東京大学産学連携プロポーザル

熱帯泥炭土壌は、膨大な炭素ストックであり、その半分は東南アジアに分布する。東南アジアでは近年、この泥炭土壌がオイルパーム等のプランテーション開発により排水され好気的な条件になり、ストックされていた泥炭が微生物の活動により分解され、大きな二酸化炭素放出源に転換している。熱帯泥炭土壌の保全が可能な生物生産システムの開発が求められている。この研究グループは、1.泥炭保全による温暖化ガス排出削減量を算出するモデルの評価と改善、2.変動のある水位条件の泥炭土壌での造林技術の開発、3.土地利用オプションごとの生態系の炭素収支と排出削減量の推定、4.生産される木質バイオマスの有効利用技術の開発に取り組んでいる。

陸域においてもっとも多彩で豊かな熱帯林生態系については、まだ未知の部分も多い。特に、劣化、消失した熱帯林の再生・修復に関しては、試行錯誤の事例の積み上げの段階を出ていない。熱帯林のこれ以上の減少をくい止めるため、その再生・修復が緊急かつ重要な研究課題である。この研究室では、環境修復を目的とした「環境造林」についての研究を行っている。

生後発達の過程で神経回路が感覚入力などにより修飾されることで脳はその機能を発揮することが出来るようになる。特に神経回路の形成過程で重要なのは神経細胞同士が結合し、情報をやりとりする部位であるシナプスがいつどこで形成され、どのように維持されているのか、という点である。シナプス研究の分野ではさまざまな光学的測定技術を基盤とした方法論の開発が急速であり、シナプス形成やリモデリングに伴う分子の局在変化やシナプス構造の変化の解析に応用されつつある。 本研究室ではシナプスにおける分子構築の変化や機能変化を読み出すために、生きた動物個体において蛍光蛋白質を神経細胞に発現させ、シナプスの動的な変化を二光子顕微鏡技術により個体レベルで追跡している。

この研究室では、ヒト生体における腱の代謝的因子（血液循環やコラーゲン代謝など）の測定法の確立、およびスポーツ現場や医療現場等への応用を目指した研究を展開している。これまでヒト腱の血液循環やコラーゲン代謝は、水素クリアランス法やMicrodialysis法などで測定されてきたが（e.g., Langberg et al. 1999 J Physiol）、それらは侵襲的であったり、被ばくを伴うなどの問題点があり、スポーツ科学や健康科学の分野で応用するには困難であった。最近、赤色分光法を用いることで、ヒト生体の腱の血液循環が非侵襲的にとらえられるようになった（e.g., Kubo et al. 2008 Acta Physiol）。さらに、骨粗鬆症などの骨のコラーゲン代謝マーカとして用いられてきた幾つかの血中マーカの動態を総合的に検討することで、ヒト生体の腱のコラーゲン代謝を推定することにも成功した（Kubo et al. 2012 Res Quart; Kubo et al. 2012 Eur J Appl Physiol）。

ミツバチは社会性昆虫であり、女王蜂と働き蜂というカースト分化や働き蜂の齢差分業といった高度な個体間分業が存在する。また働き蜂は8字ダンスにより記憶した花の位置を仲間に教えるという高度なコミュニケーション機能を有している。この研究室では、こうしたミツバチの行動の分子的基盤を解明する目的で、ミツバチ脳の「分子的解剖」を進め、脳の高次中枢で発現する遺伝子や、行動に伴って脳で発現が変動する遺伝子の網羅的検索と同定、機能解析を進めてきた。また、このような遺伝子やその機能が動物種を越えて保全されているかについての研究も進めている。

この研究室では、哲学の観点から、心に関連する諸問題を中心に、常識的な世界観と科学的な世界観の関係、社会と科学技術の関係について研究している。 その一環として、科学リテラシー向上にむけた社会連携活動も展開し、近著『100年の世界：SF映画から考えるテクノロジーと社会の未来』（化学同人、2018年）では、テクノロジーの進展がもたらす変化とそこで生じる諸問題についてわかりやすく論じている。本書の趣旨を以下に要約する。 テクノロジーの発展によって、我々の生活は日々変化している。100年前にはフィクションでしかなかったものが、いまでは日常の一部となっている。これから100年の間にテクノロジーはどのように進歩し、それによって我々の社会にはどのような変化が生じるだろうか。 テクノロジーの未来を予測することは困難だが、そこにはつぎのような意義がある。第１に、新しいテクノロジーは、我々の社会にこれまでない大きな変化をもたらすかも知れない。第２に、社会に生じる変化のなかには、実際に変化が生じてから対応するのでは手遅れなものがある。第３に、未来のテクノロジーについて考えることを通じて、現在のテクノロジーや現在の社会のあり方について、様々なことが明らかになる。 たとえばインターネットやスマートフォンなどの情報テクノロジーを例に考えてみよう。一方で、これらのテクノロジーは、手紙や電話といったこれまでの通信テクノロジーの延長にすぎないようにも見える。しかし他方で、新しい情報テクノロジーには、大規模なデータ分析を可能にすること、権力による監視を可能にすること、人間同士のコミュニケーションのあり方を変質させることなど、これまでの通信テクノロジーとは大きく異なる側面もある。これらの点を考慮すれば、新たな情報テクノロジーがわれわれの生活を単純によりよいものにしてくれるかどうかは、けっして明らかなことではない。人工知能やロボット、生命に関するテクノロジー、人間の能力を高めるテクノロジーなど、新たなテクノロジーの多くに関しても、事情は同じだろう。 テクノロジーの進歩は幸福をもたらすかという問いは、これからの社会のあり方を考えるうえできわめて重要な問いである。幸福とは何か、われわれにとって大切なものは何かという、より根本的で哲学的な問いに取り組むことは、この問いに答えるための重要な手がかりとなるだろう。

アンモニアは現代生活においても医薬品、工業製品、化成肥料などを合成する上での一次原料として重要な化合物である。また、最近は、水素キャリアー及びエネルギーキャリアーとしても注目されている。しかしながら、現在、アンモニアの工業生産は約100年前に開発されたハーバー・ボッシュ法によって合成しており、高温・高圧という環境負荷型の反応条件が必須である。 当研究室では低炭素社会の実現に向け、省エネルギー型の新しい窒素固定法の開発に成功している。

当研究室では、遷移金属塩、有機ヘテロ元素化合物及び有機金属化合物が関与した新しい触媒的有機単位反応及び不斉合成反応等の精密有機合成の開発を行っている。 特に、これまで用いられていた単一の金属を用いた反応場では達成できなかった新しい反応場を利用することで、従来には無かった新しい触媒反応の開発に成功してきた。 最近では、遷移金属触媒と有機触媒とを協奏的に利用した概念的にも新しい触媒反応や可視光を利用する光誘起電子移動系を用いた触媒反応を開発することにも成功している。

温和な反応条件下での窒素固定法の開発は、化学者が達成すべき最も重要な研究課題の一つである。当研究室では次世代型窒素固定法の開発に関連して、安価な鉄系触媒を用いた常温常圧の窒素ガスからの触媒的シリルアミン合成の開発に成功した。生成物のシリルアミンは加水分解することにより容易にアンモニアへと変換できるアンモニア等価体である。モリブデン錯体に加えて、安価で入手容易な鉄錯体が適用可能なことも明らかにしている。

この研究室で同定した細胞接着分子CADM1は多くのがんでがん抑制遺伝子として作用する。しかし、成人Ｔ細胞白血病（ATL）では CADM1の異所性高発現が認められ、本遺伝子産物が白血病の悪性化、臓器浸潤を促進する可能性が示唆されている。この研究室ではさらに、CADM1が罹患頻度の比較的高いある種の高転移性腫瘍においても高発現し、その浸潤、転移、悪性化に関わることを見出した。そこで、CADM1 を分子標的とするがんの浸潤、転移抑制医薬品の開発への応用が期待される。この研究室では、固相化CADM1タンパク質と培養細胞との相互作用に基づいてCADM1機能を検出する系を確立し、この系に低分子化合物を添加することにより、CADM1機能を阻害する化合物を検索可能なシステムを開発している。 なお、CADM1遺伝子欠損マウスは精子形成障害による雄性不妊を認めるが、正常に出生、発育し、腫瘍臓器の機能不全などは認めない。