東北大学
学際科学フロンティア研究所

ハイブリッド開催 / Hybrid Event   　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金曜日に開催しています。Hub Meetingの趣旨は、発表者が全領域の研究者を対象として、研究のイントロと分かりやすい専門的内容の紹介を行い、新テーマ創成の芽を作ることです。2021年1月からは世界で活躍できる研究者戦略育成事業「学際融合グローバル研究者育成東北イニシアティブ（TI-FRIS）」のTI-FRIS Hub Meetingと合同で開催しています。   　Hub Meetingでは英語での発表を強く推奨しています。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。参加者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。Hub Meeting参加対象（下記）の方は積極的にご参加ください。   【TI-FRISは、弘前大学、岩手大学、東北大学、秋田大学、山形大学、福島大学、宮城教育大学によるコンソーシアム事業です。】   第60回 FRIS Hub Meeting（TI-FRIS Hub Meetingとの合同開催） 日時：2024年12月27日（金）16：00－ 開催方式：ハイブリッド開催（オンライン/Zoom・学際科学フロンティア研究所セミナー室） Language: English 参加ご希望の方は、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。 登録締切：12月26日（木）15：00   発表者： 田原 淳士 助教 （東北大学学際科学フロンティア研究所/先端基礎科学）   発表タイトル： 埋蔵炭素資源の高機能化を目指して／Utilization of “Buried” Carbon Resources leading to Sustainability   発表内容の概要： To address the need for a society less dependent on fossil fuels and with reduced environmental impact, replacing carbon resources is essential for sustainability. I am focusing on the utilization of various carbon resources with high potential as next-generation materials, such as carbon dioxide, biomass compounds derived from wood, and simple hydrocarbons including natural gas (uniquely defined as “Buried” Carbon Resources). In this HUB meeting, I would like to present the progress of the researches achieved through interdisciplinary research integrating organ(ometall)ic chemistry, chemical engineering, computational science, pharmaceutical science, and polymer chemistry.       Hub Meeting参加者 趣旨と守秘義務を理解・了解していることを条件に、以下の方が参加できます。 Hub Meetingメンバー 発表のターゲットとする参加者、アーカイブ視聴対象 ・東北大学学際科学フロンティア研究所教員 ・TI-FRISフェロー オブザーバー Hub Meetingに興味のある下記の参加者（質問・議論にも参加することができます） ・東北大学学際高等研究教育院研究教育院生 ・東北大学教職員・学生 ・TI-FRIS参画大学教職員・学生 ・TI-FRIS関係者（委員会委員等） ・「世界で活躍できる研究者戦略育成事業」の育成対象者 ・科学記者 ・学際研所長/TI-FRISプログラムマネージャーが認めたもの   ◆FRIS Hub Meetingについて

ハイブリッド開催   日時 / 2024年12月3日　(火)　13:30～　   会場 / 学際科学フロンティア研究所 セミナー室 教育院生及び学際研関係者の方は申込不要です。 Zoom情報等は後日ご連絡いたします。 口頭発表者は以下の通りです。   １．小柴 拓実「”理論化学”は何ができる？」 What can “Theoretical Chemistry” do?   ２．武藏 諒祐「不登校支援の目標としての「社会的自立」の測定とその功罪―心理尺度開発手法の紹介―」 Measuring “social independence” as a goal for supporting truant students and its benefits and drawbacks: Introduction to psychological scale development methods   ３．吉野 舜太郎 「特殊相対論的なプラズマの流体力学方程式を手で近似する！ 」 Approximate fluid dynamics equations of plasma in special relativity by my hand!         抄録集.pdf     問い合わせ先 学際高等研究教育院 総合戦略研究教育企画室 @ ■全領域合同研究交流会について

タンパク質構造中のチロシン残基は疎水性と親水性の両方の特徴を持つ稀有な残基であり、多くの割合でタンパク質の内側に埋もれていますが、一部はタンパク質表面に露出しています。タンパク質表面に露出したチロシン残基は、翻訳後修飾の基質としての役割だけでなく、タンパク質間相互作用や核酸‐タンパク質間相互作用界面における分子認識に重要な役割を担っています。また、タンパク質フォールディング時や変性時においてチロシン残基はタンパク質表面への露出度が変化することが知られています。よって、動的に変化するこれらのチロシン残基の状態を観測するためには秒スケール、ミリ秒スケールで完結する化学反応の開発が望まれていました。これまでのチロシン残基修飾反応では、秒スケールで反応を制御できる手法は限定されており、チロシン残基選択性等を考慮すると、新たなアプローチからの化学反応の開発が不可欠でありました。   東北大学学際科学フロンティア研究所の佐藤伸一准教授、東北大学生命科学研究科の石川稔教授、友重秀介助教、東北大学情報科学研究科の西羽美准教授、東京科学大学総合研究院の田中裕也助教、福山大学薬学部の重永章教授、徳島大学先端酵素学研究所の齋尾智英教授らの研究チームは、酸化剤の検討や電気化学的な反応条件の検討により、室温で数分間は安定に存在する開殻化学種を開発し、化学種の特性、反応性を評価しました。試薬としては安定である一方で、タンパク質、もしくはタンパク質混合物と触れ合うと約30ミリ秒の半減期でチロシン残基を化学標識されることを明らかにしました。今後、本手法はタンパク質表面構造のダイナミクスを解析する用途での展開が期待されます。   これらの研究成果はElsevierが出版する『Tetrahedron Chem』誌に2024年11月18日付で掲載されました。   論文情報： タイトル：Tyrosine Bioconjugation Using Stably Preparable Urazole Radicals 著者：Shinichi Sato, Shogo Miyano, Keita Nakane, Zhengyi Liu, Munehiro Kumashiro, Tomohide Saio, Yuya Tanaka, Akira Shigenaga, Chizu Fujimura, Eri Koyanagi, Hafumi Nishi, Shusuke Tomoshige, Minoru Ishikawa DOI: 10.1016/j.tchem.2024.100111 URL: https://www.tetrahedron-chem.com/article/S2666-951X(24)00050-0/fulltext

大阪大学大学院基礎工学研究科の山元淳平准教授、大学院生の伴勇輝さん（博士後期課程３年）、東北大学学際科学フロンティア研究所の佐藤伸一准教授らの研究グループは、核小体構成タンパク質として知られているヌクレオリンが非標準DNA構造の一つであるシトシン四重鎖（i-motif）に結合し、その構造を緩めることを世界で初めて明らかにしました。   今回、山元准教授らの研究グループは、タンパク質がDNAに触れた履歴をタンパク質上に残し、その履歴をもつタンパク質を選択的に濃縮した後に質量分析に供する指紋標的濃縮法を開発しました。この方法によって非標準i-motif構造に結合するタンパク質をヒト細胞中に存在するタンパク質群から網羅的に探索し、候補タンパク質の性質解析を行なったところ、細胞中の核小体に存在するヌクレオリンと呼ばれるタンパク質がi-motif構造に結合し、その構造を緩めることを解明しました。これにより、非標準DNA構造が生体プロセスを調節する分子機構の解明が期待されます。   本研究成果は、英国科学誌「Nucleic Acids Research」に、2024年11月19日（火）9時（日本時間）に公開されました。 論文情報： タイトル：Profiling of i-motif binding proteins reveals functional roles of nucleolin in regulation of high-order DNA structures 著者：Yuki Ban, Yuka Ando, Yuma Terai, Risa Matsumura, Keita Nakane, Shigenori Iwai, Shinichi Sato and Junpei Yamamoto 掲載誌：Nucleic Acids Research DOI：10.1093/nar/gkae1001 URL：https://doi.org/10.1093/nar/gkae1001 プレスリリース： 東北大学 https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2024/11/press20241119-01-dna.html

一般財団法人 国際有機化学財団（IOCF）はスーパーサイエンスハイスクール（SSH）指定校・連携校の協力を得て、毎年、有機化学分野における高校生講座を開催しています。2024年度は山口県下関市にて「有機化学高校生講座2024 ～有機化学の次の扉を開く君たちへ～」が開催されました。   講座では、名古屋大学の山口茂弘教授、九州大学の大嶋孝志教授、京都大学の玉尾晧平名誉教授とともに、学際科学フロンティア研究所から田原淳士助教が講演者として参加しました。田原助教は、「有機化学で環境問題に立ち向かう」というテーマで、140名以上の高校生に向けて有機化学の面白さを伝えました。   講演後の質疑応答や高校生による研究発表も行われ、活発な交流が見られました。田原助教は「高校生が化学に関心を持つきっかけとなれば嬉しいです」と語っています。 一般財団法人 国際有機化学財団（IOCF） https://iocf.sbchem.kyoto-u.ac.jp/ 有機化学高校生講座 https://iocf.sbchem.kyoto-u.ac.jp/student-leccture/ 田原研究グループウェブサイト https://tahara-lab.jp/index.php/2024/10/13/20241022-2/   　  

スピントロニクスは、次世代のデバイス革新を牽引する変革的な技術として、データストレージ、ニューロモルフィック・コンピューティング、そして高速ロジック・デバイスといった分野において新たな地平を切り拓いています。スピンを駆使した現象の解明と、最先端の材料科学の融合により、エネルギー効率に優れ、スケーラブルなソリューションを提供するスピントロニクスは、現代エレクトロニクスに革命的な変化をもたらす可能性を秘めています。   SpinX 2024: Harnessing Spintronics for Device Technology は、スピントロニクス分野の最前線で活躍する科学者、エンジニア、イノベーターが一堂に会し、共同研究を加速させ、革新的なブレークスルーを共有し、未来の発展を切り開くための国際的なプラットフォームです。基礎物理学から最先端のアプリケーションに至るまで、スピンダイナミクス、先端材料、そしてスケーラブルなデバイスアーキテクチャが交錯するこのセミナーでは、スピントロニクスの革新が未来のテクノロジーに与える影響を探求します。   FRISとJST-ASPIREの助成により、SpinX 2024 は東北大学電気通信研究所（仙台）で開催されます。世界各国からの5名の基調講演者と、21名の招待講演者が集結し、革新的な研究成果を共有し、共同研究を加速させるとともに、未来のイノベーションを刺激します。   会場：東北大学電気通信研究所　ナノ・スピン総合研究棟4階　カンファレンスルーム   申込方法（要事前登録・参加無料）：https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSfQe1TRnmIV0n__FPzMFoKbK_q5_RJKLxqFeoNIHFYkQqFhww/viewform   ※12月9日の夜、会場近くのレストランにてセミナー・ディナーを予定しています。費用は後日お知らせしますが、3,000円以下の予定です。   イベントWebサイト： https://sites.google.com/view/spinx2024/home   主催： 東北大学学際科学フロンティア研究所 JST ASPIRE 先端国際共同研究推進事業  

タンパク質に人工的な機能を導入するバイオコンジュゲーション技術は近年、目覚ましい成長を遂げています。バイオコンジュゲーション技術の中核をなすのは、目的のタンパク質と標識試薬の間に共有結合を形成する化学反応であります。従来の研究では、天然に存在する20種類のアミノ酸のうち、リジン残基、システイン残基の2種類の求核性アミノ酸残基を機能化する技術は確立されており、広範な応用研究に活用されています。しかし、他の18種類のアミノ酸残基を効率良く機能化することは難しい課題として残されています。タンパク質表面に出現するチロシン残基は、（1）翻訳後修飾の基質として多様な修飾（リン酸化、硫酸化、酸化など）を受ける、（2）タンパク質間相互作用や核酸‐タンパク質間相互作用の界面に多く存在する、という理由からチロシン残基の選択的化学修飾反応は生命現象解明のツールとして有用であると期待されています。また、これまでは、天然のタンパク質構造表面に露出したチロシン残基の化学修飾には、タンパク質構造にとって苛酷な反応条件を必要とするため、修飾反応によってタンパク質構造が一部損傷するという課題がありました。   東北大学学際科学フロンティア研究所の佐藤伸一准教授、東北大学生命科学研究科の石川稔教授、友重秀介助教、東北大学情報科学研究科の西羽美准教授、東京科学大学細胞制御工学研究センターの田口英樹教授、丹羽達也助教、東京科学大学生命理工学院の門之園哲哉准教授らの研究チームは、ラッカーゼという菌糸が主に生産する酵素を使った温和な反応条件において、極めて迅速に進行するチロシン残基修飾反応の開発に成功しました。タンパク質表面のチロシン残基の状態の観測や、タンパク質の機能化に関する研究が進展することが期待できます。   これらの研究成果は英国化学会誌『Chemical Communications』誌に2024年11月13日付で掲載されました。     論文情報： タイトル：Laccase-catalyzed tyrosine click reaction with 1-methyl-4-arylurazole: rapid labeling on protein surfaces 著者：Keita Nakane, Chizu Fujimura, Shogo Miyano, Zhengyi Liu, Tatsuya Niwa, Hafumi Nishi, Tetsuya Kadonosono, Hideki Taguchi, Shusuke Tomoshige, Minoru Ishikawa, Shinichi Sato DOI: 10.1039/D4CC03802A URL: https://doi.org/10.1039/D4CC03802A  

CO2を電気分解し、資源化する「電気化学的CO2還元反応（CO2RR）プロセス」は、抜本的なCO2削減手法として注目されています。これは、再生可能エネルギー（太陽電池電力）を活用して空気中のCO2を還元することで、大気中のCO2を削減できるだけでなく有用な物質が得られるという画期的なスキームです。今回、東北大学学際科学フロンティア研究所の笘居高明教授、同大学多元物質科学研究所の岩瀬和至講師、産業技術総合研究所のAlexander Guzman主任研究員、宇都宮大学の佐藤剛史教授らの研究グループは、水熱反応場と呼ばれる高温高圧水環境を利用して、CO2RRプロセスの高効率化が可能であることを実証しました。CO2で加圧した150°C、100気圧の高温高圧水条件で電気分解を行うと、水中のCO2の高い拡散係数と溶解度により、電極へのCO2供給が促進されるため、プロセスのエネルギー効率を大幅に改善できることが分かりました。さらに、再生可能エネルギー由来の電力に加え、工場の未利用低温廃熱の利用により、CO2吸収量が排出量を上回る「カーボンネガティブ」な基礎化学品（メタノール）の合成が可能なことを技術アセスメントによって示しました。   本研究成果は、米国化学会が発行する学術誌Advanced Sustainable Systemsに2024年11月6日付けで掲載されました。     図：工場の未利用低温廃熱と再生可能エネルギーを活用してCO2を化学品原料に変換する、水熱電気化学反応場を利用した炭素・熱循環スキーム。 論文情報： タイトル：Hydrothermal conditions enhance electrochemical CO2 reduction reaction: a sustainable path to efficient carbon recycling 著者：笘居高明*（東北大学学際科学フロンティア研究所）、Alexander Guzman*（産業技術総合研究所）、佐藤剛史（宇都宮大学）、岩瀬和至（東北大学多元物質科学研究所） *責任著者：東北大学学際科学フロンティア研究所　教授　笘居高明 産業技術総合研究所　主任研究員　Alexander Guzman 掲載誌：Advanced Sustainable Systems DOI：10.1002/adsu.202400489 URL：https://doi.org/10.1002/adsu.2024004891 プレスリリース： 東北大学 https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2024/11/press20241108-03-co2.html 産業技術総合研究所 https://www.aist.go.jp/aist_j/press_release/pr2024/pr20241108/pr20241108.html 宇都宮大学 https://www.utsunomiya-u.ac.jp/topics/media/012772.php 科学技術振興機構（JST） https://www.jst.go.jp/pr/announce/20241108-2/index.html 東北大学多元物質科学研究所 https://www2.tagen.tohoku.ac.jp/lab/news_press/20241108/  

東北大学 学際科学フロンティア研究所 才田淳治教授と金属材料研究所 山田 類助教、ソウル国立大学 Ryu Wook Ha博士らの共同研究グループは、独自に開発した急速加熱冷却 装置を用いて、Zr50Cu40Al10バルク金属ガラスの緩和状態を３次元的に傾斜形成させることに成功しました。この成果は、これまで制御が難しかった金属ガラスの緩和状態を戦略的にデザインして作製することで、目標とする特性を発現させることができる可能性を示しており、今後の同材料の工業的応用に有用な知見を与えるものと考えられます。 本研究は、科学研究費補助金 基盤研究A（18H03829および23H00228）、基盤研究C（21K04899）および学際科学フロンティア研究所 「学際研究促進プログラム」の支援を得て行われました。 論文情報： タイトル：Creation of a 3D Glassy State by Thermal Gradient Treatment in a Monolithic Metallic Glass 著者：Rui Yamada, Ryu Wook Ha, Haruka Isano, Tomohiro Yoshikawa, Junji Saida 掲載誌：Advanced Engineering Materials, (2024)2401517 DOI: doi.org/10.1002/adem.202401517

学際科学フロンティア研究所は、株式会社ミルボンからの寄附を受け、生体最先端計測研究寄附研究部門（ミルボン）を設置しました。 新領域創成研究部の奥村正樹准教授が代表を務める本部門では、蛋白質科学・物理有機化学・生体計測・質量分析・構造生物学・化粧品学の6つの異なる分野から研究者が集まり、化粧品や医薬部外品の開発につながるような分野横断型の研究を展開します。各分野の研究知見を学際的に融合させることで、生体に対する先端計測手法の開発や新規知見の獲得が期待できます。具体的には、プロテオミクスや薬剤分子設計など、医療・創薬分野の発展に貢献してきた研究領域にも取り組み、従来の化粧品研究の枠を超えた新たなアプローチを目指します。 本部門の開設により、新たな化粧品開発の加速に繋がる学際的なプラットフォームを構築し、基礎研究から製品開発への応用までの社会実装を目指します。日本を牽引し、世界と伍する研究大学の実現に取り組む東北大学と、美容市場において先進的な毛髪・皮膚研究を推進するミルボンが協力し、イノベーションの創出に挑戦します。     生体最先端計測研究寄附研究部門の目的と研究体制   ■株式会社ミルボンについて 株式会社ミルボンは、美容室専用のヘアケア製品やヘアカラー剤などを製造・販売する化粧品メーカーです。美容のプロフェッショナル人材の育成や課題解決支援を通じて、美容室の成功を支援するとともに、確かな技術に裏付けられた製品によって、美容室を訪れるお客さま一人ひとりの美しい生き方を応援しています。 https://www.milbon.com プレスリリース： 株式会社ミルボン https://prtimes.jp/main/html/rd/p/000000095.000028306.html