行の研究者 6人

放射光による原子スケールの構造測定

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概要

主に放射光の回折を用いて、高い精度で構造観測を行います。エピタキシャル薄膜や固液界面など,計測技術が確立していない測定対象を見るのが特徴です。

従来技術との比較

大強度の放射光と,情報科学を併用することで,標準的なX線構造解析の手法が適用できない物質の構造を明らかにします。

特徴・独自性
  • 周期性が完全でない物・表面や界面の構造解析を行う。
  • 有機半導体の表面構造緩和
  • 酸化物の界面構造
  • ある程度平滑な表面(AFMで見える程度,ステップ表面)があれば、その表面近傍の構造を非破壊・非接触で0.01nmの精度で決める事が可能
実用化イメージ

固液界面でのプロセスの進行過程を見るような応用が考えられます。 図1:測定セットアップ,図2:20ms露光でのX線反射率測定による固液界面構造観測例

研究者

大学院理学研究科

若林 裕助  

Yusuke Wakabayashi

癌細胞選択的核酸医薬の創製

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 抗体医薬に次ぐ分子標的医薬として注目されている核酸医薬ですが、効果的な薬効発現と表裏一体的課題であるオフターゲット効果と呼ばれる副作用の低減がその実用化に向けた重要な解決すべき問題点として指摘されています。我々は従来の方法論とは全く異なる、標的がん細胞内でのみ薬効を発現し、正常細胞内では副作用を発現しない“ がん細胞選択的核酸医薬” という新しい研究戦略を提案し、その実現に向け研究を推進しています。具体的には増幅期のがん細胞に特徴的な低血流に基づく細胞内低酸素状態、ハイポキシアに注目し、ハイポキシアにより誘起される細胞内pH 低下をトリガーとした選択的薬効発現を実現する人工核酸創製に取り組み、核酸塩基の配向変化に基づく標的RNA 認識のOn-Off スイッチングを実現しました。現在、本学医学部 五十嵐教授、児玉教授らとの共同研究により、動物レベルの実証実験に取り組み、良好な初期的データを得ています。標的細胞選択的薬効発現という研究戦略は世界的にも類がなく、高い独自性を有しており、世界的に高く評価されています。
実用化イメージ

上記、がん細胞選択的核酸医薬創製の研究戦略の実用化を目指し、細胞内に導入可能な極低濃度の核酸医薬でも効果的な薬効発現を目指し、RNaseH を活用し、標的疾患細胞内で約1,000倍過剰に存在すると報告されている標的RNA を分解可能な触媒的核酸医薬法に適用可能なキメラ人工核酸(図3)開発に取組み、細胞レベルで有効性を実証し、動物試験に取組んでいます。

研究者

多元物質科学研究所

和田 健彦  

Takehiko Wada

運動リハビリ・健康支援のためのウェアラブルシステムの開発

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特徴・独自性
  • 事故や病気などによる脳や脊髄の損傷により生じた運動機能の麻痺や、高齢による運動機能の低下に対して、機能的電気刺激(FES)を応用した手足の動作の補助・再建・訓練する技術、慣性センサ(ジャイロセンサや加速度センサ)による計測・評価技術の研究開発を行っています。ウェアラブルシステム化、運動学習のリハビリテーションへの応用、運動機能評価・運動効果判定システム、個人に適した運動プログラム提供を目指しています。
実用化イメージ

電気刺激を用いた新しい運動リハビリ法、運動訓練時の情報提示、運動訓練機器や訓練方法の定量的評価など、健康・福祉、リハビリテーション医療に関する分野への応用が期待されます。

研究者

大学院医工学研究科

渡邉 高志  

Takashi Watanabe

作物の子実生産を向上させる生殖形質に関する研究

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概要

近年の異常気象の多発により、作物の種子、果実生産の低下が危惧されている。これまでに低温、高温ストレス下で応答する遺伝子群を同定しており、ゲノム編集などにより、温度ストレス下でも生産が可能なシステムを構築する。

従来技術との比較

従来から用いられている遺伝子組換え手法に加え、ゲノム編集技術により実用に供することが可能な遺伝子改変が可能になった。

特徴・独自性
  • 作物生産とその生産物の作物・子実は、食糧、環境、エネルギー、アメニティに応用でき、地球温暖化にある21 世紀には人類にとって、様々な面においてこれまで以上に重要度が増加している。その作物の子実生産を向上させるためには、昨今の激変する環境ストレスに耐性を有する作物の開発は至上命題である。特に環境ストレスに対して弱い受粉・受精の生殖形質を改変し、種子、果実生産を向上させることを目的とする。
実用化イメージ

高温、低温ストレス下で子実生産を左右する遺伝子群を同定している。収量増を見込めるF1 雑種品種育成に重要な自家不和合性遺伝子の利用も進め、種苗産業などとの連携が可能である。

研究者

大学院生命科学研究科

渡辺 正夫  

Masao Watanabe

医工放射線情報学

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概要

従来技術との比較

特徴・独自性
  • 主に核医学に関わる医用工学分野の研究を行っています。PET やSPECT に代表される核医学検査では、さまざまな薬剤に放射性同位元素をラベルし、その薬剤の体内の動態を非侵襲的に画像化できます。非常に高い感度と定量性を持った検査です。しかし、PET/SPECT のデータは、さまざまな情報、雑音が混合しており、そこから有益な情報を引き出す必要があります。そのために、数理モデルの構築や、画像処理の研究を行っています。
実用化イメージ

画像処理・データ解析ソフトウェアを医療機器メーカーに提供できます。現在、PET は創薬の分野で注目を集めています。分子イメージング技術をいかした早期薬効評価の指標としてPET を利用しようというものです。そのためのPET 評価系の構築技術を提供できます。また放射線の挙動を摸擬するコンピュータシミュレーション技術の提供も可能です。

研究者

先端量子ビーム科学研究センター

渡部 浩司  

Hiroshi Watabe