理化学研究所、静岡県立大学、東京大学の研究で、大規模な日本人の全ゲノムシーケンスから日本人集団の遺伝的構造などが明らかとなった。 これらの結果は、日本人の祖先に関わる縄文系、関西系、東北系の三つの源流の起源を示唆し、「縄文人の祖先集団、北東アジアの祖先集団、東アジアの祖先集団の三集団の混血により日本人が形成された」という三重構造モデルを支持するものである。 次に、現生人類（ホモ・サピエンス）の最も近縁とされる古代型人類ネアンデルタール人やデニソワ人から受け継がれた遺伝子領域を調べた。ネアンデルタール人由来の領域が日本人集団における2型糖尿病、冠状動脈疾患、安定狭心症、アトピー性皮膚炎、グレーブス病、前立腺がん、関節リウマチなどの病気と関連すること、デニソワ人由来の領域も2型糖尿病と関連することを見出した。 最後に、日本人の遺伝子において進化的選択を受けた可能性のあるゲノム領域を特定したとこ

兵庫医科大学 医学部および自然科学研究機構 生理学研究所の共同研究グループは、呼吸の頻度やパターンを変えることで、記憶力の強化と悪化の両側面が引き起こされることを初めて発見した。 本研究で用いた遺伝子改変マウスは、光遺伝学（オプトジェネティクス）という技術により、呼吸中枢に光を照射すると、呼吸パターンを自在に操作することができる。マウスの記憶課題中に、記憶する瞬間に呼吸を停止させると、海馬ニューロンの活動が変化し、記憶力が低下するという驚きの結果が得られた。さらに、呼吸の周期性をランダムにした結果、記憶力が強化されたり、呼吸の頻度を半分に減らした結果、記憶が間違った形で作られてしまうなど、呼吸パターンを操作することにより記憶力の強化と悪化の両側面が引き起こされることを発見した。 この結果から、呼吸活動は、脳に作用して記憶や思考に関わる情報処理をある一定の単位としてまとめる役割を持つ上、記憶

ケトン食療法の長期継続で、進行がん患者の生存期間が劇的に改善　大阪大学 大学ジャーナルオンライン編集部 大阪大学大学院医学系研究科先進融合医学共同研究講座のグループは、同学が開発した新たながん患者向けのケトン食療法を12か月以上長期継続することにより、進行がん患者の生存期間を劇的に改善できることを発表した。 本グループは、ケトン食療法ががん患者にとって有力な支持療法になりうると期待し、2013年からがん患者向けの新たなケトン食療法の臨床研究を開始した。対象は臨床病期Ⅳ期の進行がん患者で、既に2020年に有望な臨床効果を報告したが、長期継続による効果を明らかとすべく、さらに3年間観察し解析した。 全53名の進行がん患者を、ケトン食継続12ヶ月以上（21名）と12ヶ月未満（32名）の2群に分けて解析を行った。両群の生存率の中央値は、12ヶ月以上群で55.1ヶ月、12ヶ月未満群で12.0ヶ月であ

タンパク質設計問題を解決する数学公式を名古屋大学が発見、圧倒的な高速化を実現 大学ジャーナルオンライン編集部 名古屋大学大学院の高橋智栄博士後期課程学生らの研究グループは、シミュレーションや実験をせずにタンパク質設計をするための数学公式を世界で初めて導出することに成功した。この数学公式により、膨大な計算量のシミュレーションの必要がなくなり、圧倒的に高速な設計が可能になった。 研究グループは昨年、タンパク質進化に関する新しい仮説と機械学習の手法を組み合わせることで、従来手法に比べて圧倒的に高速なタンパク質設計を実現することに成功していた。今回さらに、複雑系物理学・情報統計力学の理論を適用することにより、シミュレーションが不要なアミノ酸配列の推定のための数学公式を導出することに成功した。 これにより、タンパク質設計にかかる時間を昨年発表した効率的な設計手法を用いた場合より、さらに10分の1 程

電気通信大学と三菱マテリアル株式会社中央研究所のグループは、ほぼ100％の熱回収を可能とする画期的な伝熱管の開発に成功した。 伝熱管には多孔質体を使うこと、さらに、伝熱管と多孔質媒体を焼結することで、伝熱性能を向上できることが知られてきた。そこで、本研究者らは、アルミニウム製の管内に同一素材の繊維体を充填した特殊な多孔質伝熱管を作製し、通常のアルミニウム製伝熱管との比較実験を行った。 実験の結果、通常の長さ150mmの伝熱管では、入口温度を200℃とし、伝熱管の周囲を2℃に冷却した場合、伝熱管の出口から出てくるのは130℃程度の熱風であったのに対し、わずか20％の空間割合で繊維体を25mm充填しただけの伝熱管では、2℃の冷風が排出されたという。アルミニウム繊維体を充填し、伝熱管の長さを短くすることで、伝熱管の入口と出口に約200℃もの驚異的な温度差が生じ、ほぼ100％の損失のない熱回収に成

横浜市立大学などの研究グループは、新型コロナウイルス抗原を特異的に検出できるモノクローナル抗体を開発することに成功した。2020年4月20日に発表された。 本研究では、この課題に挑むため、まず新型コロナウイルスを構成するヌクレオカプシドタンパク質（NP）を、同学の梁明秀教授が保有するコムギ胚芽無細胞法を応用した合成法で調製した。次に、これを免疫原としてマウスに接種することで、NPに対するモノクローナル抗体を産生する「ハイブリドーマ」を144株樹立することに成功した。 このうち、新型コロナウイルス抗原のみを特異的に認識する抗体を産生するハイブリドーマが20株スクリーニングされたという。これらの抗体が認識する新型コロナウイルスの部位は、近縁のSARSコロナウイルスや一般の風邪症状を引き起こすヒトコロナウイルスとは類似性が低いため、本抗体は他のヒトコロナウイルスとは全く反応せず、新型コロナウイル

社内外の専門家と共に様々な社会課題の解決に向けたフォーラムの開催や提言を行う株式会社パソナグループの「パソナ総合研究所」（所長：竹中平蔵）は、運営委員会による第5回提言「人生100年時代に求められる教育とは ― 大学は働き続けたい人々を支えるプラットフォームに生まれ変われ！―」を取りまとめた。 そこで、パソナ総合研究所では、大学（院）が、働き続けたい人々を支えていくためのプラットフォームに生まれ変われるよう議論を進め、今回、運営委員会による提言「人生100年時代に求められる教育とは」を取りまとめた。 提言では、1.動かない大企業の人事部に対しての「企業におけるメンバーシップ型からジョブ型への抜本的な人事制度の見直し」、 2.期待に応えられない大学に対しての「大学の運営改革と政府による高等教育への監督体制の見直し」、3.期待できない中高年向けリカレント教育に対する「中高年向けリカレント教育の

金沢大学、大阪大学、東北大学、北海道大学の共同研究グループは、社会性行動の調節に重要なホルモンであるオキシトシン（OT）の類似体を有機合成し、マウス体内で天然に作られる内在性OTよりも長期間作用し、効果も大きい化合物を新たに見出した。 そこで、本共同研究グループは、OTの環状構造を作る-S-S- 構造を-SC-に変えたOT類似体であるカルベトシンを基に、7番目のアミノ酸「プロリン」にフッ化ベンゼン化グリシン、またはヒドロキシプロピル化グリシンを付加したOT類似化合物を合成し、それぞれ「化合物2」と「化合物5」とした。興味深いことに、これらの化合物は、OTよりも強力で、効果持続が見込めることが検討により明らかになった。 本成果により、これらの新規合成化合物が、自閉スペクトラム症等の症状改善に関わる新規薬剤として将来有効利用されることが期待される。 論文情報：【Journal of Medic

東京大学の研究チームは、目で見た画像に対する視覚野の神経細胞の活動を深層ニューラルネットワークに写し取ることで、神経細胞の活動をコンピュータで詳細に解析する手法を開発した。 今後、人工知能が自動運転や医療診断など人命に関わりうる領域に活用されるにあたっては、人間を含む動物がどのように目で見た視覚情報を処理しているのかを解明することが重要だ。そこで本研究チームは、次のようにして、目で見た画像に対する視覚野の神経細胞の活動を深層ニューラルネットワークに写し取り、コンピュータ上で詳細に解析する手法を開発した。 まず、動物に見せた画像と同じ画像を深層ニューラルネットワークに入力し、その画像に対する神経細胞の活動を教師信号として深層ニューラルネットワークを学習させる。次に、このニューラルネットワークの出力を最大化するように入力画像を更新することを繰り返す。出来上がった画像は、ニューラルネットワークに

京都大学の梅本滉嗣修士課程学生と高柳匡教授は、量子ビットの「純粋化量子もつれ」と呼ばれる情報量を計算する新しい幾何学的公式を発見した。超弦理論の理解に役立つと期待される。 この考え方にいたる契機となったのが、2006年に発見された笠ー高柳公式。これは「物体Aと物体Bの二つの間に共有される量子ビットの情報量（AとBの間にある相関）は、物体に対応する宇宙（注）の最小断面積に等しい」というもの。しかし、この公式で正しく情報量が計算できるのは、AとB以外には物体が存在しない場合（純粋状態）に限られるという制限があった。 AとBの領域にはこれらをつなぐトンネルを作ることができ、AとBの情報はこのトンネルの内部空間（Entanglement Wedgeと呼ばれる）に反映されることが知られている。今回の研究では、AとB以外の物体が存在する場合（混合状態）に対しても適用できる大幅に一般化された公式を発見し

量子計算機でも解読が困難な新しい原理に基づく公開鍵暗号が、北海道教育大学、九州大学、産業技術総合研究所と株式会社東芝の共同研究により開発された。量子計算機でも計算が困難と期待される非線形不定方程式の最小解問題に基づいた構成で、この領域で有力とされてきた格子暗号と同等またはそれ以上の安全性と計算効率性が期待できるとしている。 現在、大手IT企業や政府の大規模な投資により量子計算機の開発が急ピッチで進んでいる。量子計算機が開発されると、現行の公開鍵暗号が安全性の根拠としている素因数分解や離散対数問題が短時間で解かれ、暗号が解読されてしまうことから、量子計算機でも解読が困難な対量子公開鍵暗号の研究開発が近年活発に行われてきた。しかし、対量子公開鍵暗号は公開鍵サイズが大きいという欠点があり、これまで実用化に至っていなかった。 今回開発されたのは、従来の対量子公開鍵暗号が安全性の根拠としてきた線型方

大阪大学大学院医学系研究科・木村文隆准教授らの研究グループは、大脳皮質の神経回路形成に複数のメカニズムが関与することを解明した。同時に大麻の有効成分カンナビノイドに類似した物質が不要なシナプスを整理すること、大麻の摂取により本来必要なシナプスまで刈り込まれ、神経回路が破壊されることを世界で初めて発見。米国科学誌「Journal of Neuroscience」に発表した。 同研究グループは、大脳皮質の他の部位では、シナプス前後の細胞の発火順序によりシナプスの強度が決定される「STDP」と呼ばれるルールがあること、回路形成中のある段階でこのルールが突然変化することを発見していた。そのため今回、視床と大脳皮質のシナプスでも同じようにルールが変わる可能性に着目し、検討を行った。 その結果、視床―皮質の投射ができる際に、最初にシナプス前後の活動によりシナプスが強化され、広い範囲に投射が伸びてから、