酸性土壌に対する植物の適応を支える分子メカニズム

昆虫の集団行動を生み出す神経機構とAIを用いた行動分析

昆虫の群れは、個々の脳のどのような働きから生まれるのだろうか。本研究では、ショウジョウバエの群れ形成を支える神経機構を探求している。これまでの解析から、特定の神経細胞群を活性化すると高密度の集合が生じ、活動の強さによって群れ方が変わることが示された。また、映像から行動をリアルタイムで検出するAIシステムYORUを開発し、行動に応じた神経操作を可能にした。本講演では、これらの研究を紹介し、神経操作とAIによる行動計測を組み合わせて、個体間の相互作用から群れが形成される仕組みと、その種間差を解明する展望を紹介する。

昆虫個体をバイオリアクターに利用した新規ナノカーボンの環境調和型創製

ナノカーボンは、炭素材料であり、電子・光機能材料や生物分野への応用が期待されている。一方、その構造を狙い通りに分子変換するには、多段階の有機合成や厳しい反応条件を必要とする場合が多い。本研究では、昆虫個体の体内をそのまま反応場として利用する「in-insect synthesis」により、ナノカーボンを温和な条件で分子変換する新しい合成法を開拓している。 本発表では、この手法の適用範囲と反応の選択性を探るため、ダイヤモンドの一部を切り出したような剛直な三次元構造をもつ「アダマンタン骨格」を含む分子を用いた研究を紹介する。これらの分子をハスモンヨトウ幼虫に摂食させたところ、通常は選択的な反応が難しいアダマンタン骨格の特定部位だけが酸化されることを見いだした。この発見を起点に、昆虫が人工分子の形や大きさをどのように認識し、反応する位置を選んでいるのか、その仕組みの解明を進めている。 昆虫が本来持つ異物代謝能力を「ものづくり」に利用することで、従来の有機合成とは異なる原理に基づく、環境調和型の分子・材料創製を目指す。

野生マウンテンゴリラ（Gorilla beringei beringei）における移入後の急速な社会的再編と新規個体の統合

Immigration can reshape animal group dynamics, yet the immediate behavioral adjustments accompanying newcomer integration remain poorly understood. We present a case study of a single immigration event in wild mountain gorillas (Gorilla beringei beringei), a species in which females frequently undergo secondary dispersal. Using dyadic affiliative proximity (within arm's reach) from continuous focal observations, we modeled the probability of affiliative proximity across dyad types (resident–resident vs. resident–newcomer) before and after immigration with Bayesian binomial logistic regression. The probability of affiliative proximity among resident dyads declined following immigration; however, resident–resident and resident–newcomer dyads then exhibited similar levels, indicating that newcomers were incorporated into affiliative interactions at rates comparable to residents. These findings suggest that immigration triggers rapid, short-term adjustments in affiliative relationships even in socially cohesive, ecologically stable primate groups, offering new insight into the social consequences of immigration in group-living animals.

宇宙ジェットが形づくるガス構造と高エネルギー粒子加速

天の川銀河には、まだ見つかっていないブラックホールが多数潜んでいると考えられています。その周囲から噴き出す高速の流れ「ジェット」は、周囲のガスの形を変え、宇宙を飛び交う高エネルギー粒子「宇宙線」を生み出す可能性があります。私たちはアルマ望遠鏡で、冷たいガスの集まり「分子雲」を観測し、約550光年にわたる領域に多数の細い筋状の構造を発見しました。数値シミュレーションとの比較から、これらはジェットがガスを押しのけ、圧縮して残した「足跡」と考えられます。さらにガンマ線の観測から、ジェットが100万〜1,000万年にわたり宇宙線を供給する、強力な「宇宙の天然加速器」として働く可能性が示されました。ジェットの高エネルギーの輝きが消えた後も、ガスには足跡が残ります。本講演では、この観測成果を紹介するとともに、ガスに残る足跡から天の川銀河に潜む多数のブラックホール候補を探し、宇宙線の起源に迫る新たな手法を提案します

古代ヘルペスウイルスの検出 ― 石器時代の咀嚼樺タールから

過去の人がどのような食生活を送り、どのような感染症を抱え、どのような微生物と共存していたかは、遺跡や遺物から推定されてきた。パレオゲノミクスは、古代試料に残るDNAを直接解読する分野である。しかし、ウイルスを対象とした解析は、ゲノムが小さく、残存量も限られるため、細菌に比べて大きく遅れている。本課題では、一度感染すると生涯体内に残るヒトヘルペスウイルスを対象に、その解析基盤の確立を目指した。そこで、スウェーデン・Huseby Klev遺跡から出土した約9,700年前の咀嚼された樺タール（石器時代の「ガム」）の公開ショットガンデータを再解析した。1個体からヒトヘルペスウイルス7（HHV-7）に一致する179リードが検出された。リード末端の脱アミノ化パターンは同じライブラリ中の口腔常在菌と一致し、リードは3つの独立した抽出物にまたがって検出されたことから、コンタミネーションやindex hopping（試料間の取り違え）では説明できないことを示した。HHV-7が古代試料から検出されたのは、これが最初の報告である。まずヘルペスウイルスを対象に解析基盤を固め、今後さまざまな病原体へ対象を広げることで、ヒトが本来どのようなウイルスと共存してきたのかを明らかにしたいと考えている。持続感染ウイルスの初感染時期や系統構成を古代と現代で比較し、微生物との関係の変化が自己免疫疾患やアレルギーの増加を招いたという仮説の検証につなげたい。

心筋サルコメアの連携は1カ所ずつ切り替わる―高速振動下の長さ再配分―

心筋細胞の規則的な収縮は、多数のサルコメア（筋肉の最小収縮単位）が連携して生み出す。しかし、細胞全体の平均的な動きからは、隣接するサルコメア同士が局所的にどのように協調を組み替えるかは見えにくい。 本研究では、局所的に温めた生きた新生仔ラット心筋細胞7個で記録された高頻度サルコメア自励振動（HSOs）の既存データを再解析した。各細胞で連続する5個のサルコメアを毎秒500フレームで追跡し、4つの隣接ペアを同位相または逆位相に分類した。その結果、HSOs中に検出された230件の状態遷移のうち216件（93.9％）では、4つの隣接関係のうち1つだけが切り替わっていた。 さらに、1リンク切り替えに伴う相対的な短縮と伸長の配置を解析すると、長さの再配分は近傍にとどまる場合から、観察した5サルコメア鎖の広い範囲に及ぶ場合まで変化した。切り替え前に同位相の隣接ペアが多いほど、再配分の到達距離は広かった。これらの結果は、隣接サルコメアの位相関係と内部の長さ配分が段階的に組み替わる、複数サルコメア規模の協調過程を示している。

クローン性造血：心血管病を促進する隠れた機

先進国において、心血管疾患は主要な死因の一つであり、全死亡の約30％を占めている。高血圧や脂質異常症などの従来の危険因子に対する有効な管理が進んでいるにもかかわらず、その発症率が依然として高いことから、これまで十分に明らかにされていない新たな病因の存在が示唆されている。近年、「クローン性造血（clonal hematopoiesis）」が心血管疾患の重要かつ独立した危険因子であることが明らかとなり、心血管疾患の病因に関する従来の概念を大きく変えつつある。 クローン性造血とは、骨髄中の一部の造血幹細胞が体細胞変異を獲得し、それらの変異をもつ細胞が選択的に増加する現象である。これらの変異は、DNMT3A、TET2、ASXL1など、白血病に関連する遺伝子に高頻度に認められ、前白血病状態としての側面を有する。さらに重要な点として、これらの遺伝子変異は分化した末梢血中の免疫細胞にも受け継がれ、その機能を変化させる可能性がある。 本展示では、まずクローン性造血と心血管疾患との関連を示す最近の疫学的知見を紹介する。続いて、加齢やがん治療によって促進されるクローン性造血が、どのように心血管疾患の発症・進展に寄与するのかについて、私たちの研究室で行ってきた実験研究を紹介する。さらに、クローン性造血を標的とした新たな診断法・治療法の開発を目指し、本研究領域の今後の展望について議論したい。

ケミカルバイロロジーと臨床オミクスから指向する卵巣癌パン・ペリトネアル治療戦略

卵巣癌の腹膜播種は、癌細胞、腹水、腹腔内脂肪組織の相互作用によって支えられている。本研究では、ケミカルバイオロジーによる分子・細胞状態の可視化と機能制御を、臨床検体のオミクス解析と組み合わせ、三者を包括的に標的とする「パン・ペリトネアル治療戦略」の基盤構築を目指した。癌細胞を標的とした検討では、癌細胞の脂質代謝へ解析を展開し、脂肪滴蛍光プローブと蛍光寿命イメージングを用いて、大網播種巣における脂質代謝変容を示唆する予備的知見を得た。腹水を標的とした検討では、補体を含むタンパク質群の量的変化に加え、切断・プロセシング状態に着目した。ヒト腹水91例のsemi-tryptic peptide解析において、親タンパク質量と測定・消化バッチを考慮して1,504切断部位を比較し、分子クラスター間で差を示す6部位を抽出した。マウスモデルでも播種能に伴う腹水タンパク質の組成とプロセシング状態の変化が示唆され、腹水中のタンパク質分解を介入対象として検討する手掛かりを得た。脂肪細胞を標的とした検討では、腫瘍支持性の大網脂肪細胞由来線維芽細胞への脱分化に着目し、超耐光性脂肪滴蛍光プローブによる評価系を構築して、脱分化阻害候補化合物を取得した。さらに、脂肪細胞と共培養した中皮細胞では糖鎖構造の変化と癌細胞接着の増加を示唆する所見を得て、脂肪細胞が癌細胞の定着環境に及ぼす影響を検討する新たな視点が得られた。これらの成果は、癌細胞の代謝適応、腹水中のタンパク質プロセシング、脂肪細胞の腫瘍支持性への変化を結びつけ、腹腔内エコシステム全体への治療介入を検討する基盤となる。今後、各過程の機能的寄与と介入効果を検証し、腹膜播種の制御につなげる。

ロングリード診断から国際連携によるN-of-1希少疾患治療開発へ

ロングリードシーケンスは、従来法では検出が難しい構造異常、リピート伸長、DNAメチル化異常、RNAアイソフォームを包括的に解析できる技術である。私たちは、PacBio Revioを用いた高スループット解析基盤を構築し、希少・未診断疾患の分子診断および病態解明に応用してきた。 現在は、オランダのErasmus University Medical Centerとの国際共同研究を通じ、患者ごとのゲノム・RNA異常を機能解析やアンチセンスオリゴヌクレオチド治療へつなぐN-of-1+研究を推進している。ゲノム診断から病態解明、個別化治療開発までを一貫して結ぶ研究基盤の確立を目指す

ミトコンドリア複合体ⅠPETトレーサーの基礎的特性研究

細胞が生きて活動するためにはエネルギーが必要であり、その大部分は細胞内に存在するミトコンドリアで作られている。ミトコンドリアの働きの低下は、アルツハイマー病やパーキンソン病をはじめとする神経変性疾患、心疾患、代謝疾患など様々な病気の発症や進行に関与すると考えられている。ミトコンドリア複合体Ⅰはエネルギー産生の出発点となる重要なタンパク質であり、その機能を評価することは細胞の健康状態を知る上で有用である。近年、複合体Ⅰに結合するPETトレーサーが開発され、生体内でミトコンドリア機能を非侵襲的に観察できるようになった。 一方、PET画像で得られるトレーサー集積量が、実際の複合体Ⅰの活性をどの程度正確に反映しているのかは十分に明らかになっていない。 そこで本研究では、PETトレーサーの集積量と複合体Ⅰ活性との関係を明らかにし、ミトコンドリアPETトレーサーの基礎特性を調査した。

日本人毛髪の特徴をバイオインフォマティクス技術で読み解く

ヒト毛髪は、太さ、形状、質感など様々な特徴を有しているが、日本人毛髪の特徴を包括的に理解した例は限られている。 本研究では、バイオインフォマティクス技術を活用し、毛髪の表現型と分子情報との関係性を多角的に評価し、日本人集団における共通性および多様性について検討する。 本研究は、日本人毛髪の理解を深化させるとともに、データ駆動型の毛髪研究および次世代ヘアケア技術の創出に貢献することを目指す。

オンチップ縞パターンレーザを用いたレーザードップラー流速計の小型化

マイクロ流路は血液検査などの細胞解析に広く利用されている。流路内を流れる細胞の速度を計測することで、細胞計測およびセルソーティングの性能向上が期待される。本研究では、オンチップパターンレーザーを用いて、レンズレスでマイクロ流路内に干渉縞を形成した。これにより、高精度・高確度・広ダイナミックレンジの細胞速度計測を実現した。

「測る医療」を日常へ～MEMSウェアラブルによる非侵襲バイオセンシング

累進レンズ評価指標累進の開発

プラスチックの不均一劣化を粗視化シミュレーションで可視化する

プラスチックは使ううちに劣化するが、その進み方は材料の中で一様ではない。酸化や分子鎖の切断は、分子が動きやすい局所的な領域に偏って起こる。そこが微小な損傷の起点となり、最終的な破壊につながる。この不均一さは実験では捉えにくく、寿命予測が難しい理由の一つになっている。 本研究では、原子の細部を粗く扱うことで長時間・大規模な計算を可能にする粗視化分子シミュレーションを用い、架橋高分子の劣化を分子鎖の切断の一つひとつまで追跡する。劣化がどこから始まり、どのように空間的に広がるかを可視化し、材料の寿命を分子のレベルから理解することを目指す。 劣化はリサイクル効率を下げ、マイクロプラスチックの発生にもつながる。不均一劣化の理解は、使用中に性能が落ちない超耐久高分子の設計につながる。

シリルエーテル結合導入によるリサイクラブルポリマー開発

循環型社会の実現に向け、ポリマー材料の分解・原料化技術の重要性が高まっており、分子鎖中に易分解構造を導入したリサイクラブルポリマーが注目されている。本研究では、易分解構造としてシリルエーテル結合に着目した。シリルエーテル結合はアルコールの保護・脱保護反応に広く用いられ、アルコールとシラン化合物の反応により形成される一方、酸やフッ化物イオンの存在下で効率的に切断され、元のアルコールを再生できる。この結合を分子鎖中に導入することで、温和な条件で原料化可能なリサイクラブルポリマーの実現が期待できる。今回、水素化ポリブタジエン鎖にシリルエーテル結合を組み込んだ新規ポリマー材料を合成し、その機械的特性を評価するとともに、分解による原料回収と、回収原料からのポリマー再合成を実証した結果について報告する。

データ駆動型インフラマネジメント

人口減少や技術職員不足、インフラの老朽化が進む中、持続可能な維持管理体制の構築が求められている。本研究では、自治体ごとの人口、財政、技術者数、インフラ保有量や健全度等のデータを用い、維持管理をどのような単位で束ねることが有効かを分析し、データ駆動型の管理圏域設定と自治体間連携の可能性を検討する。

サイズが標準化された箱のパレタイズ最適化

何度も利用可能なプラスチック製の箱（以下，通い箱）のパレタイズ作業では，通い箱のサイズが規 格化されてはいるものの，複数サイズの通い箱を扱うため，膨大な組合せから荷姿を決定する必要がある． さらに，トラックへの積載効率を高めるため天面を揃えるなどの制約も考慮する必要があり，荷姿の決定に は熟練作業員でも時間を要する場合がある．本研究では，規格化された箱サイズの特性を活かし，入力され る通い箱の種類によって使い分ける2 つの数理モデルを提案する．数値実験により，deepest-bottom-left 法や三次元パッキング問題の既存手法と比較して，計算精度および計算速度の両面で優位性があることを 示す．

自律移動ロボットのための環境表現と行動最適化

自律移動ロボットは近年、実社会への導入が進んでいる。一方で、実環境でより実用的に運用するためには、それぞれの動作環境に適応し、高速かつ効率的な移動を実現することが求められる。本研究では、自律移動ロボットの実世界への適応を目的として、実世界での強化学習を用いた高速移動の実現、および監視カメラから得られる情報を活用した移動効率の向上に関する研究成果を発表する。

エッジAIハードウェア向け認証方式

ブロックチェーン技術を活用した細胞バンクDX

再生医療で用いる細胞は、同じ種類であっても細胞ラインごとに性質が異なるため、それぞれの細胞に関する情報や研究から得られた知見を整理・管理することが重要である。本発表では、親知らずから採取されたヒト歯髄由来間葉系間質細胞のコレクションを管理する「岐阜大学しずい細胞プロジェクト」を例に、ブロックチェーン技術を活用した細胞バンクのデジタル化について紹介する。開発したWebアプリ「Shizui Vault」では、細胞ラインごとの基本情報や研究で得られた知見、試料の保管状況などを一元的に整理・管理できる。さらに、研究アイデアや知見をハッシュ化してブロックチェーン上に記録することで、内容を秘匿したままその存在を証明する仕組みについても紹介する。

酵素が基質を捕らえる際の構造変化：分子シミュレーションによる解析

企業におけるAIの活用

生成AIを企業で活用するには、情報を安全に扱うためのルールや環境づくりが必要となります。 ネオレックスでは、AI利用ポリシーの整備、社内情報をAIで活用する取り組み、プライベートAIの構築などを通じて、安心してAIを業務に取り入れるための試行錯誤を進めています。 本発表では、これらの取り組みを紹介します。

AIで読み解く2000年前の「ことば」

約2000年前、インドで生まれた仏教は、シルクロードを経て中国、さらに日本へと伝わりました。その過程で、異なる言語の間を「ことば」がどのように越え、翻訳され、理解されてきたのでしょうか。本研究では、古代の仏典や辞書資料をデジタル化し、データベースとして統合するとともに、AIを活用して大量の語彙や注釈を分析します。2000年にわたる「ことば」の変化と伝播をデータから読み解き、人文学とAIを融合した新たな研究方法の可能性を探ります。

語源の学習可能性の計算科学的実証

現存する諸言語の語彙は、他の言語からの単語借用の歴史の上に成り立っている。例えば日本語の場合、単語は語源によって和語、漢語、外来語に大別される。このような語源区分は、辞書等を調べない限り、日常会話から直接的に観測できる情報ではない。しかしながら、母語話者は無意識的に単語の語源区分を把握できているという心理実験結果が報告されており、日常的に観測可能な情報からどのように語源区分を学習できるのかが言語学上の問題とされてきた。本研究は、日本語及び英語の語源区分が、音声記号列情報のみから推定できる(教師なし学習可能)であることを、コーパスに出現する実単語データを用いたベイズ学習シミュレーションにより実証する。さらに、学習後の語源分類モデルを用いて、先行研究で報告された心理実験結果を説明できることを示す。

出入国管理行政とデジタル技術

増大する外国人への対応を効率化・迅速化するために、日本をはじめとする先進各国の出入国管理行政ではAIをはじめとするデジタル技術の導入が進められている。また、デジタル技術の活用により、行政機関は、、本人が自ら提出した情報のみならず、音声、スマートフォンに保存された情報、生体情報その他のデータを分析し、本人が明らかにしていない事実を推論することが可能となる。他方で、デジタル技術の活用は、、誤判定、差別的な推論、過度な個人情報の取得、情報の目的外利用、判断過程の不透明化等の新たな問題を生じさせている。本研究は、出入国管理行政において用いられるデジタル技術（難民認定でのAI活用を中心に）の実態と行政過程での利用を整理するとともに、、AIを含むデジタル技術が出入国管理行政にもたらす利点と法的な課題・リスクを明らかにし、AI技術を適法かつ適正に利用するための法的統制モデルを提示する。

高校時代の価値観・経験は成人期にどうつながるのか――約20年間のパネルデータによる検討

親の教育に対する意識の形成をめぐっては、親自身の学歴や社会経済的地位との関連が検討されてきた。しかし、親自身の教育経験を考える際には、最終的にどのような学歴を獲得したかだけではなく、学校生活のなかでどのような経験をし、学校教育をどのように評価していたかという側面にも目を向ける必要があるのではないか。そこで本研究では、高校時代の学校生活への関与や学校教育への評価に着目し、それらが成人期における子どもの教育に関する諸活動や進学への価値づけとどのように関連しているのかを検討する。分析には、高校在学時から20年以上にわたって同一対象者を追跡したパネル調査のデータを用い、子どもを持つ回答者を対象とする。本研究は、高校時代の経験を当時の回答から捉えられるという長期パネル調査の特性を活かし、学校経験と成人期の教育観との関連に迫るものである。

休職者であり、労働者である―回復の個人化を超えて

メンタルヘルス不調に伴う休職は、当事者、職場、社会の各水準に関わる重要な課題である。従来の研究では、安定した職場復帰と再発予防を主要な目標として、治療やセルフケアの効果、ならびに個人・職場要因の解明が進められてきた。一方、こうした枠組みは、回復を個人の能力や自己管理に帰属させ、働くことや休むことを規定する制度、文化、社会規範を不可視化する可能性がある。作業科学では、仕事を個人によって遂行される賃金労働に還元せず、人間の営みと社会的条件との相互構成的な関係から捉える。本研究では、休職経験者が共同研究者として参画する参加型アクションリサーチを通して、回復がいかに個人化されるのか、また「望ましい休職者／労働者」という規範的主体像が、当事者の経験や選択をいかに方向づけるのかを批判的に検討する。これにより、復職支援を医学的・臨床的介入に限定せず、職場制度や労働規範を再編する社会的実践として再定位する。

日本のスタートアップにおけるVC投資と上場後株価パフォーマンスの関係

資本市場においてスタートアップに対して、高い技術力や高成長に期待している一方、上場後VCによるEXITにも警戒心を抱いている。本研究では、上場直前のVCによる持株比率と上場後株価パフォーマンスの相関性に着目し、初期的な結果を示すもの