東北大学
学際科学フロンティア研究所

自然科学研究機構 生命創成探究センター/分子科学研究所/総合研究大学院大学の岡本泰典 准教授（東北大学 学際科学フロンティア研究所 客員准教授）、東北大学 流体科学研究所の馬渕拓哉 准教授、産業技術総合研究所の氷見山幹基 主任研究員らのグループは共同で、ヒトサイトカインに人工的な金属構造の三核亜鉛中心を移植し、外来性機能として高い加水分解活性とヒトサイトカインが元来有する内在性機能の両方を持つ人工酵素の創製に成功しました。   移植された三核亜鉛構造は、自然界には見られないものであり、先行研究では、有機合成化学的に精密設計された配位子を用いて構築されています。多核金属中心の構築には、金属イオンの精密な多点配置が必要です。研究グループは、幾何学的探索と量子化学計算を用いることで、タンパク質を、従来の有機合成配位子と同等の精度で、配位子として利用できることを実証しました。   自然界には、現在の有機合成化学的手法では困難な高度物質変換を行っている多核金属中心を有する酵素があります。本研究成果は、天然の高機能性酵素に倣ったグリーンな物質変換技術につながることが期待できます。また、今回移植先としたサイトカインは生体内の様々な現象に応答することから、本研究により創製されたサイトカインベースの人工酵素は、生命現象適応型ケミカルツールとしての発展が期待されます。   本研究成果は、国際科学雑誌Nature Communicationsにて（日本時間2025年07月31日18時解禁）オンライン掲載されました。また本研究の一部は、東北大学学際科学フロンティア研究所に設置された学際研協働的研究環境（FRIS CoRE）において実施されました。   図：内在性機能と外来性機能を併せ持つ人工酵素 内在性機能と外来性機能を有する人工三核亜鉛酵素(左)および設計構造と実験構造の重ね合わせ(右)。 【論文情報】 タイトル：A Cytokine-based Designer Enzyme with an Abiological Multinuclear Metal Center Exhibits Intrinsic and Extrinsic Catalysis 著者：Akiko Ueno#, Fumiko Takida#, Tomoki Kita, Takuro Ishii, Tomoki Himiyama*, Takuya Mabuchi*, and Yasunori Okamoto* （#共筆頭著者、*責任著者） 掲載誌：Nature Communications DOI：10.1038/s41467-025-61909-5 URL：https://doi.org/10.1038/s41467-025-61909-5 プレスリリース： 東北大学 https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2025/08/press20250801-01-ion.html 東北大学 流体科学研究所 https://www.ifs.tohoku.ac.jp/jpn/news/5970/ 自然科学研究機構 生命創成探究センター https://www.excells.orion.ac.jp/news/12579   学際研協働的研究環境（FRIS CoRE）： https://www.fris.tohoku.ac.jp/fris_core/  

新領域創成研究部の安井浩太郎助教は、国際会議The 12th International Symposium on Adaptive Motion of Animals and Machines (AMAM2025)においてBest Oral Presentation Awardを受賞しました。 発表題目："Decoding the Interplay Between Central and Peripheral Control for Versatile Locomotor Repertoire in Centipedes" 著者：Kotaro Yasui, Emily M. Standen, Takeshi Kano, Hitoshi Aonuma, Akio Ishiguro   受賞日：2025年7月11日   AMAM2025のウェブサイト： https://www.tu-darmstadt.de/lokoassist/home_lokoassist/news_und_events_lokoassist/amam25/amam25.en.jsp

全領域合同研究交流会 特別企画「第10回 FRIS/DIARE Joint Workshop」 FRISとDIAREのメンバーは新しい研究テーマを模索しながら、様々な交流と活発な議論を行っています。このJoint Workshopでは、多くの研究者が一堂に会し、学内で行われている様々な研究を網羅的に知り、交流と学際研究の可能性を広げることを目的としています。   日時：2025年　8月 6日（水）10:00～18:30 場所：片平さくらホール 主催：学際科学フロンティア研究所（FRIS）、学際高等研究教育院（DIARE） 参加者：FRIS教員、DIARE教育院生 実施方法：対面   補足： Joint Workshopのポスターセッションの趣旨は成果発表ではなく、院生同士や院生と若手教員の交流です。研究の成果よりは研究の面白さや研究手法の紹介を重視してください。成果を示すために掲載す る図は1つだけとします。また今回はポスターのサイズはA0ではなく、A4の張り合わせとします。ぜひ (学会発表用のポスターの流用ではなく)Joint Workshop用に作ってください。作ったものは今後の全 領域合同研究交流会で使いまわしてもokとします。英語対応も工夫してください。The aim of the Joint Workshop poster session is not to present research results, but to exchange between graduate students and between graduate students and FRIS staffs. Please emphasize your interest and introduction of research methods rather than the research results in your poster. Only one figure can be shown in your poster to present the research results. The poster size this time is not A0, but multiple A4 papers combined. We encourage you to make an original poster for the Joint Workshop (not to use a poster made for another conference presentation). The poster you make may also be used for future All-Discipline Seminars. タイトルは、研究費応募時に設定するような形式的なものではなく、キャッチーあるいはエッジの効いたもので異分野研究者を惹きつけるものにしてください。The title should be catchy or edgy to attract participants from different research fields, rather than the formal one in your application form of DIARE.   プログラム： 10:00-10:10　開会のあいさつ & 全体アナウンス 10:10-10:50　招待講演①：佐藤 芳樹 氏（埼玉大学理工学研究科 助教；教育院アルムナイ） 11:00-12:30　ポスターセッション① 12:30-14:00　昼休憩 14:00-14:40　招待講演②：山岸 奎佑 氏（テルモ株式会社；教育院アルムナイ） 14:50-16:20　ポスターセッション② 16:30-17:30　ブースセッション（FRIS教員：キャリアパスについての質疑応答） 17:30-18:30　情報交換会（軽食付き）   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

これまで材料開発では、理論計算による予測と実験による検証が分離しており、効率的な材料探索が課題となっていました。   東北大学学際科学フロンティア研究所寄附研究部門「ナノ材料プロセスデータ科学」の 橋本佑介特任准教授と笘居高明教授、同大学材料科学高等研究所（WPI-AIMR）の賈 雪（ジヤ シユエ）助教と李 昊（ハオ リー）教授らの研究グループは、実験と代表的な理論計算の第一原理計算データを統合した大規模データセットにメッセージパッシング型グラフニューラルネットワーク（MPNN）を適用し、材料の熱電特性と構造類似性を一望できる「材料マップ」の構築に成功しました。マップ上では構造的に近い材料が近接して配置されます。似た構造の材料は似た手法で合成・評価されることが多く、既存の合成手法を生かして次のターゲット材料を選定するときの効率化に貢献します。   このマップを活用することで、実験研究者が未知の高性能材料において構造的に類似するものを短時間で抽出し、既存の合成手法を転用して次のターゲット材料を容易に選定することが可能になります。新材料開発期間の大幅な短縮につながることが期待される成果です。   本研究成果は、2025年7月28日（現地時間）に科学誌APL Machine Learningのオンライン版にて公開されました。 図：開発した材料マップ（左）とその拡大図（右） 材料の熱電特性（zT）と材料の構造類似性を同時に反映する材料マップにより、これらが同時に類似する材料の効率的な探索を実現します。 【論文情報】 タイトル：A Materials Map Integrating Experimental and Computational Data via Graph-Based Machine Learning for Enhanced Materials Discovery 著者：Y. Hashimoto*, X. Jia, H. Li, T. Tomai *責任著者：東北大学 学際科学フロンティア研究所 特任准教授 橋本 佑介 掲載誌：APL Machine Learning DOI：10.1063/5.0274812 URL：https://pubs.aip.org/aip/aml/article/3/3/036104/3355901/A-materials-map-integrating-experimental-and   プレスリリース： 東北大学 https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2025/07/press20250731-01-ai.html 東北大学 材料科学高等研究所（WPI-AIMR） https://www.wpi-aimr.tohoku.ac.jp/jp/achievements/press/2025/20250731_002017.html  

学際研では現地にて研究所紹介とFRIS URO学生交流会を行います。 東北大学オープンキャンパスにお越しになる際は、是非、お立ち寄りください。   【開催日時】 ・2025年 7月 30日（水）10:30～14:30 ・2025年 7月 31日（木）10:30～14:30   【URL】 https://www.fris.tohoku.ac.jp/opencampus/2025/ 【内容】 ・学際研の研究所紹介（VRによる研究施設見学など） ・FRIS URO学生交流会（FRIS URO学生・教員による研究ポスター発表、FRIS URO模擬体験） 学生交流会ではFRIS URO学生が学際研教員とともにどんな研究を行なっているのかをご紹介いたします。 興味を引いた研究ポスターの前に足を止めて、自由な議論をお楽しみください。   FRIS URO 模擬体験では以下のプログラムに参加できます。   〜微生物や炭を使って電池を創ろう！〜 微生物燃料電池（MFC）の計測と炭電池の作製・計測・MFCからの充電 ▶どんな研究者の実験？   〜毒や薬はどうして「効く」のか見てみよう！〜 PCによる低分子化合物とタンパク質のドッキングシミュレーション ▶どんな研究者の実験？   〜ロケット燃料を医療用CTで解析しよう〜 燃焼後のロケット燃料の医療用CTデータを用いて解析する ▶どんな研究者の実験？        【問合せ先】 学際科学フロンティア研究所 事務室 Email: somu[at]fris.tohoku.ac.jp（ [at] を@に置き換えてください ）      

アルケンやアルキンといった不飽和化合物の水素化反応は、医薬品開発や材料開発といった有機合成化学において重要な還元反応の一種です。一般には活性炭に担持されたパラジウム触媒（Pd/C）が用いられますが、Pdは貴金属で埋蔵量が限られることから、より少ない金属量で高い還元活性を示す固体担持金属触媒の開発が求められます。   上記の触媒は1つの粒子（<100nm）あたり数百～数千の原子で構成される「Pdナノ粒子」が活性点で、多量の金属で高い還元性を発現する一方、粒子表面で反応するため単位原子数(単位質量)あたりの触媒活性は低下します。これに対し、「分子触媒」はPd金属原子1つが有機物を還元するため、単位原子数（単位質量）あたりの還元頻度は向上するものの、還元力の低下が課題となります。この「Pdナノ粒子」より小さく、「分子触媒」より大きな中間的存在として、金属原子が数個～数十個集まってできた1nmほどの大きさの「クラスター」と呼ばれる分子が、「Pdナノ粒子」のような高い還元力を保持しつつ、「分子触媒」のような金属1つあたりの機能を維持する新たな触媒の一つとして近年注目を集めています。   東京大学生産技術研究所の砂田祐輔教授は、東京都立大学理学研究科の山添誠司教授、東北大学学際科学フロンティア研究所の田原淳士助教との共同研究により、「ケイ素原子で架橋されたパラジウム四核クラスター（Pd4Si3）」を活性炭に担持させることに成功し、それらがアルケンの水素化反応における高活性触媒として機能することを見出しました。本触媒は様々なアルケンを常温常圧の水素雰囲気下で還元することが可能であり、最高でPd原子一つあたり455,556回還元反応を触媒することが明らかとなりました。更に、一般的なPd/C 触媒ではアルケンだけでなくニトロ基といった他の官能基まで還元してしまうといった制御性の困難さが課題でしたが、本触媒では分子内にニトロ基とアルケンをもつ分子について、ニトロ基を分解することなくアルケンのみを還元することに成功し、本触媒が高活性のみならず高い化学選択性を有することが実験的に証明されました。   XAFS分析から本触媒は活性炭表面上でも元のクラスター骨格を保持していることが明らかとなりました。また、DFT計算による解析から、水素分子のH-H結合は、Pd4Si3クラスター骨格のPd–Si結合上で均等に開裂する様子が確認され、これが極性のニトロ基よりも、非極性のアルケンの還元に優先的に機能する原因であると示唆されました。   本成果はACS Catalysis（米国化学会誌触媒専門誌）にて2025年7月10日にオンライン公開されました。     【論文情報】 タイトル：Activated-Carbon-Supported Clusters Consisting of Four Planarly Arranged Palladium Atoms as Highly Active and Alkene-Selective Hydrogenation Catalysts 著者：Chikako Yanagisawa,# Rinako Miyauchi,# Risa Nishiura, Yoshimasa Wada, Seiji Yamazoe, Atsushi Tahara,* Yusuke Sunada* (#equally contributed) *責任著者：東京大学生産技術研究所 教授 砂田祐輔 (実験科学全般)、東北大学学際科学フロンティア研究所 助教 田原淳士 (計算科学全般)、 掲載誌：ACS Catalysis DOI：10.1021/acscatal.5c00339 URL：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.5c00339  

電気や熱を機械的エネルギーに変換するアクチュエータには、用途に応じてさまざまな機構や材料があります。特に、宇宙機器や水素利用などの分野では、－100℃以下の低温でも正確に動作し、高出力を発揮できるアクチュエータ用材料が求められています。しかし、これまで実用的な材料はありませんでした。   このたび、東北大学大学院工学研究科の大森俊洋教授らは、銅、アルミニウム、マンガンを主成分とする合金が－200℃でも形状記憶効果を示すことを発見し、さらに、この合金をアクチュエータとして組み込んだ機械式ヒートスイッチが－170℃で動作することを確認しました。低温下での高性能アクチュエータの実用化が期待されます。   本研究は、東北大学大学院工学研究科の佐藤駿介大学院生（当時）、大森俊洋教授、貝沼亮介教授、許皛准教授、同大学学際科学フロンティア研究所の許勝助教、岩手大学理工学部の戸部裕史准教授、宇宙航空研究開発機構（JAXA）宇宙科学研究所の澤田健一郎主任研究開発員と佐藤英一教授、国立天文台先端技術センターの東谷千比呂研究技師、東京都市大学総合研究所の中川貴雄特任教授、京都大学大学院工学研究科の荒木慶一教授の共同研究により実施されました。   本研究成果は、2025年7月16日18時（日本時間）に科学誌Communications Engineeringに掲載されました。 図：ニッケル（Ni）を加えたCu-16.9Al-13.4Mn-3.1Ni（原子%）合金板に引張り応力を与えた状態で冷却・加熱した際の歪み（ひずみ）の変化。冷却により伸長し、加熱により収縮する形状記憶効果が得られている。本実験で形状記憶効果が得られた最も低い温度は－200℃だった。このような低温域で形状記憶効果が得られたのは世界初。 【論文情報】 タイトル：Shape memory alloys for cryogenic actuators 著者：Shunsuke Sato, Hirobumi Tobe, Kenichiro Sawada, Chihiro Tokoku, Takao Nakagawa, Eiichi Sato, Yoshikazu Araki, Sheng Xu, Xiao Xu, Toshihiro Omori*, Ryosuke Kainuma *責任著者：東北大学大学院工学研究科 教授 大森 俊洋 掲載誌：Communications Engineering DOI：10.1038/s44172-025-00464-9 URL：https://doi.org/10.1038/s44172-025-00464-9 プレスリリース： 東北大学 https://www.tohoku.ac.jp/japanese/2025/07/press20250717-01-memory.html 東北大学 大学院工学研究科 https://www.eng.tohoku.ac.jp/news/detail-,-id,3282.html 岩手大学 https://www.iwate-u.ac.jp/cat-research/2025/07/006892.html 東京都市大学 https://www.tcu.ac.jp/news/all/20250717-65337/  

オンサイト開催（一部オンライン）   日時 / 2025年7月15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。 口頭発表者は以下の通りです。   １．及川 凱亜「テキストの多様性が偶発的語彙学習にもたらす影響」 How does contextual diversity affect incidental vocabulary learning?   ２．Li Qingling「口腔から脳へ: 歯周病がアルツハイマー病を悪化させるメカニズムの解明」 From the Mouth to the Mind: Exploring the Impact of Periodontal Disease on Alzheimer's Disease   ３．前島 颯樹 「流体シミュレーションを作る・使う・改良する」 Building, using, and improving fluid simulators   なお、プログラムの時間配分は変更する場合がありますので、予めご了承下さい。     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

新領域創成研究部の翁岳暄准教授（九州大学高等研究院（クロスアポイントメント））は、共著による書籍「Research Handbook on the Law of Artificial Intelligence: Current and Future Directions - 2nd Edition」をイギリスのEdward Elgar Publishingより出版いたしました。   人工知能（AI）の分野は、過去20年間で飛躍的な進歩を遂げましたが、今もよりスマート化しつづけ、そしてより自律的になっています。この進歩は、AIアルゴリズムが「言論」として数えられるべきかどうか、AIが独占禁止法や刑法の下で規制されるべきかどうか、そしてAIが代理店法の下で代理人として見なされるのかなど、現在の法的原則に多くの課題を投げかけることになります。この本では、よりスマートになるAIの時代における法律の役割に関する米国ほか国際的な法律学者による見解など、分野の発展に重要な課題が述べられています。   書名：Edward Elgar Publishing 発行日：2025年6月 体裁：ハードカバー ISBN： 978 1 03531 648 9 https://www.e-elgar.com/shop/gbp/research-handbook-on-the-law-of-artificial-intelligence-9781035316489.html  

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67回 FRIS Hub Meeting（TI-FRIS Hub Meetingとの合同開催） 日時：2025年7月25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：2025年7月24日（木）15：00   発表者： WELLING Thomas Arnoldus Josephus 助教 （東北大学 学際科学フロンティア研究所/物質材料・エネルギー）   発表タイトル：ナノ粒子で創る： 自己組織化による材料設計 / Building with nanoparticles: material design through self-organizatio   発表内容の概要： Nanoparticles exhibit superior properties compared to their bulk counterparts such as strong interactions with light and increased surface area. Building new structures with these nanoparticles unlocks additional properties and allows us to bridge the gap from the nanoscale to the application scale. In this talk, I will introduce the fields of colloidal science and nanoparticle self-assembly by discussing their fundamental concepts, history and current trends. I will also touch on the many connections with different fields and how colloidal science can be harnessed for interdisciplinary research. Finally, I will introduce my research in which I build controlled structures of nanoparticles for light manipulation, adsorption, and catalysis.     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 ・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