東北大学
学際科学フロンティア研究所

神経毒テトロドトキシンは最も有名な自然毒のひとつで、他に類を見ない複雑な化学構造と強力な毒性を持ちます。海洋のフグや貝、陸棲の両生類であるイモリやカエルに含まれ、世界中に分布する興味深い毒ですが、自然界でどのようにして生産されるか（生合成）は未解明のままです。   東北大学 学際科学フロンティア研究所 新領域創成研究部の工藤雄大 助教、東北大学大学院 農学研究科の山下まり教授は、ユタ州立大学生物学科のCharles T. Hanifin准教授との国際共同研究を行い、テトロドトキシンを含有するイモリから、新規性の高い骨格構造をもつ化合物を２種発見しました。化学的な分析手法により化学構造を解析し、さらに化合物の構造を基に陸上生物におけるテトロドトキシンの生合成経路について推察しました。テトロドトキシンの生合成経路において、特徴的な化学構造を有する化合物群が生産されることを示しました。本成果はアメリカ化学会（ACS）「Organic Letters」誌にて発表し、2021年4月8日付でオンライン版が掲載されました。       論文情報： Yuta Kudo, Charles T. Hanifin, and Mari Yotsu-Yamashita* (*corresponding author),  "Identification of Tricyclic Guanidino Compounds from the Tetrodotoxin-Bearing Newt Taricha granulosa", Organic Letters DOI: 10.1021/acs.orglett.1c00916 https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.1c00916

オンライン開催   　FRIS Hub Meetingは、FRISの研究者全員が参加する研究発表セミナーで、月に一度８月を除く毎月第4木曜日に開催しています。これまで参加者はFRIS内の研究者を対象としていましたが、2019年12月より、対象を東北大学の研究者、学生へと広げました。 また、2021年1月からは学際融合東北拠点のTI-FRIS Hub Meetingと合同で開催しています。   　言語は日本語と英語を混ぜて使用しています。異分野研究者同士では共通の常識や考え方は望めません。聴衆は発表中にどんどん質問し、討論し、理解を深めるようにしています。積極的にご参加ください。   第20回 FRIS Hub Meeting（TI-FRIS Hub Meetingとの合同開催） 日時：2021年4月22日（木）11：00－12：00　 開催方式：オンライン（Zoom） 事前登録が必要になります。参加申し込みフォームよりご登録ください。 発表者： 中安 祐太 助教（学際科学フロンティア研究所／人間・社会） 発表タイトル： 環境工学の分解と再結合（Disassembly and reconnection of environmental engineering）   要旨： CO2の排出量の削減や吸収量の増大のためには、ただ持続可能な技術を導入するだけでなく、二次生態系の保全、社会システム、さらには地域の個別事情が考慮されなければなりません。そこで私は、対象地域の住民と他分野の研究者を含む超学際的なチームとともに、里山管理を実践しながら、その木質資源を、グリーンプロセスを用いて様々な炭素材料に変換し、蓄電や創電に資するエネルギーデバイス材料に応用する研究開発を行っています。さらにそれらを実生活に取り入れるところまでが目標です。本発表では、私がこれまで行ってきたプロジェクトの全容と、現在の課題についてお話をし、専門/非専門に関わらず、誰もが自分事であるという認識の下、幅広い意見をお聞きしたいと考えています。     ◆FRIS Hub Meetingについて

日本列島の周辺は、約5億年前からプレート沈み込み帯と呼ばれる地殻変動が非常に活発な地域で、長期にわたって浅い海に堆積した砂には、過去のマグマ活動が記録されています。東北地方（岩手県・宮城県）の北上山地南部から三陸海岸に至る地域には、雄勝石に代表されるシルル紀から白亜紀前期の浅い海に堆積した砂や泥の地層が広く分布しています。新領域創成研究部のパストルガラン ダニエル助教（兼務 東北アジア研究センター/大学院理学研究科地学専攻）と東北大学東北アジア研究センターの辻森 樹教授（兼務 大学院理学研究科地学専攻）らの国際研究チームは、三陸のさまざまな時代の古い砂岩と現世の砂浜海岸の砂の中の鉱物を調べることで、大きなマグマ活動が過去４億年間に６回（約4.3、3.6、2.7、1.8、1.1億年前、約770万年前）あったことを明らかにしました。約2.7億年前のマグマ活動は特に激しく、既存の地殻が新しく生まれ変わりました。   本研究成果は、2021年4月6日にEarth and Planetary Science Letters誌電子版に論文掲載され、4月7日に本学よりプレスリリースされました。   論文情報： Daniel Pastor-Galán, Christopher J. Spencer, Tan Furukawa, Tatsuki Tsujimori, "Evidence for crustal removal, tectonic erosion and flare ups from the Japanese evolving forearc sediment provenance", Earth and Planetary Science Letters DOI：10.1016/j.epsl.2021.116893 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X21001527   プレスリリース： 東北大学 http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2021/04/press20210407-02-sanriku.html

受賞発表日／2021年4月6日 学際科学フロンティア研究所の先端学際基幹研究部に所属する、中嶋悠一朗助教（生命・環境）が、『令和3年度 科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞』を受賞しました。 本賞は、萌芽的な研究、独創的視点に立った研究等、高度な研究開発能力を示す顕著な研究業績をあげた40歳未満の若手研究者に対して、文部科学大臣より授与されるものです。   中嶋悠一朗助教 の受賞対象の業績は、以下の通りです。 「上皮組織の動的恒常性維持と環境応答の仕組みの研究」   文部科学省： 令和3年度科学技術分野の文部科学大臣表彰受賞者の決定について https://www.mext.go.jp/b_menu/houdou/mext_00547.html  

母親の肥満は子の将来の糖尿病リスクを増加させることが知られており、世代を超えた肥満や糖尿病の連鎖を防ぐことは重大な課題となっています。新領域創成研究部の楠山譲二助教、理化学研究所の小塚智沙代基礎科学特別研究員、金沢医科大学の八田稔久教授らのグループは、妊娠期の運動が子の肥満を防ぐメカニズムを明らかにしました。本研究は、胎盤から産生されるスーパーオキサイドジスムターゼ3（SOD3）が親の運動効果を子に伝達するタンパク質であることを初めて実証した重要な報告です。本研究によって、次世代の健康を増進する新しい予防医療の開発に貢献することが期待されます。   本研究成果は、2021年3月25日（日本時間3月26日）Cell Metabolism誌（電子版）に論文掲載され、4月6日に本学よりプレスリリースされました。   論文情報： Joji Kusuyama, Ana Barbara Alves-Wagner, Royce H. Conlin, Nathan S. Makarewicz, Brent G. Albertson, Noah B. Prince, Shio Kobayashi, Chisayo Kozuka, Magnus Møller, Mette Bjerre, Jens Fuglsang, Emily Miele, Roeland J. W. Middelbeek, Yang Xiudong, Yang Xia, Léa Garneau, Jayonta Bhattacharjee, Céline Aguer, Mary Elizabeth Patti, Michael F. Hirshman, Niels Jessen, Toshihisa Hatta, Per Glud Ovesen, Kristi B. Adamo, Eva Nozik-Grayck, and Laurie J. Goodyear, "Placental superoxide dismutase 3 mediates benefits of maternal exercise on offspring health", Cell Metabolism DOI：10.1016/j.cmet.2021.03.004 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S155041312100111X#!   プレスリリース： 東北大学 https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2021/04/press20210406-01-sod3.html

「ブラックホール周辺でのガンマ線、ニュートリノ生成の新しいメカニズムを提案」   宇宙はほぼ光速で飛び交う高エネルギーの荷電粒子（宇宙線）で満たされていますが、その発生源はまだ分かっていません。宇宙線は周囲の物質や電磁場と相互作用してガンマ線やニュートリノなどの高エネルギー粒子を放出するため、それらの粒子を観測することで宇宙線の起源天体に迫ることができます。ブラックホールからジェットが噴出している天体からは頻繁にガンマ線が検出されており、ジェットが宇宙線の有力な発生源と考えられています。イベント・ホライズン・テレスコープによるブラックホールの影の観測で話題になったM87銀河もジェットが付随しており、M87銀河からはガンマ線も検出されています。 今回、学際科学フロンティア研究所の木村成生 研究員（當真グループ・学振PD）と當真賢二 准教授（先端学際基幹研究部）は、ブラックホールに落ち込むプラズマ（降着流）での宇宙線生成過程を定式化し、そこで効率的に宇宙線が生成がされていればM87銀河のガンマ線観測データを説明できることを示しました。これは、ジェットだけではなく降着流でも宇宙線が生成されてガンマ線を放射できることを初めて示した画期的な成果です。本研究をもとに、ガンマ線やニュートリノを用いた将来のマルチメッセンジャー天体観測により宇宙線起源天体の解明が期待されます。   本研究成果をまとめた論文が2020年12月28日に「The Astrophysical Journal」に掲載されました。   論文情報 タイトル：Hadronic High-energy Emission from Magnetically Arrested Disks in Radio Galaxies 著者名：Shigeo S. Kimura, Kenji Toma 掲載誌：The Astrophysical Journal https://doi.org/10.3847/1538-4357/abc343

タンパク質の合成や折りたたみがうまくできなくなると、神経変性疾患や糖尿病などの原因となることが知られていますが、合成途上のタンパク質が「正しい」立体構造を形成するしくみについての理解は進んでいませんでした。   東北大学多元物質科学研究所の平山千尋博士課程学生（学際高等研究教育院生）、稲葉謙次教授（生命科学研究科、理学研究科化学専攻 兼担）、本研究所新領域創成研究部の奥村正樹助教、兵庫県立大学大学院工学研究科の今高寛晃教授、町田幸大准教授、大阪大学ナノサイエンスデザイン教育研究センターの野井健太郎特任助教（常勤）、および熊本大学大学院生命科学研究部の小椋光特任教授（研究当時：熊本大学発生医学研究所教授）らを中心とした共同研究グループは、リボソーム注５による新生ポリペプチド鎖（新生鎖）の翻訳合成中にPDI (Protein Disulfide Isomerase) ファミリー酵素であるPDIとERp46が作用する様子を、独自に開発した検出システムおよび高速原子間力顕微鏡を用いて、世界で初めて観察することに成功しました。これにより、細胞内タンパク質恒常性維持に関する重要な知見が得られました。 本成果は、2021年3月9日、米国科学誌iScienceにオンライン掲載され、4月2日に各大学よりプレスリリースされました。   論文情報： Hirayama, C., Machida, K., Noi, K., Murakawa, T., Okumura, M., Ogura, T., Imataka, H. and Inaba, K., "Distinct roles and actions of protein disulfide isomerase family enzymes in catalysis of nascent-chain disulfide bond formation", iScience DOI：10.1016/j.isci.2021.102296 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004221002649?via%3Dihub   プレスリリース： 東北大学 http://www.tohoku.ac.jp/japanese/2021/04/press20210402-02-protein.html 東北大学多元物質科学研究所 http://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20210402/