)特徴・独自性
犯罪者は誰を狙い,どこで犯行に及ぶのでしょうか。また,犯罪の被害に遭わないようにするためには,我々はどのようなことを心掛け,どのような場所を避けると良いのでしょうか。あるいは,環境を整えることで犯罪を防ぐことは可能なのでしょうか。こうした点を心理学的な手法を用いて研究し,犯罪からの安全や安心を目指すための方策を考えています。

2)産学連携の可能性(想定される用途・業界)
犯罪からの安全や安心だけではなく,社会全般の安全・安心を提供するような様々な業界との産学連携を想定しています。

文学研究科・心理学研究室
荒井 崇史 准教授 博士(心理学)
ARAI, Takashi Associate Professor

アルツハイマー病バイオマーカー開発と予防・先制医療

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特徴・独自性
2025年までにアルツハイマー病根本治療薬の開発と市場化を加速させるために、アルツハイマー病の疾病概念や薬効評価のパラダイムが、従来の認知機能検査ベースからバイオマーカーベースへと大きくシフトしようとしている。特に、アルツハイマー病発症前から脳に蓄積する凝集アミロイドベータ蛋白やリン酸化タウ蛋白即ち病理像としての老人斑や神経原線維変化を「見える化」する脳脊髄液バイオマーカーや分子イメージング技術の開発を進め、先制医療や予防介入に繋げる道筋を明らかにしたいと考えている。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
豊富な認知症症例、独自の血液・脳脊髄液バンクおよび東北大学PETセンターを有している。アルツハイマー病疾患修飾薬開発を目指す製薬企業やバイオベンチャー及び画像診断プローブを有しヒューマンサイエンスへの貢献を考えている企業との産学連携は不可欠と考えている。

加齢医学研究所
荒井 啓行 教授 医学博士
ARAI, Hiroyuki Professor

体外受精(出生)児のインプリント異常症診断システムの開発

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特徴・独自性
生殖補助医療(ART)は、不妊症患者に重要な治療法であり、年々増加している。しかし、一方でインプリンティング異常症の増加が指摘されている。これは、ARTにおいてインプリントが獲得される時期の配偶子を操作するため、インプリント責任領域にDNAメチル化が獲得あるいは維持できなかったことにより発症すると考えられている。本研究開発では、ART出生児の臍帯血を用い、インプリンティング異常症に関連する複数の遺伝子群のメチル化の有無について、PCR-Luminex法を用いた測定系を構築する。現在、ヒト精子の質的機能解析法として応用している。

産学連携の可能性(想定される用途・業界)
従来法より簡便、迅速、安価に検査が可能となるため、容易に臨床現場へ導入が可能である。本システムは、ART出生児のインプリンティング異常症の予防、早期診断として有用かつ重要な検査となるだけでなく、ART操作の安全性評価にもなる。がんや生活習慣病などのメチル化に起因する疾患の診断、予防、治療効果などの判定にも応用可能な技術である。PTC出願を実施した。

医学系研究科 環境遺伝医学総合研究センター 情報遺伝学分野
有馬 隆博 教授 医学博士
ARIMA, Takahiro Professor