Science Academy of TsukubaNo.

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February 2024

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つくばの明日はSATがつくる▷対談 どうする「日本」どうする「つくば」▷SAT フォーラム 2023 「新半導体の魅力」

2014 年ノーベル物理学賞を受賞した天野浩名古屋大学教授を迎えて▷つくば賞その後 -18： ｢糖鎖研究の基盤ツールの開発から実用化に至るまでの一連の戦略的研究」▷つくば研究情報： －若手研究者、外国人研究者の活躍－「高阻害物耐性を目指したバイオガス活用型リアクターの開発」▷賛助会員最前線「新規機能性発色団の新たな応用」

《対談》 どうする「日本」どうする「つくば」

永田

恭介

対談

筑波大学長

物質・材料研究機構理事長

宝野和博

司会（編集委員長）

餌取章男

どうする 「日本」

どうする 「つくば」日時：2023年9月11日 午後4時30分から5時30分
場所：つくば国際会議場 館長室
日本の将来は現在かなり厳しい状況にあるといえるでしょう。こうした実情を突破し、輝かしい未来を実現して行くために、“つくば ” の果たすべき役割は極めて大きいと考えられます。
こうした役割を全うするために、つくばは何をなすべきか、どのように変わって行けばいいのかについて、長い間つくばにおける研究・教育の中核を担って来られた永田筑波大学長、宝野物質・
材料研究機構理事長のお二人に率直に話し合っていただきました。
2

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

《対談》 どうする「日本」どうする「つくば」

女性の能力を活かそう
餌取

言いませんか ?
永田

そうですよ。ただ、そうした女子を育て切れていないという問題もあるんです。キャリアをうま

いま日本が抱えている問題はいろいろある

く作ってあげられないというのと、実験系のハードなと思いますが、教育や研究といった面からは何が考え仕事のところは、女性のライフイベントの中でどう処られますか ?

していくかは結構厳しいからです。

永田

宝野

教育ではいま一番問題なのは初中教育なん

NIMS でも、アウトリーチに力を入れるなどですね。なぜかというと、ジェンダー・バランスが悪して物質・材料分野に進んでくださる女性研究者を増いということが決定的なんです。理工系、特に工学系

やそうと努力はしていますが、なかなか実効はあがらの場合 250 人ぐらいのうち 2 人ぐらいしか女性の教授ない。固い材料はどうも敬遠されがちで……。

がいないんです。人間の半分は女性なのにその半分の永田

才能を活かしきれていないので、根本的に大損していなんです。研究者のレベルの方はたくさんいらっしゃるんです。そのもとになっているのが、小学校、中学るのですが、ライフイベントを支援するとかしない限校と PTA なんです。理工系というのは女性にとってりは続かない。それで、大学に保育所も託児所も作っもこんなに面白いんだ、というふうにはできていなくて四六時中子供がそばに居られる環境を作り、妊娠して、工学に興味をもってそちらに進む女の子が少ない。

たときにはエキストラにポスドクなどをつけ、一年間

医学部なんかは 4 割近く女性ですが、優秀な子がど休んでいる間もテレワークだけで済むようにしていてんどん入っている。ところが工学部には来てくれない。
これが日本が伸びない理由の一つだと思う。諸外国はこんなこと絶対ありません。
小中学校に工学部を卒業した先生が少ないんです。
それに中学校の理科・数学の先生に女性が少ない。これが改善されれば、ずいぶん変わると思いますよ。
餌取

でも小学校の先生って女性が多いんじゃな

バイオや医学は 100 人中 35 人ぐらいが女性もなかなか増えない。
要するに、社会全般を女性が活きるように変えない
限りは変わりません。

ドクターを増やして優遇しよう
宝野

日本の科学技術の競争力がここまで落ちた

いですか ?

原因については、もっと大きな理由もあるように思い

永田

ますね。

文系はもちろんそうです。だけど数学の女

性の先生って非常に少ないです。理工系が少ないって永田

もちろんそうです。教育というポイントで…。

ことですよ。それは研究所などにもおよんでいて、

宝野

日本は圧倒的に博士課程の学生が少なく、NIMS（物質・材料研究機構）などにもしわ寄せが行っ

また減少傾向であることが理由だと思います。

ているのではないですか ?

永田

宝野

減っているのは日本だけです。

外部から受ける評価のとき必ず言われるのそうです。G20 の国の中で博士課程の学生ががジェンダー・バランスですね。そのために女性比率を上げようと努力はしているのですが、いかんせん母
集団に女性が少ないものですから。せっかく採用して育てても、そのうち大学にもっていかれてしまうこともあります。
餌取

いま、NIMS でどのくらいの割合ですか ?

宝野

定年制研究職における女性の比率は約 10%です。ポスドクで 16.5％、NIMS ジュニア研究員として雇用している大学院生では 25％と比率が高くなります。
餌取

一般的には大学院生の女性割合は 30% ってScience Academy of Tsukuba, No.42, February 20243

《対談》 どうする「日本」どうする「つくば」その数が減るのは日本の科学競争力が落ちる大きな原
因になる。
餌取

博士課程の学生を増やす方策はいかがですか？

永田

いま、本学でも8割近くの学生に給与が出せるようになっているので、まずは経済的なサポートをすることです。
宝野

NIMS では連携大学院の学生には NIMS ジュ

ニア研究員として給与を支払っています。それに、工学系だとドクターを取った学生が就職に困ることはまずないと思いますよ。問題は理学系で、ドクターを取った学生が、就職先を大学にこだわるところがある。
永田

大学院の教育の仕方にも問題がある。アカデミア以外は行く道がないみたいな教育してたらダメなんです。江崎先生だって IBM のときにノーベル賞に値するような研究をされていたし、カタリン・カリ
コさんだって mRNA（メッセンジャー RNA）の研究をされました。企業でです。
宝野

私も博士課程を終えたときに、いろんなところに応募しています。どこにでも行く準備はできていたんですが、たまたま研究者を選んでしまったということで……。いま博士課程に進む方々がいろんな選択肢を持てば、就職に苦労することはないというのが、私の持論です。博士課程により多くの人が進んでくだ
さると、日本の研究力が上がってくるんじゃないかと
宝野理事長

思っています。
餌取

社会システムとしてドクターの存在価値を広げていくことが大事だということですか ?
永田

そう思います。給与一つとっても、博士課程に行く価値がほとんどない。多くのシステムを変え宝野

その大きな理由は、博士課程の学生に対しないといけない。給与の問題を解決して、あとは大学て給与を支給していなかったからです。諸外国であれの先生方がもう少し広い目で指導できるようになれば、博士課程で給与がもらえますから、就職して産業ば、優秀な子は多いので日本はきっとよくなります。

界に行くか、博士課程に進んで研究するかなどの選択ができます。しかし、日本では博士課程へ進むと生活支援が無いから、修士課程を修了して就職してしまい、
研究職であっても企業ではドクターを持っていない方

餌取が多い。外国では企業であっても研究者と呼ばれる方はつくばはこれまで研究学園都市として大きな成果をあほとんど全てドクターを持っている。そういうことがこ

げてきたんですが、今後果たす役割りについてはいかれまで長く続いてドクターの数が日本では減っている。

がでしょうか？

大学というところは教授や准教授が研究していると

4

集合知を活かす仕組みを作ろう

永田

さて、そういった日本の現状をふまえて、

私の認識は、この 50 年は理想とする姿には思われているかもしれませんが、実際には大学院の博まだ到達できていない 50 年だったと思うのです。世

士課程や修士課程の学生が第一線で研究しています。

界水準の研究所ができて、それだけが狙いだったかと

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

《対談》 どうする「日本」どうする「つくば」いうと違うかなと思います。
新しい場所に来て、それぞれのスタイルを変えて、一生懸命努力された。産総研もとても変わりました。
NIMS にしろ、理研や KEK（高エネルギー加速器研究機構）にしろそうです。ところがそれは時間をかければ日本中に散らばっていてもできることなんです。
これからは集合知というか、いろんな人たちが寄ってたかって様々な問題を解かなければいけない。そこには未だ行き着いていないので、これから 10 年 20 年はそこに至るような努力をしないといけない。同じ場所にいるという、それを本気で発揮しないと一緒になった意味がない。
宝野

そうですね。つくばにはたくさん研究所がありますけど、その相乗効果は少ない。NIMS は筑波大学と連携大学院をやらせていただいて、NIMS の研究力への貢献は非常に大きいのですが、産総研などとの相乗効果はあまりない。
餌取

そのための仕組みは何か考えられませんか ?

宝野

NIMS の定年制の研究職は約 380 名、比較的小さな組織ですよ。何かイノベーションを起こすためにはスタートアップが大事なのですが、NIMS だけでそれを行い、育てていくのは十分でない。例えばつくば全体としてスタートアップを支援するような仕組み
が一つあれば、そのエコシステムに乗っていけるので永田学長はないでしょうか。
永田

たしかに、アントレプレナーのセンターみたいなのが必要。そこに行けば、自分はこんなことができるんですよと言っていくだけで、あとはやってくれる。もちろん個人の努力は必要なんですが、次はこ
ういうことをやった方がいい、お金はこことここに相です。

談しに行きますから、あなたも一緒に来て下さい、と

永田か。そういうヘッドクォーターがあればいいわけです

FORUM という名で東京ドーム約1個分の大きな建物をよね。それを専門にする人たちを育てて重用すること作ることにしています。そこでは基礎研究ではなくて、がきわめて大切。こうしたシステムがあれば、大きな応用から開発研究を行う場所にして、必ず企業と一緒

プロジェクトをうまく運べるでしょう。

に入っていただく場にしたいと考えています。

ドイツとかアメリカの拠点は、そこを上手くやって宝野

筑波大学では IMAGINE THE FUTURE.

われわれも大いに利用させていただこうといて、何十億という大きなお金を集めることができる。

思っています。つくば市でもスタートアップ支援の整

グルノーブルなんかとてもよくできてますよね。立派

備を考えていただいているようで、期待しています。

なコーディネーターが居る。

永田宝野

ワードになっています。つくば市は大いに努力すべき

あと一つ、スタートアップを支援するときに、スペースが必要なんですね。NIMS は実験スペー

スーパーシティ、スマートシティはいいキーだし、実際にしてると思います。

スがかなり逼迫していまして、確保するのが大変なん
Science Academy of Tsukuba, No.42, February 20245

《対談》 どうする「日本」どうする「つくば」つくばに住もう餌取永田

若い子たちにつくばはどうと聞いたら、異口同音に「最高っすよ」って言う。わからないことあっところで、つくば市といえば、つくばで働いてたら、どこかの研究所が教えてくれるから。ただ、帰いる人が案外つくばに住んでいないんじゃないですか ?

りに一杯飲もうと思っても、どこにも飲む場所ないと

宝野

つくばエクスプレスができてから都心から言います。カルチェ・ラタンではありませんが、若い通う人が増えたと思いますが、ワークライフバランス

人たちは無駄話の中で、研究の話などもしながら生きと長時間通勤は矛盾しますから、できれば近隣に住んていくんですよ。駅前の周辺がマンションばかりではでいただきたい。NIMS の職員は 7 割がつくばに住ん

やはり問題で、そういう施策はやめてもらいたい。

でおり、意外と多いんです。

大学の場合、勉強したいときに1人ではなく、いつも

本当に優秀な人材を集めるべき研究所としては、東ディスカッション・ベースでできるのが楽しいという人

京・大阪・京都といった大都市と比べてみると、つくも居る。オックスフォードもケンブリッジもプリンスト

ばはやはりちょっと魅力に欠けるのかなって気がする

ンも、ハーバードだって基本ベースは寄宿生活の中で鍛んです。そういう意味ではブランド化も必要で、特にえられていく。つくば市全体がそうなっていて欲しい。

市の中心部で 25 年前に私が来た頃は意外と栄えてい何か一つのコンプレックスがあって、そこで互いに切て楽しかったんですけど、いま寂しくなってしまって磋琢磨できるような環境が欲しい。

いる。でも、つくば市の人口増加率は日本一と聞いて宝野いますが、駅前の寂しさからはイメージが一致しませ

ハウスがありますね。あれ一時つぶされかかったんでんね。

すが、外国人が単に住むだけじゃなくて、そこに住ん永田

宿舎といえば、外国人研究者宿舎の二の宮

大学の場合、教員 1,800 人、職員を入れるとでいる人たちがいろんな文化的交流ができるような環

5,000 人ぐらい。1 人ずつ家族を持っていても 1 万人で、境があるんですね。しかし、予算が削減され、従来の学生が 17,000 人居て、全部合わせると 4 万数千人。こようなサービスが提供できないと聞いています。日本の人たちが楽しく暮らせる場所にならなければいけなの競争力が落ちてる理由の一つに、国際化が未だ十分いですね。私はその村長さんみたいなものです。そのじゃないことがありますね。つくばもまだまだ国際化ために実現しなければいけないのは、科学が実装されを進めていく必要がある。つくばの研究機関には元々るマチだというワクワク感で、早くエアカーを飛ばしユニークな施設がありましたから、外国からいっぱいてくれなんて思うんです。それにやっぱり、日々の生人が来ていた。ところが、今はもう国際的にはそれ以活が楽しいということが重要です。この町のすぐ外は、上の設備ができたものも増えて……。

いわゆる里山になっているのでどこへ行っても楽しく

永田て、子供を育てるにはベストのロケーション。問題はたものがありますね。他所の装置が新しくなって、簡文化的な高揚感を得られる場所が少ないということ。

便に使って何かやる程度にはいいよね、ぐらいになっ文化的には二層あって、高い文化的要求と低い文化的てしまうものがある。

な要素なんですが、どちらも欠けている。高い方は劇場があるとか、アリーナがあって音楽やスポーツの祭典があるとか。低い方は飲み屋があるとかですよ。お6

ある街と思わないですよね。

より国際的にと言っても、限界が来てしまっ

つくばの魅力を取り戻そう

いしいところはたくさんあるのにみんな郊外で、駅前

餌取にあるのはどこにでもあるような平凡な店ばかり。こいうのはいかがでしょう ?

れではいけません。

永田

宝野

無くなってしまうと思います。

中心部にほろ酔い横丁を作って、ズラーっ

日本の科学技術におけるつくばの影響力とどうでしょう。よほど今から頑張らないとと屋台やプレハブ建てて個人商店を優遇して営業させ

宝野る。それから遅い時間までバスを走らせる。やはり公るような気がしますね。

共交通機関で吞みに行けるような街じゃないと、魅力

永田

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

そうですね。私は何となく存在感が落ちてやはりつくばだから唯一できたよねという

《対談》 どうする「日本」どうする「つくば」成果を出さなければいけない。出ると思うんですよ。

を出しますよ。そういう子の中から 1 人か 2 人ずつでそのためには、大きな枠組みでみんなで本気になっても入れて行けば、10 回もやれば相当数は集まります。

話し合って、ここまでやりたいからできたら参加してその後は、彼らに実際の企画や運営をやらせましょう。

欲しいぐらいの腹づもりでやるしかない。大学だって、根本的に大学自体の存在意義が無くなるといけないので、全部が活きてくれないといけない。活かすためには機能を上げることですが、それには自分の大学だけうまくいけばいいなんて考え方ではどうしようもない。まさに正念場ですよ。

SAT を若返らせよう
餌取

そうした取り組みに役立たせるために SATのなすべき役割についてはいかがでしょうか ?
宝野

それは私もよく聞かれるんですけど、なかなか即答できない。つくばにいることによってお互い

宝野

相乗効果が現れないと意味がない。それでつくばサイ

デアだと思います。ところで 4 万数千人の村長さん、

エンス・アカデミーは、いろんな研究機関に所属して永田学長にはぜひ、つくばに住んでいただきたい。

いる研究者を束ねる。あるいは、研究学園都市として

永田

今後もつくばがどう進んでいったらいいかについて研し、この職の 2 年目あたりに、体を壊しそうになって究者コミュニティとして発信して、つくば市にも考えしまいました。毎日毎日東京とここを往復しなくてはていただくように持っていく。

いけなくて、つくば住まいでは死んでしまうと思って

永田

両方の真ん中に住んだんですよ。

基本的に研究者の要望をまとめて発信でき

若い人を運営に参加させるのはグッドアイ

私はずっとつくばに住んでいました。しかる場所になっていただくのが一番いいんですね。研究宝野

室を持ってこいとは言いません。それから、何か作っれるようになればいいですね。

てくれとも言いませんが、つくばはこうなったらいい永田

それは絶対そうなればいいですね。

よねと……。SAT は明らかに個人研究者の集団なので、

宝野

私はずっとつくばに住んでいます。25 年ぐ

その研究者たちが素直に科学がやれる。そういう場所

らいつくばの変化を見てきましたから、いまほんとにとしてつくばがどうなったらいいか、というのをうまく中心部が寂しくなって……。

永田学長が筑波大学の帰りに一杯呑んで帰集約していただいて発信するのが重要だと思うんです。
それともう一つ。全体がだんだんお年を召した集団になっているんで、若い人にもっと場を開いて、面倒
くさいかもしれませんけど、言いたい放題言わせるよ
うにしていけばどうでしょう。若い人たちを中心に入れて、そういう連中にいろいろやらせたらいいと思いますよ。
宝野

若い人に入ってくれって言っても、入ることのメリットがわからない。
永田

若い人向けには、すぐにイベントを開いてください。そうすれば我々も送り込みますから。たとえば、こういう人を招いてこんな面白いことをやるからと言ってくれれば、筑波大学から 20 ～ 30 人若い子

餌取編集委員長（司会）Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

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SAT フォーラム 2023

SAT フォーラム 2023
― 新半導体の魅力 ―2023 年 7 月 6 日（木）に、つくば国際会議場で開催
2014 年ノーベル物理学賞を受賞した天野浩名古屋大学教授を迎えて2023 年 7 月 6 日（木）、つくば国際会議場 Leo Esaki
メインホールに於いて、2014 年にノーベル物理学賞
を 受 賞 さ れ た 天 野 浩 名 古 屋 大 学 教 授 を お 迎 え し、「SAT フォーラム 2023」を開催しました。中高生約
180 名を含む約 420 名のご参加をいただきました。
天野先生からは、「新半導体の魅力」と題し、半導体や青色 LED の発明にかかるお話はもちろんのこと、
恩師の赤﨑先生や江崎玲於奈 SAT 会長のお話、学生時代や若いころのエピソードなどを交えて、分かりやすくご講演いただきました。

江崎玲於奈会長のあいさつ（ビデオ）
つくばサイエンス・アカデミー会長の江崎でございます。本日は、たくさんの方々にご来場いただきまして、有難うございます。
本日の SAT フォーラムは、名古屋大学教授の天野浩（あまのひろし）先生をお迎えし、ご講演を頂きます。天野先生は、赤﨑勇（あかさきいさむ）先生、中村修二（なかむらしゅうじ）先生と共に「高輝度、省エネルギーの白色光源を可能とした高効率青色発光ダイオード」を発明したことにより、2014 年ノーベル物理学賞を受賞されました。
天 野 先 生 に お か れ ま し て は、 お 忙 し い 中、SAT
フォーラムにお越し頂きご講演賜りますことに、厚くお礼申し上げます。
サイエンスの分野で日本人のノーベル賞受賞者は
25 人おります。一番多いのが物理学で 12 人、天野先生はその物理学で受賞されております（化学で 8 人、生理学・医学で 5 人）。しかしそのうちの 7 人まではク
オークやニュートリノ、中間子など高エネルギー物理
学で、われわれの生活にはあまり関係ありません。しかし天野先生の研究成果は大いに役立つということを強調したいと思います。
ここで天野先生の経歴について簡単にご紹介させて頂きます。天野先生は 1960 年、静岡県でお生まれになりました。名古屋大学大学院工学研究科博士後期課
程満了後、名城大学講師、助教授を経て 2002 年に名城大学理工学部教授になられましたが、2010 年に名古屋大学教授にお戻りになり、2015 年に名古屋大学
未来材料・システム研究所未来エレクトロニクス集積
研究センター長に就任され、現在に至っております。
天野先生は、これまで青色 LED のほか、もっと波長の短い紫外線の LED を研究開発して、水や空気の殺菌用としてコロナ渦の時は、大変重宝されました。
また、世界で最も波長の短い深紫外線を発する半導体レーザーの研究開発にも成功されています。
本日は、「新半導体の魅力」と題しまして、現在進められております高効率パワー半導体など新たな省エ
ネルギーデバイスの創成に向けた研究などについてご講演を頂きます。限られた時間ではございますが、どうぞ宜しくお願いいたします。

天野浩先生の講演
皆様こんにちは。名古屋大学の天野です。
今日は「新しい半導体の魅力」ということで、お話をさせていただきます。高校生の皆さんも多いので、研究者はどんなことを生き甲斐にしてやっているのか、どんな性格の人が研究者に向いているのか、といっ
たこともお話ししたいと思います。

図2

天野先生

半導体とは ―P 型とN 型で電気をスイッチ
図1
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会場の様子

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昨今、マスコミで注目を集めている半導体、これの材料はシリコンです。その機能の基本になるのは、ダSAT フォーラム 2023

イオードです。P 型の方に高い電圧、N 型の方に低い電圧を加えると、電流が流れる。それを逆にすると流れない、というものです。これを応用してスイッチができます。
半導体の内部をどんどん細かくして集積度を上げると、スマホがもっと便利になるとか、面白いゲームができるとかの良い面とともに、ミサイルに入れると精度が上がるとか、そんなことにも使われてしまうのがこの半導体であります。

光る半導体 ―難しい青に挑戦したい

一人荒れ野を行くというふうに表現されています。
私は赤﨑先生の研究室で、窒化ガリウムを用いた青色 LED の研究が行われていることを知り、これをぜ
ひやりたいと思いました。当時使われていたディスプ
レイはブラウン管を使っていて、冬は暖房代わりになるほど電力が必要というものでした。もし自分が青色
LED を実現したら、今のテレビとか、PC のディスプ
レイのように、平面型の薄いディスプレイができるに違いないと思って、私はこの研究にのめり込むことになりました。

―そして薄型ディスプレイを実現したい―

窒化ガリウムの結晶成長 ―失敗の連続 1500 回

半導体のもう一つの機能、光ることを生涯追求されたのが私の恩師の故赤﨑勇先生です。光るダイオード、LED は、白熱電球と違って熱しなくても光が出てきます。その発光色は材料によって決まっています。赤﨑先 生 は 松 下 電 器（ 今 の パ ナ ソ ニ ッ ク ） 在職 中 にLED と初めて出会われました。ここでは、赤にも緑にも光るガリウムリンという結晶を用いて、事業としては、大成功を収められました。ですが、この時に使用した技術は、すべて欧米の特許だったんですね。三
原色のうち、残る青色はどうしても独自の技術で、日本の技術で商業化したいというお気持ちがありました。
1973 年に青色 LED の研究を始められました。周期
律表で上の方にある材料を使うと波長が短くなるので、リンの代わりに窒素を含む窒化ガリウムの研究を開始されました。P 型を使わない MIS 型で LED がちゃんとでき、世界初のサンプル出荷までたどり着きました。大変すばらしい業績なんですが、この MIS 型はアメリカ企業の特許でした。赤﨑先生としてはやはり、
独自の LED を作りたいというお気持ちが強かったんですが、当時の会社の上層部は、この材料は難しすぎる、青色 LED も難しすぎると判断され、残念ながら
プロジェクトは終了になってしまいます。
そこで 1981 年に名古屋大学に移られました。その時にはもう、この窒化ガリウムをやってる人がいなくなって、もっと作りやすいセレン化亜鉛、或いは炭化ケイ素という材料を使って青色 LED を作る試みに、皆さん
シフトされました。よく赤﨑先生は、当時の心境を我青色 LED を実現するために最初に必要となる良い結晶を作ることが、当時は難しくて実現されていなかったので、そこから研究をスタートしました。
でも市販の結晶成長装置が無く、学生が自分で作りなさいということで、任されたのが本日来ていただいている 1 年先輩の小出さん（NIMS：物質・材料研究機構）でした。設計をして、部品は研究費で買ったり、協力企業から分けて貰ったりしました。加熱するための発振器は赤﨑研の前の研究室の中古でした。多分20年ぐらい前のものを使わせてもらいました。こういったものを組み合わせて小出さんと一緒に作らせていただいた装置を用い、とにかく結晶づくりに没頭しました。
学部 4 年生と修士 2 年の 3 年間、一生懸命やりました。1500 回以上実験しましたが、綺麗な結晶は一切できません。が、これが楽しくて楽しくてしょうがない。学生実験というのを学部時代にやりますが、助手の先生がプランを作って大体こうなるよと、時間内に終わるように作られています。その通りにやるとその通りの結果が出てくるという、なんの面白味もない実験でした。研究室に入ると全然違います。装置から自分たちで組み立てられるし、実験も自分で考えられる。
こんな楽しい経験は今までありませんでした。こうして研究に没頭できました。
修士 2 年の 8 月に転機が訪れました。成果は出ていなかったんですが、赤﨑先生から、「君はすごく実験
頑張ってるからドクター（博士課程）に残りなさい。」

恩師故赤﨑勇先生との出会い(1982) 直ぐに青色LEDの研究に没頭！

学部4年～修士2年 3年間年中きれいなGaN結晶つくりに没頭

これだ！と思った卒業研究テーマ“GaNを用いた青色LED”―でも自らの創意工夫でやることは楽しい―

ブラウン管は大きすぎる！

ランダム核形成

赤﨑勇教授

当時のディスプレイはブラウン管
PC-8001

Apple II

http://www.mct.ne.jp/users/fjv/pc/pc8001.htm

自分が青色LEDを実現したら、平面型ディスプレイができて、世界を変えられるに違いない！

でも楽しい！
選択成長＊自分で考えて、自分で実験出来る！
現代は、全てAIがやってくれる?

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7e/Apple_II_IMG_4212.jpg

低品位会合 →AIが出来るのは、現在までの技術の寄せ集め

冬は暖房代わりになるほど電力が必要だった！
学士4年

図3

青色 LED との出会い

ガスの流れやサセプ
タ形状など、1500回
以上変えて実験しても、品質の良い結晶は得られない。

修士2年

図4

博士3年

自分で考えてやることの楽しさ

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SAT フォーラム 2023と勧められました。自分の年代の時には、日本人でドクターに上がる人はいなかったので、最初は不安があり、迷いました。しかし実験は楽しくてしょうがない、
やってみるかという気持ちになったのが 8 月の終わり。ここでようやく吹っ切れました。ドクターに進学できたんで、やりたいことに熱中できる人生を選べたと思います。

窒化アルミバッファ層で成功 !

－低温でやってしまったのが幸い－

修士課程も終盤の 2 月、薄く窒化アルミニウムを積むという実験を始めました。小出さんが窒化アルミニ
ウム、私は窒化ガリウムの結晶成長をやっていて、小出さんが積む窒化アルミの方が表面が綺麗だったんですね。私の積む窒化ガリウムは表面がガタガタで汚なかった。まず窒化アルミを薄く付けてみたら綺麗にな
るんじゃないかなと思ったんですけど、窒化ガリウム
よりも高い温度で付けなければいけない。発振器は20 年前の中古品です。温度がなかなか上がらない。
本当は一旦実験を中断して、発振器を直すべきです
が、とにかく焦っていたので、まあいいやと低い温度でつけちゃいました。で、炉から取り出してみたら、
ああしまった、原料流し忘れたと思いました。表面が今まで見たこともないぐらい綺麗で光沢があって、何もついていないように見えたんですね。原料を流し忘れたと思っていろいろチェックしてみたんですが、あれ間違ってないよと。ひょっとしてと思って顕微鏡で見てみたら、表面が真っ平らな窒化ガリウムができていました。言葉にならないほど感動しました。赤﨑先生の勧めで、大阪府大でエックス線回折装置を自作されていた伊藤進夫先生に測っていただいたところ、これは世界一綺麗な窒化ガリウムですねとお墨付きをいただきました。
3年目修士2年の冬 漸く第一関門を突破できた！
低温バッファ層

新成長法

従来法
GaN

GaN

サファイア

サファイア

低温バッファ層なし

低温バッファ層あり
原子レベルで平坦

1．まず最初に薄くAlNを積むことを計画
AlNは1年先輩の小出さんがやっていた。
小出さんのAlNは私のGaNよりも表面が平坦であった。
AlNを積むには、GaNより高温で積まなければならなかった。
2．やり始めて、成長炉が調子悪く、AlNに必要な温度に達しないことに気づく。
焦っていた私は、低温でも良いからまずはAlNを堆積した。
3．成長が終わり、ウェハを成長炉から取り出すと(表面が見たことないほど綺麗だったので)しまった！原料を流し忘れた！と思ってバルブ操作を確認
間違ってないことを確かめる
もしや、と思い顕微鏡で見てみると、表面が真っ平らなGaNが成長していた！ 言葉にならないほどの感動！

7時間処理
LEEBI @
豊田合成

修士2年

博士3年

1500 回失敗の末の結晶成長成功

できないと言われていた P 型に挑戦
第一関門が突破できたので、無謀にも次にチャレンジしたのが P 型の結晶です。当時窒化ガリウムは、P型ができない材料だと言われていました。P 型にする
10

世界初のp型、pn接合青色LEDの実現(1989)

4．直ぐに赤﨑先生に結晶を見せに行くと冷静に一言、X線回折で結晶品質を確かめなさい。
学士4年

図5

ために、価電子が 1 個足りない不純物をドープします。
亜鉛をドープすると、価電子帯から電子をポッと引き寄せて、価電子帯に正孔を作ります。当時言われていたのは、この不純物をドープすると、窒素が抜けてプラスの電荷を持った欠陥が自動的にでき、これがプラスとマイナスで補償して P 型ができないと言われていました。私若いので、そんなことあるかいと。皆さんは綺麗な結晶ができなかっただけでしょ。私は世界一綺麗な結晶ができたんだから P 型できるわいと思ってやりました。が、残念ながら、さんざん実験しても P
型はできませんでした。
当時の研究室の雰囲気としては P 型なんてできっこ
ないから、従来の古い MIS 型の LED でも作って論文書
けと。で、早く出て行けということですね。こういう雰囲気でした。だけど、当時ライバルだったセレン化亜鉛では、P 型がどんどんできてきた時代です。すでに他の人がやった古い MIS 型の LED では全くモチベー
ションを保つことができず、ストレスは最大でした。
その時の気持ち経験をぜひ若い人に伝えたいんですけど、「みずから掴んだ信念に従え」ということです。
当時、世界で一番実験やってると思ってる自分が、根拠は全くないけど P 型できるとなぜか感じていました。だけど、ドクターの時代さんざん実験やったにもかかわらず、P 型にはなりませんでした。何かまだ理解していないことがあるに違いない、これだと思う道
でなければやらないことも勇気だと思って、P 型挑戦を続けました。結果、ドクターの 3 年間では必要とされた学術論文 3 本を書くことができず、満期退学です。
だめドクターだったんですけど、ありがたいことに赤﨑先生が助手として拾ってくださったおかげで、続けることができました。
助手になって 1 年目、初めて間違いに気が付きました。フィリップスさんという人が書いたテキストに、
ガリウムリンという材料では亜鉛よりもマグネシウムの方が活性化しやすい、P 型になりやすいということが書いてありました。これを読んでストレス完全に吹っ飛びました。世界初の P 型ができるかも、このモチベーションは何よりも変えがたい。結晶は当時マスターだった鬼頭さんが作ってくれました。それに電子線照射処理をする装置が名大にはなくて豊田合成っていう共同研究先にあったんで、片道 1 時間、原付のス

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

片道1時間
原付のスクーター

稲沢

50mm

千種
EPMA装置

MOVPE
@名大

鬼頭雅弘氏
H. Amano et al., Jpn. J. Appl.
Phys. 28 (1989) L2112.

初期の目標は、自分では達成できず
自責の念(a) w LEEBI(b) wo LEEBI

図6

P 型についに成功

SAT フォーラム 2023

クーターで行って、処理 7 時間です。戻ってきて合計 9
時間ですけども、当時はドクター取らなきゃっていう一心だったので、全然気にすることなく、ようやく P型と pn 接合の LED ができました。これだということを確信することができるまで、辛抱強くじっと耐えることの大切さを学びました。青色 LED は実現できまし
たが、初期の目標のフラットパネルディスプレイには自分では到達できず、日亜化学の中村さんや豊田合成の方々、産業界の方々が、その道を開いてくださいました。

青色 LED のインパクト
LED の省エネ効果は、アメリカのエネルギー省の資料によると、2017 年から 2035 年の 18 年間でアメリ
カでは 2.3 京ワットアワー、2.3 × 10 の 16 乗、日本の総電力量の 25 年分ぐらいの省エネができます。金額
では 121 兆円です。また、モンゴルの教育科学大臣が2015 年に名大に来てくださって感謝の言葉をいただ
きました。モンゴルではゲルっていうテントを使って遊牧生活をするのが伝統的な生活でしたが、白熱電球
は燃料をたくさん使うので 1 時間とか 2 時間しか使えず、夜真っ暗になってしまうため、遊牧生活を諦める
若い人たちが多かった。ところが LED 電球のおかげで、太陽電池でバッテリーを充電すれば夜も 1 日中明
るい生活ができるので、遊牧生活に戻る人が出てきたと言ってくださいました。その次の年、2016 年にあるご家族を訪問させていただいた時に、LED 電球を実際に使っていただいているのを見て本当に感激しました。

その後の挑戦（1）さらなる短波長化と殺菌応用
今やっていることを少し紹介させていただきます。
ガリウムの一部をアルミに変えて混ぜると波長が短くなります。これを利用した深紫外線 LED の研究開発を進めています。深紫外線を当てるとウイルスが増殖しなくなります。そのメカニズムは大体わかっていて、
特にチミンで二量体ができることにより、コピーできなくなって不活化という状況になります。
水の殺菌に関しては、よく言われるレジオネラとか、枯草菌とかバクテリオファージに対しては、数秒の照射で、殺菌できるようになっています。津波とか地震等の災害が起きて飲み水が困るときは、例えば自然の釜とか或いはプールの水を、コンパクトな紫外線や深紫外線の殺菌装置を通すことによって、飲み水に変えることができます。
それから、コロナで大変重要だった空気感染を防ぐためのエアーカーテンのシステムを、流体の専門家や医学研究科の専門家と一緒に開発をして、名古屋大学の医学研究科に導入しました。

（2）電源の省エネ
およそすべての電化製品の中に電源回路というのがあります。交流電圧を変えるのは、変圧器があれば簡単ですが、直流電圧を変えるって結構難しいんですね。
それもこの電源回路の中でできます。例えば、直流を交流にする仕組みは、四つのトランジスタをスイッチとして使って、オンオフすることで、電流の流れる方
向を変えることにより行います。電気自動車では効率が高い交流モーターが使われます。直流モーターはさらにブラシっていうのを使ってすぐ摩耗してしまうという問題もあります。テスラの車は 75kwh という大きなバッテリーが床にありますが、モーターは交流ですので、インバーターというスイッチ回路が使われます。こういうところで電気を使うと必ず損失は発生します。その他の例では、屋根に太陽光パネルをつけているご家庭で最終的に電気を使うまでには 4 分の 1 も損失があります。
そこで期待されているのが、この窒化ガリウムとか炭化ケイ素、将来はダイヤモンドとか酸化ガリウムという材料です。これは今使われてるシリコンに比べて10 倍強いので、サイズを 10 分の 1 にしても同じ性能が出せる。サイズが 10 分の 1 になると損失が 10 分の 1になるんです。これをぜひ社会実装をしようということで、今、我々のチームが取り組んでおります。2030
年、LED で 7% 省エネを実現しましたが、このトランジスタでもぜひ、15% の省エネを実現したいと思っています。EU の目標の 13% よりも上を狙っています。

最後に研究者ってどんなものだったかをまとめてみます。
まず、未来のビジョンが持てる。私の場合は、ディスプレイが未来のビジョンでした。次に熱中できる。実験を気が済むまでずっと、気が済まないんですけど、やり続ける。それから、最終的な解ではないと思った
ことはやらないことも勇気だ、ということを学びました。ただこれは 30 年前の話。皆さんが将来こういった形で人生の岐路に立ったときに、どう判断されるかは皆さん次第であります。
私の場合は青色 LED に注力して、熱中して研究できたのですごく幸せでした。何か賞を取ろうとか、そんな気持ちでやったわけじゃなく、とにかく楽しいか
らやっただけなんです。未来はどうなるかなんて誰にもわからない。何があたるかっていうのは、誰も予想がつかない。だから自分がワクワクする、或いは楽しいと思ったことからぜひ始めてください。半導体も含
め、世の中には不思議で将来に役に立つかもしれないというような材料、物質がまだたくさんあります。そういうものに興味を持ったら、いろいろ調べていただ
くときっと楽しいことが見つかると思います。
Future is yours. Let’s take the first step. ということで講演を締めたいと思います。ご清聴ありがとうご
ざいました。
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SAT フォーラム 2023

トークセッション
SAT 総務委員長の板東義雄（NIMS 名誉フェロー）の進行のもと、天野先生と、名古屋大学大学院で先輩であった小出康夫先生（NIMS 次世代半導体センター
グループリーダー、元理事）とで対談を行い、その後会場からの質問に対して回答と議論が行われました。

1500 回失敗しても楽しいのはなぜ ?
板東
初めにお二方で、トークセッションをしていただき、そのあと皆さんからいただいた質問にお答
えいただきたいと思います。
小出
小出でございます。1500 回も実験を失敗し、でも楽しくてしょうがなかった、だから続けられたと言うことでしたが、それぐらい失敗しても心が折れず続けられていた本当のところは一体何なのかなと、もう一度そこを聞いてみたいな。先生いかがですか。
天野
やっぱり楽しかったから続けられたんですね。それまでは人がお膳立てしてくれた実験をすることが多かったので、結果が出た時はちょっと楽しいんだけどそれで終わってしまって面白くないな、というのがありました。当時、小出先生がドクターで入ってきて、装置の設計からされているのを見て、その段階から自分たちでできるっていうのは本当に初めての経
験で、こんなに楽しいことがあるのかって思いました。

偶然の産物 ? －低温バッファ層の成功－
小出
低温バッファ層を敷いてやると、急にきれいな表面ができて、同時に結晶性も世界一になったと。
それを学会で発表したときに、どういう印象だったでしょうか ?。
天野名古屋大学で開催された応用物理学会で発表しました。その前のセッションが当時 SAW（表面弾性波）デバイスへの応用で非常に人気があった窒化
アルミのセッションで、たくさんの人が会場に居たんですが、私の発表の時にスーッといなくなって、残ったのが、司会者と赤﨑先生ともう 1 人どなたかと私だ
けだった、ということがありました。全然人気がなかったんです。
板東
窒化アルミのバッファ層でたまたま成功したというのは、偶然の発見、セレンディピティが引き金になっていると考えてもいいんでしょうか ?
天野
そうなんですが、それまで 1500 回も一生懸命やっていたという経験があってからの話ですね。その時は本当に焦っていて、とにかく結果出さないとドクター取れないかな、とにかく実験しなきゃ、とやってみたという…。まあ、セレンディピティですね。
板東シリコンの半導体は今も新聞紙上を騒がし
12

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024ていますね。日本は遅れていて頑張らないといけない分野ですが、さらに先の、新しいパワー半導体の研究はより重要で、もっと力を入れていくべきと思います
が、どうお考えでしょうか。
天野
市場の大きい順に、まずロジックがあり、メモリがあって、その下ぐらいにパワー半導体がある
ので、そんなに大きくはないですが、それでも世界で年間 2 兆円ぐらいになります。今の電源回路は、ロスが 4 分の 1 ぐらいとすごく大きい。火力発電では石油とか天然ガスを燃やしていますが、それはできるだけ減らして、地球に負荷のかからない再生可能エネル
ギーのような形で使える仕組みにしなきゃいけない。
またうまく制御して、効率よく損失少なく使えるようにしなきゃいけないので、パワー半導体は、もっと重要性が増していくと思います。

会場からの質問と回答
青色はなぜ難しい ?
板東
会場の皆さん方から 43 件の質問をいただいております。まず並木中等学校の方から。なぜ青色だ
けは発見されるのが遅かったのか、なぜ結晶にするのが難しかったのか、というご質問です。
天野
三原色があって、波長の長い方から赤色はガリウムヒ素、それにアルミをまぜたものにします。
緑はガリウムリンが使われていました。青色が遅れた
大きな理由は、作製温度と基板結晶の問題に起因する作りにくさです。融点が低い方が作りやすいのですが、ガリウムヒ素が一番低い。ガリウムリンは高温でリンが抜けてしまうので、圧力をかけないと結晶ができない。窒化ガリウムになると、すごく高い圧力が必要になってさらに作りにくくなります。ガリウムヒ素とか
ガリウムリンは、基板となる結晶が同じ材料でできたんですが、窒化ガリウムはすごい圧力、すごい温度が必要なので、基板結晶を作れず、当時は原子の配列が大きく違うサファイアを使わざるをえなかったので、欠陥がたくさん入って綺麗な結晶ができませんでした。
板東次はつくばサイエンス高校の方から、今まで LED を作っていて特に驚いたことは何でしょうか、

図7

トークセッションと質疑応答

SAT フォーラム 2023というご質問です。
天野
最初光ったのを見たときですね。その時は、
紫外線と紫色の光が出てたんですけど、ものすごく感動しました。急いで赤﨑先生に見てもらったら、どこで光ってんのって言われました。人間の目の感度は、年令とともに波長が短い方から長い方に移ります。当時 20 歳だった私は、紫外線でも見えたんですよ。その後頑張って青色で光るようにして何とか見ていただ
き、喜んでいただきました。

楽しい題材の見つけ方は ?

－受身でなく自らいろんなことにチャレンジを－板東
三つ目です。自分が楽しいと思える題材はどのように探すと良いと思っていますかというご質問です。
天野
高校では与えられたものを勉強しますね。
大学でもそれはあるんですが、自由度が全然違います。
大学では先生が教えてくれることのほかに、自分でやりたいことができる時期なんですね。いろんなことにアンテナを伸ばしてチャレンジしてみる。面白いと思ったことがあったらそれに熱中してみると、いろんなことを見つけられます。自分に合ってるものが見つかるので、ぜひ皆さんに経験していただきたいと思います。
板東
四つ目は企業の方から。未来を担う若手研究者にどう声掛けをし、モチベーションを上げ、夢を見てもらうべきか、何かヒントをとのことです。また、似た質問で、論文成果に繋がらない努力を博士課程で続けるのは非常に難しい。現代の若者にお勧めできることはありますでしょうか。
天野
ちょっと難しい。
板東
自分が好奇心を持って取り組みたい、いわゆるそういう研究が専念できると思うんですね。だとするとその好奇心だけで突っ走って、研究できる環境に今いるのかという、多分そういうことと、モチベーションが非常に関わってくると思しますが、その辺については ?
小出国研ですと、国策の国プロジェクトで、“ ねばならない ” ような研究もやりますが、半分は、自分の好奇心で好きなようにやれる環境があればいいですね。小さなことでもいいので、何か自分で考えて自分で失敗するという環境が、興味のある分野で与えられてるというのは一つ重要と思います。

細分化した専門だけでなく大きなシステム思考・指向を板東
五つ目の質問は、今の議論と関連しますが、大学は基礎研究を重視すべきか、実用化研究を重視すべきか、とのことです。
天野
基礎と実用化という分け方はあるかもしれませんが、何かを実用化させるためには色々やらなけ
ればいけないことがあるので、企業と大学との研究の棲み分けは、非常に難しいですね。それぞれ得意なところをやればいいという気がします。
板東先生は実用化促進のためにコンソーシアムを作って、集中的に研究を進めていこうとされています。その辺のところはいかがなんでしょうか。
天野
今は開発も早いスピードで変わりますし、
どんどん新しい成果を出していくことが求められている状況ですね。日本では専門が細分化し過ぎていて、
大きな目標に向かって皆が一緒にやろうということが、なかなかできなかったという点が、気になっています。
この間、ispace という会社の袴田社長さんとお話する機会がありました。ロケットを飛ばして月着陸ギリ
ギリのとこまでうまくいった会社です。名大のご出身ですが、修士課程ではアメリカの大学に移られました。
日本の大学は一人の教授のテーマが狭いというのが理由です。日本にもロケットの専門家がいますが、シス
テムにしてロケットを飛ばす人が当時はいなかった。
なので、システムの人がたくさん居る、ロケットを飛ばせるアメリカの大学に行ったっておっしゃっていました。
板東
日本の教育は、それぞれの分野を深掘りして世界一の研究や開発をさせようという、専門家を育てるところに行きがちと感じます。いろんな先端技術をいかに組み合わせてシステム化するか、利用するかという、そこの考え方がそもそも日本人は弱いのか、
それとも教育システムの中でそういうことが培われな
いのか、そこがこれから日本の技術開発の大きな問題だと思うんですが、その辺はいかがなんでしょうか。
天野
コンソーシアムやって車用のインバーターを作っているのを見て、トランジスターの使われ方を知り、本当に勉強になりました。一連の分野があって、それぞれがうまく連結しないと最後にシステムはうまく動かない。
細かい分野の専門家を育てるだけではなく、新しい研究スタイルにして、何か大きなシステムを考えるようなこともこれからの大学に必要ではないか。
小出
窒化ガリウムのいい結晶ができるのかというフェーズから、すでに LED は世の中に社会実装され、次に省エネルギーパワー半導体へ応用するというフェーズになってくると、最後にシステムとしてでき上がったものを作る研究者集団と組んで、一連の大きなコンソーシアムとならないと、全体として次の大きなフェーズに行かないということですね。窒化ガリウ
ムなり、新しい新半導体がそういうフェーズになってきているという印象だと思います。
板東
時間も来ましたのでこれでトークセッショ
ンと会場質疑を終わりたいと思います。両先生どうもありがとうございました。
Science Academy of Tsukuba, No.42, February 202413

つくば賞その後

つくば賞その後 -18

糖鎖研究の基盤ツールの開発から実用化に至るまでの一連の戦略的研究
産業技術総合研究所名誉リサーチャー 成松久

1. はじめに―糖鎖とはト、および JST 資金によるデータベース構築を進めた。

生体内の高分子は、DNA（遺伝子）→ RNA →タン
パク質の順に生合成されることはよく知られている。
RNA からタンパク質が翻訳された後、タンパク質には、リン酸化、硫酸化、パルミトイル化、糖鎖付加、など種々の翻訳後修飾がおこり、やっと機能分子となる。この中で最も重要で複雑なのが糖鎖付加である。
DNA、RNA、タンパク質は全て直線状配列の分子であるので理解しやすいが、タンパク質や脂質への糖鎖付加は、200 種類以上の糖転移酵素と呼ばれる酵素群の共同作業によって担われる（図１）。
その構造は、直線状ではなく枝分かれをするし、二つの糖が結合する場合もα結合とβ結合があり、さらに は 糖 の 結 合 部 位 の 違 い に よ り、1 → 2、1 → 3、
1 → 4、1 → 6 結 合、2 → 3、2 → 6、2 → 8 結 合 な ど、構造が非常に多様性に富む。これらの糖鎖の結合を司るのは、糖転移酵素と総称される酵素群であり、酵素としての基質特異性は非常に高く、それぞれの異なる構
造はそれぞれ特異的な酵素によって生合成されている。細胞が病的になると（例えば癌化すると）、細胞内の糖転移酵素の量や種類が変わり糖鎖構造が大きく変化する。

（2）NEDO-Glycogene（GG）プロジェクト
3 年間の GG プロジェクトではバイオインフォーマ
テイクス（BI）技術により全ての遺伝子データベースの中から新たに糖転移酵素らしき配列を探し出し、それらをクローニングして酵素活性を解析した。国際競争の結果、1986 年の最初から数えて我々のチーム
内で 42 種類の糖転移酵素を論文化、知財化した。国際競争に勝ちプロジェクトは大成功であった。この酵素遺伝子からリコンビナント酵素を作成し、様々な糖鎖構造を合成できるようになった。

2. つくば賞受賞に至る研究開発（1）つくば着任以前
米国 NIH での研究生活で、1986 年に世界で最初の糖転移酵素の遺伝子クローニングに成功して、すぐに日本に帰国し、さらに 5 種類の糖転移酵素の発見をして遺伝子クローニングに成功した。2000 年につくばの産総研に着任し、以下の三つの NEDO プロジェク（3）Structural glycomics（SG）プロジェクト
その後、3 年間の SG プロジェクトを実施した。糖
鎖構造は、一次配列にとどまらず枝分かれする複雑な構造をとるため、当時、全く構造解析は不可能な状態であった。質量分析（MS）技術に重きをおき、糖鎖を糖タンパク質から切り離すことなく、糖ペプチドのまま解析する技術を開発した。GlycoRidge 法と名付けられた新規技術は現在でも最先端で活躍している。
また糖鎖と特異的に結合するタンパク質であるレクチンを並べて糖鎖を調べる「レクチンマイクロアレイ技術」も開発した。これは現在でも世界で最高感度を誇る技術である。
（4）Medical Glycomics（MG）プロジェクト
MG プロジェクトは 2006 年から 5 年間続いた。開発
した基盤技術を応用して、診断薬開発を目指した。患者数が多く、かつ診断することにより治療が可能な疾患を対象とした。まず、1）患者の病変組織と非病変部との糖鎖変化をレクチンマイクロアレイにて解析する。2）患者血清からそのレクチンに結合する糖タン
パク質を分離する。3）それを MS 技術により網羅的に同定する。４）BI 技術にて診断薬に適した候補を絞り込む。
（5）糖鎖科学データベースの構築
上記 3 つの NEDO プロジェクトの結果、膨大な量の成果が得られた。これら糖鎖に関するデータベース（DB）を作成した。現在、この糖鎖科学に関する DBは ACGGDB として公開されている。
これらの成果を元に 2011 年に標題のタイトルにて「つくば賞」を頂くことができた。

3. つくば賞受賞後の実用化開発
図1
14

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（1）肝線維化診断薬 M2BPGi の開発

つくば賞その後

登録知財の中から、実用化を目指す開発を開始した。
最初の例は、M2BPGi と命名された肝線維化診断薬である。肝臓疾患は B 型肝炎ウイルス（HBV）、C 型肝炎ウイルス（HCV）の感染者が非常に多い。先進国
では、ウイルス感染者数は少なくなってきた代わりに、メタボの代表的な疾患である脂肪肝が激増している。
脂肪肝は放置して置くと慢性肝炎に至りさらには肝硬変そして肝臓癌にもなりかねない。一方、開発途上国
では、HBV 感染者がまだ非常に多くまさに国民病である。中国、インドなどでもその 10％近くが感染していると言われているから世界で患者数の最も多い病気である。
ウイルス性、非ウイルス性に関わらず慢性肝炎が続くと、肝臓は次第に線維化し慢性肝炎から肝硬変、そして最後には肝臓癌に至る。かねてから肝炎診断に使われるALT、AST、γGTPは急性肝炎を診断する手段であり、慢性肝炎、肝硬変を定量的に診断できない。このよ
うに患者数が多くかつ最終的には肝硬変、肝臓癌の致死的疾患に至る病気の進行度を、定量的に数値に表して診断することは、治療法を選別し、治療効果の判定、患者の予後を予知するためには極めて重要である。
レクチンマイクロアレイ法により、WFA という「藤の 種 」 由 来 の レ ク チ ン を 選 別 し、MS と BI に よ り、WFA に 結 合 す る Mac2 binding protein（M2BP） を
標的糖タンパク質として選別した。シスメックス診断
薬会社の自動免疫測定装置 HISCL に適応するよう診断キットを開発し , 肝線維化診断薬を M2BPGi と命名した。最初の科学論文は 2013 年に発表したが、この
M2BPGi の臨床での有用性が次々と明らかになり、わずか 2 年の間に 40 報近くの科学論文が発表された。現在では臨床現場で慢性肝炎、肝硬変の保険診療に多用されている。肝炎に悩まされている方は、是非このM2BPGi 検査を受けることをお勧めする。この数値が2.0 以上ならば慢性肝炎が進んでおり、後に肝硬変に至り数年後には肝癌を発症する可能性が高い。
（2）B 型肝炎診断薬 HBsAgGi の開発
HBV に関してもう一つの診断薬 HBsAgGi を開発した。HBV に感染した B 型肝炎の患者血清中にはかな
り多量のウイルス粒子が流れている。ところがその99％以上は偽粒子であり、内部にウイルス遺伝子を持っていない。内部に遺伝子を持っており感染性のある本物のウイルス粒子（Dane 粒子）は、血中のウイ
ルス粒子のわずか 0.1% 以下なのである。多量の抜け
殻のウイルスは、宿主の免疫反応から逃れるための隠れ蓑の役割を果たしている。現在の診断法は、この偽粒子の量を測定している。
Dane 粒子の外被は、L、M、S の 3 種類の糖タンパ
ク質からなり、M 糖タンパク質の O - グリカン糖鎖をもつ領域が Dane 粒子にとって必須であることが分かった。この O - グリカンをもつ糖ペプチドを、手持
ちの糖転移酵素で合成して、それに対して抗体を作成した。この抗体を使うと Dane 粒子の存在を検出できて、治療後もまだ感染性の Dane 粒子が残っているか否かがわかる。現在、臨床応用に役立てるべく多くの臨床医に検証してもらっている。
（3）卵巣癌診断薬 CPGi の開発
癌の診断薬は、治療に役立たなければならない。進

行癌を診断しても何の役にも立たない。現存する腫瘍マーカー（癌診断薬）は早期発見に役立たずまた偽陽性も多くて、臨床的有用性は少ない。癌診断には次の項目を必要とする。1）治癒可能な時期の早期発見：
癌組織が血中に分泌する異常糖鎖構造を持つ糖タンパ
ク質の検出、2）癌の種類の特定、3）画像診断では困
難な癌の診断、4）再発を予知する診断、などである。
1）については、早期癌ともなればその分泌量はきわめて微量であり、極めて感度良くかつ特異的に検出しなければならない難しさがある。
卵巣癌は 4 種類に大別できるが、ほとんど進行癌の状態で発見されるのが現状である。現在は、CA125と呼ばれる診断薬が 4 種全ての卵巣癌に使われている。4 種類の一つ卵巣明細胞癌は、子宮内膜症患者の後遺症として発生することが多い。子宮内膜症は、若い世代からも発症してその患者数は極めて多く、その約 1 ％ か ら 明 細 胞 癌 が 発 生 す る と 言 わ れ て い る。
CA125 は卵巣明細胞癌の診断には全く役に立たないことが指摘されていた。
卵巣明細胞癌患者の癌組織と非癌組織を識別するレ
クチンとして WFA が選別され、候補糖タンパク質のうちセルロプラスミン（CP）が最も感度良く検出された。卵巣癌細胞から血中に分泌される CP は、おそらく血中の全 CP の 0.01% にも満たないであろう。それを検出するには、WFA レクチンの特異性を高める必要があり、かつ検出感度を 100 倍以上高める必要があることが想定された。これの克服のため、二つのア
イデアを採用し、開発に成功し、卵巣明細胞癌の早期診断を可能にした。現在、CPGi と命名し、卵巣明細胞
癌診断薬としての有効性を多数検体にて検証中である。

4. 終わりに
つくばでは最初の 10 年間は NEDO プロジェクトの支援を受けて網羅的な糖鎖研究に必要な基盤技術の開発を行った。その結果が評価されて「つくば賞」を頂いた。基盤技術を用いることにより、実用化に向けた診断薬の開発に注力した。実際に、保険診療されるまでになれば研究が完成したものと満足できる。しかし実用化の研究開発は全て順調に進んだわけではない。
あまりにも時間がかかりすぎた。所属組織では患者試料を手に入れることが非常に難しくなったためである。今後は、今までの登録知財をいかにして世の中の役にたつ実用化まで完成させるかに注力したい。
略歴1948
1974 
1979
1983－1986
1986－1991
1991
2000
2002－2006
2001－2020
2006－20142007－2022
2007－現在徳島県鳴門市生まれ
慶應大学医学部卒業
慶應大学医学部微生物学教室博士課程終了
米国 NIH 留学
慶應大学医学部 助手、講師、助教授
創価大学教授工業技術院主任研究官
産総研糖鎖工学研究センター副センター長
筑波大学連携大学院教授
産総研糖鎖医工学研究センター長
慶應大学医学部客員教授
上海交通大学顧問教授

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 202415

つくば研究情報つくば研究情報 －若手研究者の活躍－

高阻害物耐性を目指した
バイオガス活用型リアクターの開発
国立環境研究所

地域環境保全領域

1. はじめに
水処理には微生物を活用したバイオリアクター技術が広く普及しています。生活排水などの有機物濃度が比較的低い排水では活性汚泥法などの好気処理が適用され、濃度が高い排水では嫌気処理が適用されています。嫌気処理とは、酸素などが存在しない環境下での処理のことです。その特長は、活性汚泥法のように曝気に伴うエネルギー消費が不要であること、余剰汚泥の発生量が少ないこと、そしてバイオガス（主成分はメタン）としてエネルギー回収が可能なことです。これまで、様々な嫌気処理リアクターが開発されてきましたが、好気処理と比較して処理性能が不安定である
ことが弱点といえます。本稿では、嫌気性バイオリア
クターの弱点克服に向けて進めている私の研究開発に関してご紹介をいたします。
また、水分野での産官学の若手専門家グループでの活動経験を少しご紹介いたします。

2. メタン生成反応と阻害の影響
まず嫌気処理の特徴をみていきたいと思います。好気環境下では 1 種類の微生物が有機物を水と二酸化炭素にまで分解できるのに対して、嫌気環境下では複数の微生物による連続代謝によって分解が進みます。最
終的には、酢酸利用性または水素利用性のメタン生成
古細菌によってメタンと二酸化炭素に分解されます。
そして、この嫌気分解プロセスでは、反応の最も遅い（律速）段階の微生物に影響されるため、直前の基質が蓄積する傾向があります。特にプロピオン酸や酢酸などの有機酸が蓄積してアルカリ度が枯渇されると、pH の低下によって微生物群集全体に決定的な悪影響を及ぼしてプロセス破綻を招くことになります。
このため、嫌気処理における阻害物への対応では、反応律速の段階や阻害物に対して脆弱な微生物への影
響を考慮しながら、反応速度の低下による有機酸蓄積によるプロセス破綻に留意しなければなりません。一度プロセスが破綻すると、再び安定的な運転条件に戻すには、数カ月間の月日を要することにもなるため、嫌気性バイオリアクターの運転管理には細心の注意を払う必要があります。

3. 阻害回避可能なリアクターの検討
嫌気処理を阻害する物質は様々ありますが、本研究では硫化物やアンモニアによる阻害に着目しました。
16

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

主任研究員 小野寺崇

これらの阻害物は有機物の嫌気分解の過程で生成されるものであり、潜在的に含む排水は数多くの種類があります。硫化物は排水中の硫酸塩が硫酸還元菌による還元反応によって生成されます。また、アンモニアは排水中のタンパク質が分解されて生成されます。そのため、これらの阻害物の影響を回避するためには、流入前に除去することができないため、有機物の嫌気分解が進行している際に除去することが必要です。このとき、阻害物は薬品添加などの物理化学的な方法で除去すると設備や運転コストが嵩むことになります。そのため、嫌気処理のメリットである運転コストが安価であることや省・創エネルギーであることを損なわないためには、嫌気処理のメリットを活かした阻害物除去法が必要だと考えました。

4. リアクター技術の実現化
硫化物やアンモニアは pH によってはガスとなるため、ガスストリッピングによる除去が可能となります。
実際、高濃度有機性排水を嫌気処理する過程で発生するバイオガス（メタンなど）に硫化水素が含まれており、排水中の硫化物濃度が低下していることから、ガスストリッピング効果による除去効果が明らかになりました 1）。そこで、硫化水素除去の効率化を目指しましたが、メタン生成反応とガスストリッピングの至適
pH が異なっており、前者は中性付近であるのに対して、後者は硫化水素の場合には酸性であるため、単独槽のリアクターでメタン生成とガスストリッピングを同時に達成させるのは難題でした（図 1a）。ちなみにアンモニアにおいてはガスストリッピングによる除去の至適 pH がアルカリ性であるため、これもメタン生
成反応と両立は困難です。反応槽を複数に連結することで、それぞれを至適 pH に維持可能ですが、メタン生成槽（後段）で発生したバイオガスを、前処理槽（前段）に導入する方法では、装置や追加的な運転が必要になってしまいます。
そこで、理想的なリアクター構造として、前段と後段が “半連結” して、排水が混ざらずに至適pHを保ち、メタン生成槽で発生したバイオガスが前段槽へ無動力で供給されるコンセプトを考えました。さらに、このコンセプトを実現するために熟考して、液相分離構造（気体式
液体仕切弁）のアイディアを捻り出しました（図 1b）。

5. ラボスケールリアクターでの実験
このアイディアを具現化するため、ラボスケールのつくば研究情報

リアクターを設計・作製しました（図 1c）。このリア
クターを用いて、相分離構造が実現することを確かめ
る 2）とともに、人工排水を用いた連続運転試験を実施しました。この人工排水には高濃度の硫酸塩や硫化物を加えて運転を行い、ガスストリッピングによって阻害物が除去されることで、安定的なメタン生成反応を実現することに成功しました 3）4）。さらに、様々な排水種への適用を目指して、微生物の活性がほぼ失われるほどの超高濃度（5000mg/L 以上）の硫化物を含む排水にも適用しましたが、バイオガス中の硫化水素濃度が 10％以上の高濃度にもかかわらず、有機性排水のメタン発酵が可能であることがわかってきました。
今後、硫化物だけでなくアンモニア除去にも適用するとともに、実用化を目指して設計条件や運転条件を詰めていきたいと考えております。

6. 水分野における産官学の若手交流
私はつくばにポスドクとして勤務しながら、水分野の若手専門家のネットワーク組織で活動しておりました。 こ れ は 2010 年 に 発 足 し た Japan-YWP（http://
www.japan-ywp.site/）という組織であり、国際水協会（IWA）の国内委員会の下部組織という位置づけでしたが、学会のメンバーに限定することなく、教育・研究機関、官公庁・自治体、民間企業に所属する、上下水道や水環境の水関連の若手が広く集まり、分野・職種間の交流を行うことを目的とした組織でした。
セミナーなどの情報交換では、他分野・他職種の方の話を聞いて幅広い知識を得られるだけでなく、当事者が普段感じている問題意識を直接聞くことができる機会でした。また、肩書や立場によらず（肩肘張らずに）交流でき、水分野全体の視点での意見交換をしていました。さらに、セミナーの運営や発表でも「失敗できる場」であったため、経験値を積む場としても活用できました。会費無料でしたが、年に 10 件くらいのセミナーやイベントが開催され、仕事帰りの小規模なセミナーから、国際会議での若手向けのセッション、
そして若手向け国際会議の主催などが行われました。

運営委員は 2 年 1 期で代替わりしていき、私は第 4期（2015、2016 年）に共同代表に就任しました。組
織運営では、運営資金の調達はどうするか、会員が参加しやすいセミナーとするにはどうしたら良いか、国
内・国際イベントをどのように運営するのか、この先の時代を見据えてどんなイベントを企画すべきかな
ど、色々なことを考える必要がありましたが、運営委
員のメンバーと協力しながら、主体的に取り組むことができたのは良い経験となりました。そして、水分野という大きな枠組みで、立場や職種を超えて、仲間と議論できたのは将来にもつながると考えております。
ここ数年は、コロナ禍のために Face to Face での人に会う機会が激減してしましたが、フットワークを軽くして新たな出会いを求めることが、若手研究者にとっても大事になるのではないかと思います。
参考文献
1）Onodera et al., J. Env. Sci. Heal. A, 46, 1721-1731,
2011.
2）Wastewater treatment system and gas liquid partition
valve, US Patent 10,407,329
3）Onodera et al., Bioresource Technol. Rep. 20, 101216,
2022.
4）Onodera et al., Wat. Sci. Technol., 87（9）, 2223, 2023.
著者略歴
2008 年 日本学術振興会特別研究員
2009 年 長 岡技術科学大学大学院工学研究科博士課程修了 博士（工学）2009 年 米国ジョージア工科大学 客員研究員
2010 年 国立環境研究所 NIES ポスドクフェロー2016 年 国立環境研究所 主任研究員
その他
水分野の産官学の若手組織である Japan-YWP の元共同代表。優秀論文賞（廣瀬賞）（日本水環境学会）など受賞。近著に「インド下水処理場生活1800日」（Web Japanese Books）。
趣味は草野球。

図１ （a）
メタン生成と H₂S 除去に及ぼす pH の影響、（b）新しいリアクターコンセプト、（c）実験用リアクターの外観
Science Academy of Tsukuba, No.42, February 202417

つくば研究情報つくば研究情報 －外国人研究者の活躍－

新規機能性発色団の新たな応用
物質・材料研究機構（NIMS）光機能分子材料グループリーダー ジョナサン・ヒル

1. はじめに
有機発色団は、電磁スペクトルの紫外、可視、赤外波長域の光を強く吸収する、拡張π電子構造を有する材料です。これらの化合物の光吸収特性や分子構造の複雑さは、重要な機能をもたらす可能性があります。
例えば、機能性発色団であるポルフィリンは、太陽光エネルギーを収集するだけでなく、そのエネルギーを
適切な反応中心に移動させ、化学的な形で捕捉するために自然界に存在しており、これもポルフィリン複合体によって達成されています。発色団は、分子構造やより大きな構造への組み込みに基づいて機能する可能性もあります。これも自然界では、その色ではなく遷移金属カチオンの電子構造を調節する能力に基づいて酸素を結合し、輸送するポルフィリン・ヘムによって例証されます。私の研究に関連するところでいえば、「機能性発色団」とは、自己組織化、有機触媒作用、
半導体性、特異な蛍光特性などの分子特性がより高度な動作を示す、色鮮やかな材料を意味します。

2. 有機合成
材料の調製には有機合成が使用され、材料の構造要件に応じて既存の方法を使用したり、新しい技術を発見したりします。この優れた例は、ピラジナセン［1］（新規 N- ヘテロアセンを確立するために複数の直線状に縮合したピラジン単位で構成される ; 図 1a）、NiOx型ポルフィリン［2］（ポルフィリンの外周部に、特有のスピロ結合縮合単位を含む、図 1b）、およびフクソナレン［3］（色鮮やかなレゾルシナレン大環状分子、
図 1c）などである。これらの新しい種類の分子材料
は私の研究室で独自に開発されたもので、顕著な特性を示します。一方では、ピラジナセンの合成を確立す
るには、古典的な反応の独特な組み合わせが必要でした。他方では、NiOx ポルフィリンは分子内酸化的求核攻撃によって偶然に発見され、フクソナレンは X 線結晶解析に基づいてのみ構造的に特徴付けることがで
きました。

18

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

図 1. 機能性発色団の複雑な分子構造 :a）ピラジナセン（N14 ヘプタセン）。
b）NiOx ポルフィリン。
c）フクソナレン。

3. 新しい機能性発色団の性質
これらの新しい機能性発色団ファミリーはそれぞれ、その電子構造に関連する顕著な特性を示します。
最大 7 個のピラジン環が直鎖状に縮環したピラジナセ
ンが調製されており、ピラジン単位が付加されるごとに、電子吸収極大の浅色シフト（短波長シフト）とそれに対応する蛍光のシフトが生じます。最終的に 7 つの縮合環（テトラデカアザ - ヘプタセン）では、蛍光が生物学的に透明性の高い近赤外波長域に現れ、これらの化合物はバイオイメージング用途に非常に有望な材料となります。
NiOx ポルフィリンは偶然に合成されただけでなく、結晶の内部に大きな空隙を自発的に形成することが発見され（図 2a）、センシング用途の材料として適しています。実際、ある誘導体は高湿度条件下でもアセトンと選択的に相互作用するため、特に NIMS で開発された MSS（Membrane-type Surface stress Sensor/ 膜型表面応力センサー）マイクロメカニカルセンシング

つくば研究情報システムも含め、市販の蒸気センサーのセンシング素子として直接応用することが可能になります。他の誘導体は異なる多孔性と分析対象物の選択性を示すた
め、NiOx ポルフィリンは現在、重要な蒸気センサー
材料となっています（図 2b）。
フクソナレンは、拡張パイ電子システムを備えた、ユニークな種類のレゾルシナレン発色団で、特殊な特性を示します。材料用途については、フクソナレンを溶液またはナノ粒子の形態にし、光照射すると活性一重項 酸 素 を 生 成 す る こ と が わ か り、 光 線 力学 療 法（PDT）への応用が期待されます。実際、これらの化合物は、その発色団特性が PDT の効果的な実施のために最適化されていないにもかかわらず、HeLa 細胞の細胞死を促進することが判明しました。

図 2. 多孔質 NiOx ポルフィリンのセンシング活性。
a）X 線結晶構造。円筒状の空隙の存在がわかる。
b）高湿度条件下でのアセトンセンシング。100 万分の1（ppm）未満の感度が実証されています。

4. 最後に新規な有機発色団システムの合成では、設計を 1 つの種類の分子に制限しないことが重要です。最終的な用途が分子構造設計の指標であり、全体的な設計パラ
メータは、特定の活性を発揮する部位と、それらが特定の分子構造の範囲内でどのように相互作用するかを考慮に入れなければなりません。このテーマに関する
数年間の研究を通じて、私はどの機能性発色団が重要なターゲットになりうるか直感的に理解できるようになり、研究室でその合成方法を模索することに毎日努めています。

5. 日本での研究生活
私は 20 年以上日本に住み、研究者として働いてきました（大阪に 1 年、東京に 2 年、つくばに 19 年）。
日本の科学機関には潤沢な資金が提供されており、非常に多様な研究分野が揃っています。私の場合、研究対象には有機材料が含まれますが、幸いなことに、これは日本における重要なテーマの 1 つであり、最も尊敬され、生産性の高い科学者が世界のこの分野に貢献しています。日本における科学への国民の関与も世界最高レベルにあり、日本での研究キャリアはやりがいのあるものとなっており、一般向けの科学的デモンス
トレーションは高く評価されています。たとえば、私は最近、分子どうしが原子スケールのトラックで距離を競う、いわゆる「ナノカー レース 2」に参加しました。このイベントは 24 時間にも関わらず日本中から多くの観客を集めました。
私の日常生活の観点から見ると、日本は最も便利で技術的に進んだ場所であるだけでなく（例えば、公共交通機関は世界のどこにも負けない）、探索すべき独特の文化史や地理も持っています（京都や奈良、長野
や北海道の山々など）。研究室でも他の場所でも、日本にはやるべきことが常にあります。
参考文献（1）G. J. Richards, et al. J. Am. Chem. Soc. 141（2019）
19570–19574.
（2）M. K. Chahal, et al. Mater. Chem. Front. 7（2023）
325–332.
（3）C . Bloyet, et al. J. Am. Chem. Soc. 144 （2022）
10830–10843.
略歴1995 年
1997 年
1999 年
2001 年
2002 年
2004 年
2006 年

ブルネル大学（英国）博士（化学）大阪工業技術研究所
イースト・アングリア大学（英国）カールスルーエ大学（ドイツ）JST-ERATO相田ナノスペースプロジェクト（東大）
物 質・ 材 料 研 究 機 構 若 手 国 際 研 究 セ ン タ ー、
つくば市
物質・材料研究機構、つくば市

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賛助会員最前線

賛助会員最前線
1 ツジ電子株式会社

エレクトロニクス技術と無期限メンテナンスで研究を下支え
弊社は、土浦市にあります。創業から 46 年経過しており、当初から特注品の電気・電子機器の設計製造を生業としています。つくばの研究機関、その他内外の加速器施設、放射光施設や、日立製作所などの民間企業の設備開発の部門からのご依頼が多いです。
特注品はお客様と打合わせをして仕様を詰めていきますが、決められた納期と予算で特注品を作るのは結構難
しく、年度末に案件が集中したり実験スケジュールに間に合わせるご要求もあります。また予算に合わせてコストを抑えた設計が求められます。
電子機器の価格に比べると制御対象の実験装置は相当高価であることが多々あります。あるお客様がドイツ製の電子顕微鏡を使って実験していましたが、制御用高圧電源部が何度か壊れたそうで、国内では修理が出来ず、都度ドイツのメーカーに修理依頼していました。その間半年くらい実験が止まります。その電源部の機能を模擬して作ってくれないかとの依頼をいただきました。壊
れても弊社で直すことが出来ますが、今のところ順調に稼動しているとのことです。
特注品を作っているので当然の事ですが、創業時からの図面はすべて保存されています。また弊社製品にはメンテンス終了の期限を設けておりません。部品の都合などで修理不可能なケースや大がかりな改造が必要になってしまうこともありますが、ご希望であれば直せる限
り直す、改造できる限り改造するというサービスを展開しております。

2 アステラス製薬株式会社

iPS細胞創薬自動化の取り組み －Human×Robot×AIの融合－
弊社は医薬品メーカーとして、「変化する医療の最先端に立ち、科学の進歩を患者さんの『価値』に変える」
を VISION に掲げ、革新的なヘルスケアソリューションの創出を追求しています。その中で、オートメーション
や AI 画像解析技術を駆使し、新薬開発の成功率を向上させる取り組みを進めています。
細胞医療でも注目されている人工多能性幹細胞（iPS 細胞）は、医薬品候補の in vitro 薬理評価システムとしてのツールとしても有望です。しかし、iPS 細胞の培養から薬理評価するまでのプロセスには、研究者の高い技
術力や、長期培養、生細胞のリアルタイム且つ連続的な観察、多くの細胞事象の検出などの複雑なプロセスが求められます。そこで弊社は、創薬自動化プラットフォーム「Mahol-A-Ba」を開発しました。これは、双腕ロボッ
ト「Maholo」と、全自動細胞実験システム「Screening Station」で構成されています。「Maholo」は高度な実験技術を数値化してロボットの動作に反映させることで、複数プロセスのマルチサンプル処理を自動化します。
「Screening Station」は複数の汎用機器を統合したシステ
ムで、AI 細胞画像解析技術により従来定性的なスコアでしか評価できなかった微細な変化を追跡し、定量化を可能にします。Mahol-A-Ba は再現性の向上や高質な薬理評
価、研究者のワークライフバランスの向上に貢献しています。また、遠隔地からリモートで実験や解析を行うことができるため、在宅や世界中の施設から研究を進めることも可能です。弊社はこのプラットフォームを活用して、研究者とロボット、AI が融合して創薬開発を進め、患者さんに良い薬を早く届けることを目指しています。
20

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賛助会員最前線

3 日本ハム株式会社

良質なたんぱく質の安定的な供給を目指して
ニッポンハムグループは、2030 年に向けたビジョンとして「たんぱく質を、もっと自由に」を掲げ、持続可能な社会の実現に向けてサステナブル経営を実践しています。近年、グローバルな人口増加などによって将来的にたんぱく質の供給が不足すると予想されていますが、長期にわたって安定的にたんぱく質をお届けしていくた
めに、様々な活動を行っています。
日本ハム株式会社中央研究所は、グループの中枢研究機関として、たんぱく質の安定調達と供給に貢献するため、「畜産の生産性の向上」と「新たなたんぱく質の選択肢の創出」の両面から研究を推進しています。
PIG LABO® は、AI や IoT の活用により養豚農場における人手不足解消や効率化を支援するシステムです。
将来的には養豚のあらゆるステージをトータルでサポートするシステムの構築を目指していますが、現在は母豚の発情を判定する機能について、テスト販売を行っています。本機能は検証試験において、発情確認作業量を大幅に削減できることが確認され、受胎成績においても熟練飼育作業員の成績を上回る結果を残しています。
また、畜産では供給しきれないほどの需要の増加に対応するため、麹や細胞性食品（培養肉）など、代替たんぱく質の研究を推進しています。様々な課題があります
が、安定的でサステナブルな生産方法を確立し、社会実装することを目指しています。

4 戸田建設株式会社

快適な居住空間の提供

加速度 (cm/s/s)

当社は 1881 年の創業以来、その地域で暮らす人々の生活を支える建物やインフラを提供し、安全で快適な社
会基盤づくりに貢献しています。筑波技術研究所では社会変化を見越して、お客さまへの価値ある技術の提供を目指しており、
地震や台風による災害を防ぐ安心・安全に関する技術や、脱炭素社会の実現に向けた省エネルギー・
CO2 削減に関する技術、施工の安全性・施工効率・作業環境の改善のための機械化・自動化技術などの様々な研究開発を行っています。
OA フロア下の空間
これらの研究開発の中で、オフィスなどの居住空間において、人の歩行や車両の通行によって発生する不快な振動を解消するための超薄型の床用制振装置を新たに開発しました。オフィスなどにおいて、人の歩行や屋外の車両通行などによる不快な振動が日常的に発生する場合がありますが、こうした不快な振動を抑制する技術として、アクチュエータで錘（おもり）
超薄型 AMD
を電気的（アクティブ）に制御し、不快な振動を打ち消す AMD（アクティ(高さ約 6.5cm)
ブ・マス・ダンパー）と呼ばれる制振装置が用いられます。しかし、従来の AMD は高さが 70cm 程度と大きく、その効果が最も発揮される床の中央(a) 薄型 AMD の外観に設置しようとすると空間の使用性を損ねてしまうという課題がありまし
60
本装置起動
40
た。そのため、
当社独自の工夫を加えることで、従来よりも大幅な薄型化（高約 1/4 に振動抑制
20
さ約 6.5cm）を実現したものです。起振器によって床を加振する性能確認実0-20験では、本装置を用いることで床の振動を約 1/4 に抑制することができまし-40
た。大幅な薄型化を実現した本装置は、新築・既存建物問わず、様々な用
-60
12
14
16
18
20
22
24
時間 (s)
途の建物に適用可能です。当社は本装置の適用を進め、お客さまに快適な(b) 性能確認実験結果
居住空間を提供します。
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つくばサイエンス・アカデミー役員一覧

その他

つくばサイエンス・アカデミー役員一覧（2023 年 7 月現在）
◆会長
江崎玲於奈

一般財団法人茨城県科学技術振興財団理事長 / つくば国際会議場館長

岡田雅年

国立研究開発法人物質・材料研究機構名誉顧問

丸山清明

元国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構理事伸一

大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構理事◆副会長◆運営会議委員
足立

五十嵐立青

つくば市長

石田

瑞穂

国立研究開発法人防災科学技術研究所客員研究員 / 静岡大学客員教授

石村和彦

国立研究開発法人産業技術総合研究所理事長

餌取章男

京都先端科学大学特任教授 / 科学ジャーナリスト

大井川和彦

茨城県知事

太田

敏子

筑波大学名誉教授 / 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 JAXA 客員委嘱

太田

寛行

茨城大学長

小原

春彦

国立研究開発法人産業技術総合研究所上級執行役員兼つくばセンター所長

貝沼圭二

公益社団法人大日本農会名誉会員

門脇光一

国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構理事

金山

敏彦

国立研究開発法人産業技術総合研究所特別顧問

岸輝雄

東京大学名誉教授 / 国立研究開発法人物質・材料研究機構名誉理事長

木本昌秀

国立研究開発法人国立環境研究所理事長

久間和生

国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構理事長

久野美和子

電気通信大学客員教授 / 内閣府地域活性化伝道師

小玉喜三郎

元国立研究開発法人産業技術総合研究所特別顧問

佐藤一彦

国立研究開発法人産業技術総合研究所材料・化学領域領域長補佐

城石俊彦

国立研究開発法人理化学研究所バイオリソース研究センター長

関正夫

関彰商事株式会社代表取締役会長

寶

馨

寺門

一義

株式会社常陽銀行特別顧問

寺田

弘慈

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構理事・筑波宇宙センター所長

内藤

学

永田

恭介

筑波大学長

中津

欣也

株式会社日立製作所研究開発グループ主管研究長

中原徹

公益財団法人つくば科学万博記念財団理事長

中村道治

国立研究開発法人科学技術振興機構名誉理事長

沼尻

博

林

純一

筑波大学名誉教授

板東義雄

国立研究開発法人物質・材料研究機構名誉フェロー / ウーロンゴン大学名誉教授

藤田光一

国立研究開発法人土木研究所理事長

宝野和博

国立研究開発法人物質・材料研究機構理事長

松浦浩生

一般財団法人茨城県科学技術振興財団専務理事

国立研究開発法人防災科学技術研究所理事長

茨城県商工会議所連合会会長

沼尻産業株式会社会長

計 37 名（五十音順）

22

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 2024

賛助会員一覧他

つくばサイエンス・アカデミー賛助会員一覧（五十音順）
あ アステラス製薬株式会社つくば研究センターな 日京テクノス株式会社

さ 株式会社 JTB 茨城南支店

荒川化学工業株式会社筑波研究所

株式会社常陽銀行

日清製粉株式会社つくば穀物科学研究所

家田化学薬品株式会社筑波支店

株式会社常陽産業研究所

日本エクシード株式会社

育良精機株式会社

関彰商事株式会社

日本製鉄株式会社

株式会社池田理化

ソフトイーサ株式会社

日本電子株式会社

一般社団法人茨城県経営者協会
茨城県信用組合

日本ハム株式会社中央研究所
た 大鵬薬品工業株式会社研究本部（つくばエリア）

国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構筑波宇宙センター

大陽日酸株式会社つくば事業所

株式会社 S・Labo

高橋興業株式会社

株式会社日立製作所研究開発グループ

一般財団法人エンジニアリング協会

田中貴金属工業株式会社筑波事業所

国立研究開発法人物質・材料研究機構

オリエンタル技研工業株式会社

株式会社つくばエッサ

ペンギンシステム株式会社

公益財団法人つくば科学万博記念財団

国立研究開発法人防災科学技術研究所

一般社団法人つくば観光コンベンション協会

ホテル日航つくば / ホテル JAL シティつくば

か 国立研究開発法人科学技術振興機構
カゴメ株式会社イノベーション本部

株式会社筑波銀行

株式会社カスミ

株式会社つくば研究支援センター

キッコーマン株式会社研究開発本部

つくば国際会議場

株式会社クラレつくば研究センター

つくば市

株式会社クレフ

つくば市商工会

公益財団法人国際科学振興財団

ツジ電子株式会社

は 浜松ホトニクス株式会社中央研究所筑波研究センター

ま 水戸商工会議所
や 公益財団法人山田科学振興財団
ら 理想科学工業株式会社理想開発センター

テスコ株式会社

株式会社レゾナック

東京化成工業株式会社



東京警備保障株式会社（56 企業・団体）
2024 年 1 月 1 日現在

戸田建設株式会社技術研究所

編集委員

SAT 編集事務局■板東義雄 / つくばサイエンス・アカデミー総務委員長■荒平正緒美 / 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構■大越勝男 / つくばサイエンス・アカデミー事務局長■五藤大輔 / 国立研究開発法人国立環境研究所■渡辺正信 / つくばサイエンス・アカデミーコーディネータ■白幡直人 / 国立研究開発法人物質・材料研究機構■平澤

誠一 / 国立研究開発法人産業技術総合研究所■藤村高穂 / アステラス製薬株式会社■餌取章男 / つくばサイエンス・アカデミー総務委員 ( 編集委員長）

編集後記
今年度の５月に COVID-19（コロナ）が第 5 類となりましたが、その後順調に沈静化してきており、SAT の行
事も通常に戻りつつあります。SAT フォーラムは、青色
LED の発明で 2014 年にノーベル賞を受賞された天野浩名古屋大学教授を迎え、久しぶりに開催できました。

また対談も再開でき、特に今回は筑波大学長と物質材料研究機構理事長にご快諾いただいて興味深いお話を伺うことができました。まだ復活途上の行事の再興と、新たな行事の企画を進めていきたいと思います。
（渡辺記）

Science Academy of Tsukuba, No.42, February 202423

Contents 42
No.

2

February 2024

○対談

どうする「日本」 どうする「つくば」		  筑波大学長

  物質・材料研究機構理事長〈司会〉編集委員長
8

永田

恭介

餌取

章男

宝野

和博

○ SAT フォーラム 2023 「新半導体の魅力」
  2014 年ノーベル物理学賞を受賞した天野浩名古屋大学教授を迎えて14○つくば賞その後 -18 「糖鎖研究の基盤ツールの開発から実用化に至るまでの一連の戦略的研究」
  産業技術総合研究所名誉リサーチャー

16○つくば研究情報		「高阻害物耐性を目指したバイオガス活用型リアクターの開発」
地域環境保全領域

主任研究員

小野寺

崇

「新規機能性発色団の新たな応用」
  物質・材料研究機構（NIMS）光機能分子材料グループリーダー

20

久－若手研究者、外国人研究者の活躍－

  国立環境研究所

		成松ジョナサン・ヒル○賛助会員最前線
  ツジ電子株式会社「エレクトロニクス技術と無期限メンテナンスで研究を下支え」

  アステラス製薬株式会社 「iPS 細胞創薬自動化の取り組み － Human×Robot×AI の融合－」
  日本ハム株式会社
  戸田建設株式会社

22「良質なたんぱく質の安定的な供給を目指して」「快適な居住空間の提供」

○その他

			

つくばサイエンス・アカデミー役員一覧

			

賛助会員一覧
表紙写真説明：
上左：SAT フォーラム会場の様子
上右：SAT フォーラム講師

天野教授

下：対談者

左：永田恭介筑波大学長

右：宝野和博NIMS 理事長

中：餌取章男SAT 編集委員長（司会）Science Academy of Tsukuba
つくばサイエンス・アカデミー

Ｃ

発行：
（一財）
茨城県科学技術振興財団つくばサイエンス・アカデミー事務局
https://www.science-academy.jp/■（一財）茨城県科学技術振興財団つくばサイエンス・アカデミー〒 305-0032 つくば市竹園2-20-3 つくば国際会議場内
TEL：029-861-1206 FAX：029-861-1209 Email: academy@epochal.or.jp

発行日：2024年2月
発行人：江崎玲於奈
編集人：餌取章男