研究業績説明書

法人番号

86

法人名

国立大学法人奈良先端科学技術大学院大学

先端科学技術研究科

研究科名

専任教員数

196 人

提出できる研究業績数の上１．研究科の目的に沿った研究業績の選定の判断基準【400字以内】

39 件
0

先端科学技術研究科は、コンピュータ科学・メディア情報学・システム情報学における新規性と独創性に重点を置いた先端的研究、微生物・植物・動物の生命現象の基本原理と多様性の解明を目指す先端的研究、医療・エネルギー・環境等の広範な分野で物質科学・情報科学・生命科学の融合を重視した先端的研究の展開を目的としている。
研究業績の選定対象はこれら情報科学・バイオサイエンス・物質創成科学にかかわる研究領域とし、選定に当たっては、(１)国内外の学術界・専門分野研究者の評価、(２)発表学術誌の被引用状況(IF(2019JCR)やScopus)、(３)発表論文の被引用状況(ScopusやGoogle
Scholar)、(４)学術賞やフェロー等の受賞実績、(５)科学研究費助成事業等の研究費獲得状況、(６)報道発表等による社会的注目度、(７)企業等との共同研究や特許による産業基盤への波及等を判断基準とした。
２．選定した研究業績

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

21020 通信 工学 多入力多出力ワイヤレ関連
ス給電に関する研究

1

社
文
会
化
的
経
意
済
義

S

S

移動体向けワイヤレ
ス給電は送受電位置の柔軟性を高めるため複数の送受電器を用いた給電システムが求められ、複数の送受電器を並べると送受電器間の干渉が生じ、伝送効率が著しく減少する問題がある。本研究は、この問題を解決する手法を提案したものであり、提案した干渉補償
回路は複雑な制御回路を用いずに実装が可能
で、給電効率や不要輻射の点からも有用である。

21040 制御 およ 強化学習手法の開発とびシ ステ 実ロボット応用、複雑ム工 学関 システムの最適制御に
関する研究
連

2

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

実ロボット向きの強化学習手法としてカーネル動的方策計画法を提案し、空気圧人工筋駆動の人型ロボットハンドによる作業スキル
を 100 試 行 程 度 の 経 験
データから獲得できることを示した。また、ネットワーク化制御におけるマルコフジャン
プ線形システムの状態
フィードバック最適制
御則や歩容制御における歩行・走行の遷移安定化技術を開発した。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本業績は、移動体向けのワイヤレス給電を実現するため、複数の送受電器を制御する新たな手法を提案した。相互干渉により効率的な給電が難しいとされていた従来の複数送受電にする学説を打ち破る研究成果
で、産業基盤においても有効な技術である。(１)は、マイクロ波の理論及び技術の分野でトップレベルのジャーナル(IF=3.8)に掲載され、2019
IEEE MTT-S Japan Young Engineer Awardと植之原道行記念賞を同時に受賞した。本論文はRadiation分野において被引用数Top4.7％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。(２)の成果は、高いインパ
クトファクターのジャーナル(IF=4.1、Engineering分野における被引用数Top3.3％に位置する学術的価値の高い雑誌)に掲載された。(３)の成果
は、ワイヤレス給電技術分野のトップ国際会議のものである。
【社会、経済、文化的意義】
本技術は、特に電気自動車の走行中給電の実現に向けた基盤技術である。電気自動車は、「持続可能な開発目標:SDGs」の特に「７:すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する」を実現するための必須の技術とされているが、現状では搭
載バッテリーの製造・廃棄に伴うCO2排出量、重量、コスト及び充電時間の問題から普及が順調に進んでいるとは言えない。一方、本研究成果に
より走行中給電が実現することで、電気自動車搭載バッテリーサイズの大幅な削減や充電時間の問題が解決することから、電気自動車の普及に貢献するものとして社会的・経済的意義を有する。また、本業績は、国立中興大学(台湾)との国際共同研究の一部であり、また、科研費及び企業との共同研究として実施しており、関連特許を１件出願している。

S

S【学術的意義】
本研究について、(１)は、アルゴリズムの実用性の高さに加えて、実ロボットのスキル学習を実機データのみから実現したことが高く評価された。機械学習分野において権威あるNeural Networks(IF=5.8)に掲載され、平成30年度日本神経回路学会論文賞を受賞した。(２)は、ペンシルバニア大学・東京工業大学との共同研究で、隠れマルコフモデルの導入による汎用性の高さが評価された。制御工学において権威ある論文誌(IF=6.4)に掲載され、また、隠れマルコフモデルを活用した感染症伝播
モデルの解析に関する論文が、Runner-up of 2019 IEEE Transactions
on Network Science and Engineering Best Paper Award を 受 賞 し た。
(３)は、ヒューマノイドロボットの動的な歩容制御技術の解析により、生物の歩容原理解明に貢献する研究として高い評価を得ている。この成果を契機としてミュンヘン工科大学との共同研究を開始しており、国際会議発表２件の成果をあげている。
【社会、経済、文化的意義】(１)の研究成果は企業との共同研究として活用されたことが注目され、日本経済新聞、電気新聞、日刊工業新聞等の多数のメディアに取り
上 げ ら れ た 。 関 連 研 究 が 、 国 内 ・ 国 際 共 同 特 許 出 願 ( 特 開 202027556(P2020-27556A))や業界誌として評価の高い日経ロボティクスに特集されるなど、社会・経済に高いインパクトを与えた。(２)はIoTによる超スマート社会実現に向けた高度基盤技術として意義が深く、(３)は非線形力学の観点から生物の歩容原理を解明する文化的意義を有する。さらに、杉本謙二教授は、これら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2018年度に計測自動制御学会フェローに選
出された。

1/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

Duong. Q.-T., Okada. M.

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

66,7
Maximum efficiency formulation IEEE
for multiple-input multiple- Transactions on
outputinductive
power Microwave Theory
and Techniques
transfer systems

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

2018

10.1109/TMTT.2
018.2805339

139450 2019139461

10.1109/ACCESS.2019.2
943541

201710.1109/WPT.2017.7953
861

13–23

2017

10.1016/j.neunet.2017.06.00734633477(1)

Vo. Q.-T.,
Okada. M.

Duong.

Q.-T., Load-independent
voltage IEEE Access
control for multiple-receiver
inductive
power
transfersystems

Ujihara. T.,
Okada. M.

Duong.

Q.-T., kQ-productanalysisof 2017IEEE
inductive
power
transfer WirelessPowersystem with two transmitters Transfer
and two receivers
Conference

7

(2)

(3)

Y.,
Matsubara.
Cui.
Sugimoto. K.

(1)T., Kernel
dynamic
policy Neural Networks 94
programming:
Applicablereinforcement
learningtorobot
systemswithhighdimensional states

Ogura. M., Cetinkaya. A., State feedback control of Automatica
Hayakawa. T., Preciado. V.M. Markov jump linear systems
withhidden-Markov
modeobservation

89

65-72

2018

10.1016/j.automatica.
2017.11.022

perception and Nonlinear
Kobayashi. T., Aoyama. T., Delays in
Sekiyama. K., Hasegawa. Y., action for improving walk –run Dynamics
transition
stability
in
Fukuda. T.
bipedal gait

97,2

168516982019

10.1007/s11071-01905097-0

(2)

(3)

4

社
文
会
化
的
経
意
済
義

21060 電子 デバ CMOSイメージセンサのイス およ バイオメディカルデバ
び電 子機 イス応用に関する研究
器関連
CMOSイメージセンサのバイオ医療分野への応用を目指し、人工視覚と脳内埋植イメージ
ングデバイスについて先駆的な研究を成し遂げてきた。人工視覚は
失明患者の視覚再建を目指し、脳内埋植イ
メージングデバイスは
超小型イメージングデ
バイスを脳内へ直接埋植することで生きたま
まの状態で脳活動を計測・制御でき、精神疾患等の解明が期待され
る。

S

SS

21060 電子 デバ 次世代ディスプレイのイス およ 高性能化、高信頼性化
び電 子機 に関する研究
器関連
酸化物薄膜トランジ
スタは、次世代ディスプレイに向けた駆動素子として注目されている。酸化物半導体材料
は低温形成が可能で、フレキシブルディスプ
レイを形成できる。本
研究では、レーザを使い、室温で高性能・高信頼性の薄膜トランジ
スタの動作を実証した。液体プロセスにより作製コストを抑え、保護膜に新材料を導入
して電気的ストレスへの高信頼性を確認でき
た。

S

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

、

3

学
術
的
意
義

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究では、高機能CMOSイメージセンサの新たなバイオ医療応用分野への開拓を進めて先駆的な業績を上げており、国内外から高い評価を得ている。(１)(２)は脳内埋植イメージングデバイスの研究成果であり、(３)は、小型蛍光顕微鏡実現のためのキーデバイスであるレンズフリー
蛍光イメージングデバイスの提案と実証に関するものである。(１)は、
電 気 電 子 分 野 で 権 威 あ る Proceedings of IEEE(IF=10.7) の 特 集 号
Advanced Technologies for Brain Research に 日 本 か ら 唯 一 掲 載 さ れた。(２)の論文は被引用数Top２％に位置し、高い評価を得ている。(３)は、バイオメディカル光学分野で権威あるBiomedical Optics Expressに掲載された。これら一連の研究に関連して、これまでに国際会議での招待講演45件、査読付論文42報、著書３件、プレス発表３件を行い、科研費基盤(Ａ)・基盤(Ｂ)・萌芽・若手に加え、科学技術振興機構(JST)のCREST(２件)やACCELにも参画している。
【社会、経済、文化的意義】
企業との共同研究３件、企業からの受託研究員を毎年２人受け入れている。また、イメージングデバイスで10件の特許を取得している。さらに、太田淳教授はこれら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越し た 貢 献に より 、こ れま でに IEEEよ りDistgingushed Lecturerの 称号
を、応用物理学会と映像情報メディア学会からフェローの称号を授与されるとともに、2018年度に電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエ
ティより業績賞を授与された。これに加え、2019年にGeneral Chairとしてバイオメディカルデバイス関係の国際会議IEEE BioCASを奈良で開催
し、本分野における日本のプレゼンスを高めた。

SS【学術的意義】
次世代のディスプレイの実現を目指し、酸化物半導体を使った薄膜ト
ランジスタの研究は世界的に活発に行われており、本研究グループはその最先端である。特に性能向上技術、信頼性向上技術、信頼性評価技術
において、国内外から高い評価を得ている。(１)は、溶液プロセスを使って高性能な薄膜トランジスタを形成した。(２)は、酸化物薄膜トランジスタにおいて新しい保護膜を使うことにより、電気的ストレスに対して高い信頼性を実証した。(３)は、酸化物薄膜トランジスタの劣化現
象のレビュー論文である。(１)は、被引用数Top１％に位置しており、高性能薄膜トランジスタ系製法として極めて高い評価を得ている。(２)の論文はEngineering分野において被引用数Top9.9％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。これら一連の研究に関連して、これまでに、ディスプレイに関する国際会議で12件の招待講演、10件の受賞、３件のチュートリアル講演、３件のプレス発表を行い、査読付学術
論文は30報にのぼる。また、科研費基盤研究・若手研究、科学技術振興機構(JST)による戦略的創造研究推進事業(CREST)、内閣府による戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)などの競争的資金に繋がっている。
【社会、経済、文化的意義】
本研究によって、学位を取得した学生は13人にのぼる。このうち５人は社会人学生であり、次代を担う人材育成の観点から社会に対して大きく貢献している。企業との共同研究は15件以上で、半導体製造・薄膜素
子関連で10件の特許を取得しているが、そのうち企業との特許も５件あり、産業的意義は大きい。さらに、浦岡行治教授は、これら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2016年度に応用物理学会フェローに選出された。

2/20

共
同
利
用
等

代表的な研究成果・成果物【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

Microimaging Proceedings
Ohta. J., Ohta. Y., Takehara. Implantable
H., Noda. T., Sasagawa. K., Device for Observing Brain the IEEE
Tokuda.
T.,
Haruta.
M., Activities of Rodents
Kobayashi. T., Akay. Y.M.,(1) Akay. M.

Sunaga. Y.,
Yamaura.
Haruta. M., Yamaguchi.
Motoyama.
M.,
Ohta.
Takehara.
H.,Noda.
(2) Sasagawa. K., Tokuda.
Yoshimura. Y., Ohta. J.

巻・号頁

of 105,1

158166

H., Implantable imaging device for Japanese Journal 55,3
Appliedfunctional
imaging ofT., brainusing
flavoprotein Physics
Y., systemT., fluorescence
T.,

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

2017

10.1109/JPROC.
2016.25
85585

2016

10.7567/JJAP.5
5.03DF029,943294344

201810.1364/BOE.9.
004329of 50,1
Bermundo. J.P.S., Kulchaisit. High performance all solution Digestoxidethin-film Technical Papers
C., Corsino. D.C., Syairah. processed
SID
A., Fujii. M.N., Ikenoue. H., transistor via photo-induced International
semiconductor-to-conductor
Ishikawa. Y., Uraoka. Y.
Symposiumtransformation of a-InZnO(1)4224252019

10.1002/sdtp.1
2946

Ochi. M., Hino. A., Goto. H., Evaluationofstress Japanese Journal 57,2
Hayashi. K., Fujii. M.N., stabilities in amorphous In- ofApplied
Ga-Zn-O thin-film transistors: Physics
Uraoka. Y., Kugimiya. T.
Effect of passivation with Sibased resin
(2)

2018

10.7567/JJAP.5
7.02CB0
6

Uraoka. Y., Bermundo. J.P., Degradation
phenomenon
in Japanese Journal 58,9
Fujii. M.N.,
Uenuma. M., metal-oxide
semiconductor ofAppliedIshikawa. Y.
thin-filmtransistors
and Physics
technique for its reliability
evaluationand suppression(3)（Review Paper)

090502 201910.7567/13474065/ab
1604

Sasagawa. K., Kimura. A., Highly
sensitive lens-free Biomedical
Haruta. M., Noda. T., Tokuda. fluorescence imaging device optics express
enabled by a complementaryT., Ohta. J.
combination of interference
and absorption filters
(3)

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

28010 ナノ 構造 ナノメートルレベルの分子構造制御による革化学
新電子光機能材料の創
成

5

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

SS

分子材料にチューニングさせたナノメート
ルスケールの物質構造の制御手法を開拓した。特に、カーボンナ
ノチューブを利用する
熱エネルギー変換や光エネルギーを効率よく利用する高感度センシ
ングなど、分子性材料に革新的な電子、光及び熱応用性を付与し、エネルギー変換やセン
シングにおける新しい価値を提示した。

29010 応用 物性 低次元ナノ～マイクロ構造を導入した有機無関連機ハイブリッド材料の
創成

6

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

水熱酸化によりナノ
ロッドやナノチューブ構造をもつ酸化亜鉛薄膜を従来法に比べて低温で簡便に作成する手法を開発して有機無機
ハイブリッド太陽電池に応用するとともに、高効率の太陽電池特性をもつ有機無機ペロブ
スカイト材料を低次元結晶化することによりレーザー媒質としての可能性を明らかにし
た。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究について、(１)では、熱電変換用カーボンナノチューブを簡便かつ安定にドーピングする新しい化学プロセスを実現する成果で、n型
ドープ状態は化学分野の常識を覆す長寿命高安定を実現した。(２)ではらせん構造を有する分子系ナノワイヤーにおける高効率光捕集に成功し、(３)では円偏光発光の光制御に成功した。(１)の成果が公開された
Advanced Functional Materialsは高インパクト雑誌(IF=15.6)として知られ、被引用数は84で、Electrochemistry分野など複数の分野において被引用数Top１％以内に位置し、極めて高い評価を得ている。(２)(３)の論文もTop10％以内に位置し、高く評価されている。また、円偏光発光に関する論文数として本学は2017年まで世界１位で、現在も中国以外の研究機関として世界５位以内に位置し、世界的な潮流を先導している。
【社会、経済、文化的意義】
本研究は、光応答性及び光制御性を有する分子・高分子、ナノ粒子材
料の新たな開発を進めたもので、社会・経済への貢献が卓越している。
2016年に行ったプレスリリースはNHKニュースや読売新聞はじめ10社以上で報道され、また積水化学工業(株)との共同研究である発電モジュール実証の発表が日本経済新聞をはじめ20紙に掲載されるなど社会的反響を得た。関連して野々口斐之助教は、TBS「未来の起源」に気鋭の若手研究者として紹介され、河合壯教授も出演した。また、河合教授の主宰により、有機熱電エネルギー変換に関する初めての国際会議を開催し、世界を先導している(世界12ヵ国から150名が参加)。さらに、2019年に関係技術を搭載した環境発電型無線センシングシステムが日本ゼオン(株)より発表された。この間、PCT並びに各国移行を含む41件の特許を出願し、８件の特許が登録された。

SS-【学術的意義】
本研究では、有機無機ハイブリッド太陽電池の主要素材である酸化亜鉛ナノ構造を低温で合成する手法を開発するとともに、有機無機ペロブ
スカイトの単結晶薄膜を成長させてレーザーデバイス化する手法を新たに開発した。(１)は、酸化亜鉛ナノ構造の新しい手法として亜鉛膜を熱水中で酸化することによりサイズや形状を制御したナノロッドが得られることを示した。(２)は、酸化亜鉛の水熱合成の過程でアルミニウムをドープすることによりナノロッドがエッチングされたナノチューブが得られることを見出した。(３)は、有機無機ペロブスカイト材料の新しい結晶成長法を開発し、基板間に良質な単結晶キャビティを形成できることにより良好なレーザー媒質として機能することを示した。(１)～(３)の論文は、いずれも被引用数Top10％以内に位置しており、学術分野や各専門分野において高い評価を得ている。

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

Nonoguchi. Y., Nakano.
Murayama. T., Hagino.
Hama.
S.,
Miyazaki.
Matsubara. R., Nakamura.
(1) Kawai. T.

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

掲載論文
のDOI

頁

26,18

30213028

2016

10.1002/adfm.20160017956,4715053- 201715057

10.1002/anie.2
0170716052,29517151742016

10.1039/c6cc01
277a

Surface 467468

9329392019

10.1016/j.apsu
sc.2018.10.254

of 7,1646534661

2019

10.1039/c9tc00
401g

2018

10.7567/JJAP.5
7.04FL1
0

M., Simple Salt-coordinated n-Type Advanced
H., Nanocarbon Materials Stable in Functional
Materials
K., AirM.,

Sethy. R., Kumar. J., M é Enantioselective
Light Angewandtetivier.
R.,
Louis.
M., Harvestingwith Chemie
Nakatani. K., Mecheri. N.M.T., Perylenediimide
Guestson International
Subhakumari. A., Thomas. K.G., Self-Assembled
Chiral Edition
Naphthalenediimide Nanofibers(2) Kawai. T., Nakashima. T.

Hashimoto. Y., Nakashima. T., Photoswitchingofan Chemical
Shimizu. D., Kawai. T.
intramolecular chiral stack in Communications
a helical tetrathiazole-(3)

Pelicano. C.M., Yanagi. H.

pH-controlled
surface Applied
engineering of nanostructured Science
ZnO films generated via asustainable low-temperature H
2 O oxidation process

Pelicano. C.M., Yanagi. H.

Enhanced charge transport in Journal
Al-doped
ZnO
nanotubes Materials
designed:
Via simultaneous Chemistry C
etching and Al doping of H2Ooxidized ZnO nanorods forsolar cell applications

(1)

(2)

Nguyen. V.-C., Katsuki. H., Single-crystal
perovskite Japanese Journal 57,4AppliedSasaki. F., Yanagi. H.
CH3NH3PbBr3 prepared by cast of
capping method for light- Physics
emitting diodes
(3)

3/20

発行・
発表年
等

巻・号

33010

7

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

構造 有機 機能性芳香族化合物の
化学 およ 合成と有機エレクトロ
び物 理有 ニクスへの応用に関す
機化 学関 る研究
連π共役拡張芳香族化
合物は、有機エレクト
ロニクス材料や近赤外吸収発光材料として、
またナノカーボン材料
ボトムアップ合成のユニットとして重要である。本研究では、前駆体法を中心に、様々なπ共役拡張化合物やカーボンナノリングの合成と電子構造の解明
や新しい反応開発を行うとともに、有機エレ
クトロニクスデバイスへの応用を推進した。

35030 有機 機能 新規機能性材料として
材料関連 の有機無機ハイブリッ
ド材料の開拓8

有機物質と無機物質の特徴を活かした新規性の高いハイブリッド
材料に関する研究であり、新しい発電デバイ
スやセンサなどを創出ために重要である。研
究対象は、有機分子とカーボンナノチューブの複合材料、太陽電池応用などで注目されている有機カチオン、無機カチオン、無機アニ
オンによって構成される有機無機ハイブリッ
ドペロブスカイトであ
る。

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

SS

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究については、(１)では、超高真空下フッ素修飾グラフェンナノ
リボンの金基板上合成を試み、金基板上での特異な脱フッ素反応のメカ
ニズムを明らかにした。(２)では、高次アセンのAu(111)基板上合成に成功し、STMやnc-AFMで観測することによりヘプタセンやノナセンの電子構
造を超高真空下で初めて実測を可能にして構造を明らかにした。(３)では、フェナジン化合物のp型特性の結晶にTCNQをドーピングすることでn型の共結晶に変換することに成功した。(１)の論文はEngineering分野における被引用数Top3.6％に位置し、当該分野において高く評価されている。また掲載雑誌であるACS Nano(IF=13.9)は、同分野において被引用数
Top0.4％に位置する学術的価値の極めて高い雑誌である。(２)の論文
は 、 Physics and Astronomy 分 野 と Biochemistry,Genetics andMolecular Biology分野で被引用数Top１％に位置し、極めて高い評価を得ている。(３)の論文は、被引用数は44で被引用数Top7.9％に位置し、高い評価を得ている。これら一連の研究に関連し、山田容子教授は2019
年に日本化学会学術賞を受賞するとともに、これまでに25件の招待講演を行った。
【社会、経済、文化的意義】
本研究に関連する研究テーマにより８人の学生が博士学位を取得しており、次代を担う人材育成の観点から社会に対して大きく貢献している。また、世界６カ国９研究室と21報の国際共著論文を発表しており、国際的な研究ネットワークを通じて学術的知識の発展・普及を推進している。さらに、企業との共著論文は３件、特許出願は４件(うち３件は企業との共同研究)であり、新産業基盤への応用・創出の観点から社会的意義は大きい。

SS-【学術的意義】
本研究では、機能的な有機分子を用いた固体素子において顕著な性能を示す素子として、熱電変換素子と有機無機ペロブスカイト対応電子素子の作製開発に成功した。(１)は、ウェアラブルエナジーハーベスター
として使える布状熱電変換素子を作製する新手法を提案し、実証した。
(２)は、太陽電池用途等で注目される有機無機ハイブリッドペロブスカ
イトCH3NH3SnI3について、不安定性の起源を表面分析手法を駆使して明らかにした。(３)は、同じくCH3NH3PbI3について逐次蒸着法における作成条件によりペロブスカイト構造の形成度合いが異なることを調べたものである。(１)の論文は被引用数Top８％、(２)の論文は被引用数Top８％、(３)の論文はEngineering分野において被引用数Top7.9％にそれぞれ位置し、いずれも学術分野や各専門分野において高く評価されている。

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

巻・号

頁

Hayashi. H., Yamaguchi. J., Experimental and Theoretical ACS Nano
Jippo.
H.,
Hayashi.
of SurfaceR., Investigations
Aratani. N., Ohfuchi. M., Assisted Graphene Nanoribbon
Synthesis Featuring CarbonSato. S., Yamada. H.
Fluorine Bond Cleavage
(1)

11,6

620462102017

10.1021/acsnano.7b023
16

Urgel. J.I.,
Mishra. S., On-surface
light-induced Nature
Hayashi. H., Wilhelm. J., generation of higher acenes Communications
Pignedoli.
C.A.,
Di and elucidation of their openGiovannantonio. M., Widmer. shell character(2) R., Yamashita. M., Hieda. N.,
Ruffieux. P., Yamada. H.,
Fasel. R.

10,1

861

2019

10.1038/s41467-01908650-y

38513856

2016

10.1039/c5sc04
954g

Zhang. J., Gu. P., Long. G., Switching
charge-Transfer Chemical Science 7,6
Ganguly. R., Li. Y., Aratani. characteristics from p-Type ton-TypethroughmolecularN., Yamada. H., Zhang. Q.
"doping" (co-crystallization)(3)

Ito. M., Koizumi. T., Kojima. From materials
to device Journal
design of a thermoelectric Materials
H., Saito. T., Nakamura. M.
fabric for wearable energy Chemistry A
harvestersof 5,24

12068- 2017
12072

10.1039/c7ta00304h

Lee. Y.M., Park. J., Yu. B.D., Surface Instability of Sn- Journal
Hong.
S.,
Jung.
M.-C., Based Hybrid Perovskite Thin PhysicalFilm, CH3NH3SnI3: The Origin ChemistryNakamura. M.
Lettersof Its Material Instabilityof 9,9229322972018

10.1021/acs.jpclett.8b004942019

10.7567/18820786/aa
f0ac

(1)

(2)

Jung. M.-C.,
Kobori. S., Formation of CH 3 NH 2 - Applied
Matsuyama. A., Maeng. I., Lee. incorporated
intermediate Express
Y.M., Kojima. H., Benten. H., state in CH 3 NH 3 PbI 3
hybrid perovskite thin film
Nakamura. M.
formed by sequential vacuum(3)
evaporation

4/20

Physics 12,1

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

37010 生体 関連 金属タンパク質の反応
化学機構解明と構造変化

9

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

S

次世代超分子の創成、光応答性生体分子の開発、コンフォー
メーション病(アルツハ
イマー病、パーキンソ
ン病、狂牛病等)の原因であるタンパク質構造
変性メカニズムの解明を進めている。特に、ドメインスワッピングを利用してタンパク質
超分子を構築するとと
もに、FTIRなどの分光法を用いて金属タンパ
ク質の反応機構を解明した。

38020 応用 微生 発酵プロセスの改良に
物学関連 関する研究

10

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

微生物機能の解析とその応用に取り組み、
酵母や大腸菌におけるアミノ酸の代謝制御機
構や生理機能を明らかにするとともに、その成果を微生物育種や物質生産などに応用して社会実装してきた。特に、醸造用酵母やパン
酵母の環境ストレスに応答した新規の代謝調
節機能を解析して、各種ストレスに耐性をもつ酵母や醸造酒に新規特性を与える酵母の育種など、商品化を目指した研究を展開してい
る。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究では、レーザートラッピング法を用いてドメインスワッピング
したシトクロムcの２量体からのアミロイド線維を作製し、種々のヘムタ
ンパク質のドメインスワッピングに成功した。(１)では、ドメインス
ワッピングしているシトクロムcの２量体を光圧を用いて高濃度に集めるとアミロイド線維が形成することを報告した。(２)はNAD+還元ヒドロゲ
ナーゼの反応機構においてプロトンの脱着の様子を直接観測したもの
で、水素発生の機構に対する詳細な知見を与えた。(３)では、ヒドロゲ
ナーゼが鉄硫黄クラスターの酸化状態の変化によって酸素分子による失活を防いでいることを報告した。（１）(２)の発表雑誌は、Chemistry分
野において被引用数Top3.8％となる学術的価値の高い雑誌である。(３)はScience(IF=41.1)に発表され、本業績に関して、19th International
Conference on Biological Inorganic Chemistry等の国際会議で基調講演を行うなど国際学会で招待講演を行った。なお、廣田俊教授は、これら一連の研究に関する顕著な功績が評価され、2019年度に日本化学会学術賞を授与された。
【社会、経済、文化的意義】
本研究手法は、社会的に関心の高いアルツハイマー病等の認知症の新治療法の発見や次世代素材の開発に繋がるもので医療分野における意義は大きく、毎日新聞、奈良新聞など７件のメディアに取り上げられた。
また、生物のエネルギー代謝システムの進化についての基礎科学的研究として日本経済新聞社のウェブサイトで紹介され、学術的知識の発展・普及としての社会的意義を有する。さらに、燃料電池をはじめとする水
素活用社会の構築に向け、本研究の酵素の持つ極めて高い機能解明を通じて次世代水素発生デバイス開発も動き出しており、社会的・経済的意
義は大きい。

SSS【学術的意義】
様々な微生物研究が世界中で繰り広げられているが、社会実装にまで至る研究は少ない。本研究では、代謝やストレス応答等の基礎的な機能解析等を通じて有用種等を開発し、社会実装にまで繋げており、応用微生物学としての意義は大きい。例えば、(２)は、パン酵母の冷凍保存時に変性タンパク質を分解する酵素が酵母の高い発酵力を保持するのに重要 で あ る こ と を 発 見 し て お り 、 米 国 微 生 物 学 会 の 国 際 学 術 誌 (Food
Science分野における被引用数Top8.5％)に掲載されている。また、(３)は、酵母細胞内のプロリンがエタノールストレスに伴い上昇する活性酸
素種レベルを大幅に低下させ、エタノールストレス下における細胞の生存率を増加させることを発見したものであり、被引用数は25で被引用数
Top１％に位置し、極めて高い評価を得ている。これら一連の研究に関連し、高木博史教授は日本生物工学会第11回生物工学功績賞及び2020年度
日本農芸化学会賞を受賞するとともに、本研究をさらに発展させ、基盤研究(Ｓ)「真菌における一酸化窒素の統合的理解と育種・創薬への応用」を展開している。
【社会、経済、文化的意義】
本研究の社会・経済への卓越した貢献は認知されており、新エネル
ギー・産業技術総合開発機構(NEDO)による「植物等の生物を用いた高機能生産技術の開発」の支援等により広く展開している。(１)は、ハイビ
スカスの花からの新規酵母株を用いて特徴的な香気成分をもつ泡盛を酒造メーカーとの共同研究により商品化した。(２)は、パン酵母が冷凍保存後も高い発酵力を維持する仕組みを解明し、冷凍耐性パン酵母の育種に繋がる研究として期待されており、琉球新報、沖縄タイムズ、日本食
糧新聞、日刊工業新聞、化学工業日報で報道された。(３)は、発酵化学
産業上で有用な酵母の育種に貢献している。

5/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

頁

56,24
Yuyama. K.-I.,
Ueda. M., A Single Spherical Assembly of Angewandte
Nagao.
S.,
Hirota.
S., Protein Amyloid Fibrils Formed ChemieInternationalby Laser Trapping
Sugiyama. T., Masuhara. H.
Edition(Hot
Paper)(1)67396743

Tai.
H.,
Nishikawa.
K., Cysteine SH and Glutamate COOH Angewandte
Higuchi. Y.,
Mao. Z.-W., Contributions
to[NiFe] Chemie
Hirota. S.
Hydrogenase Proton Transfer International
Revealed by Highly Sensitive Edition
FTIR Spectroscopy(2)

Shomura. Y.,
Taketa. M., Structural Basis of the Redox Science
Nakashima.
H.,
Tai.
H., Switches in the NAD+-Reducing
Nakagawa. H.,
Ikeda. Y., Soluble [NiFe]-Hydrogenase
Ishii. M.,
Igarashi. Y.,(2) Nishihara. H., Yoon. K.-S.,
Ogo. S., Hirota. S., Higuchi.
Y.

Abe.
T.,
Toyokawa.
Sugimoto. Y.,
Azuma.
Tsukahara. K., Nasuno.
Watanabe. D., Tsukahara.
(1) Takagi. H.

Y., Characterization of a new Frontiers
cerevisiae Genetics
H., Saccharomyces
R., isolated from hibiscus flower
M., and its mutant with l-leucine
accumulationforawamori
brewing.

58,38
-

(3)

Taguchi.

J., Proline accumulation protects Yeast
Saccharomyces cerevisiae cells
in stationary
phase fromethanol stress by reducing
reactive oxygen species levels

掲載論文
のDOI

2017

10.1002/anie.2
0170235213285- 201913290

10.1002/anie.2
01904472

357,63 92854
932

2017

10.1126/science.aan4497

in 10,MAY 00490

2019

10.3389/fgene.
2019.00490

e00406 2018-18

10.1128/AEM.00
406-1835536310.1002/yea.3154

and 84,12
Watanabe. D., Sekiguchi. H., Importance of Proteasome Gene Applied
Sugimoto. Y., Nagasawa. A., Expression during Model Dough Environmental
Fermentation after Freezing Microbiology
Kida. N., Takagi. H.
Preservation of Baker’s Yeast
Cells
(2)

Takagi. H.,
Kaino. T.

発行・
発表年
等

33,8

2016

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

38040 生物 有機 ナス科植物の機能性天
化学関連 然物の生合成機構の研
究

11

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

S

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

トマトやタバコに蓄積する生理活性天然物であるグリコアルカロ
イドやニコチンの生合
成酵素とその調節因子の作用機構並びに遺伝
子進化を明らかにし、機能性有用化合物の蓄積を改良する方策を提
案した。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究は、タバコとトマトに蓄積する毒性アルカロイドの生合成遺伝
子とその発現調節遺伝子を発見し、天然物蓄積の制御機構を明らかにしたものとして高く評価されている。(１)は、トマトの傷害シグナル伝達系がアルカロイド合成を制御することを明らかにした。(２)は、タバコのニコチン生成の分子進化を提案したものであり、ナス科における天然物進化を解明した。(３)は、トマトの毒性アルカロイド合成の鍵制御因子を発見した重要な成果である。(２)の発表誌は、Plant Science分野において被引用数Top2.5％に位置する学術的価値の高い雑誌である。また、本論文は同分野において被引用数Top7.0％に位置し、高く評価されている。(３)の発表誌はPlant Science分野において被引用数Top5.5％に位置する学術的価値の高い雑誌である。また、本論文の被引用数は34で、Plant Science分野において被引用数Top4.0％に位置しており、高い評価を得ている。さらに、本論文は掲載誌の編集長推薦論文として選出された。
【社会、経済、文化的意義】
本業績は、代謝工学的手法による商用植物の高付加価値化につながる研究として社会的・経済的な観点から注目され、日本経済新聞、産経新
聞、奈良新聞、日本農業新聞、化学工業新聞、NHK奈良放送局等の多数のメディアによって報道された。また、本業績は国内外バイオ企業との受託研究等に繋がっており、新産業基盤への応用・創出の観点から社会的意義は大きい。

38060 応用 分子 組換えタンパク質の植細胞 生物 物における高発現系の
開発
学関連

12

植物への外来遺伝子導入技術により植物の利用・改良が可能になったが、導入遺伝子が安定に発現しないことや目的タンパク質が高蓄積しない問題がある。本研究では、これ
ら問題の要因を解明し、導入遺伝子を安定に発現させる技術、翻訳レベルで高発現させる技術、mRNAの安定化に関する技術等の開発に取り組み、発現レベ
ルを高める基盤技術を開発し、応用に結びつ
けた。

S

SS

【学術的意義】
本研究は、外来遺伝子による組換えタンパク質が植物細胞、組織、個体で効率よく高いレベルで発現・蓄積するために必要な要因を同定し、それらを活用した高発現系の構築を実現した。外来遺伝子の導入は容易であるが、発現効率を高度に上げることは困難な場合が多い。これを克服しようとする本研究は、応用研究として卓越した意義がある。(１)は、低温で発現誘導される植物遺伝子の5'上流非翻訳領域に下流の遺伝
子発現レベルを向上させる配列が存在することを見出している。(２)は、ゲノム情報を用いて主要作物を含む単子葉植物での導入遺伝子発現
レベルを向上させる配列を特定したものであり、日本植物細胞分子生物学会の論文賞を受賞している。(３)は、異なる植物種のmRNA分解に寄与する共通配列情報を見出しており、発現向上の手がかりを掴んだ。この論文はPlant Science分野において被引用数Top5.5％の学術的価値の高い雑誌に発表している。
【社会・経済・文化的意義】
本研究の一部は、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)からの受託研究の一環として進めており、「遺伝子発現制御および栽培環境制
御の融合による代謝化合物高生産基盤技術開発」で成果を挙げて、本プ
ロジェクトの研究開発目標「植物等の生物を用いた高生産基盤技術の開発」に大きく貢献している。例えば、ワクチンや治療用抗体等の有用タ
ンパク質を植物で高効率に生産させるため、カナダの企業等とともに遺伝子発現に関するビックデータを活用して植物へ導入した遺伝子の発現レベルを高める基盤技術開発を推進している。これら一連の研究成果に基づき、２件の特許を取得し、４件の特許を出願した。また、複数の企業と共同で有用代謝産物、工業用酵素、ワクチンタンパク質高生産植物の生産・作出に取り組んでおり、新産業基盤への応用・創出の観点から
社会的意義は極めて大きい。

6/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

巻・号

頁

Abdelkareem. A., Thagun. C., Jasmonate-induced biosynthesis Biochemical and 489,2
Nakayasu. M., Mizutani. M., of steroidal glycoalkaloids BiophysicalHashimoto. T., Shoji. T.
depends on COI1 proteins in ResearchCommunications
tomato.

2062102017

10.1016/j.bbrc.2017.0
5.132

Kajikawa. M., Sierro. N., Genomic insights into the Plant Physiology 174,2
Kawaguchi. H., Bakaher. N., evolution of the nicotine
pathwayin
Ivanov. N.V., Hashimoto. T., biosynthetic
tobacco.
Shoji. T.

99910112017

10.1104/pp.17.
00070

S., Jasmonate-responsive
ERF Plant and Cell 57,5
R., transcription factors regulate Physiology
T., steroidal
glycoalkaloidY., biosynthesis in tomato.
S.,
K.,
K.,

9619752016

10.1093/pcp/pc
w067

of 125,1
Yamasaki. S., Sanada. Y., Arabidopsis
thaliana cold- Journal
andImase. R., Matsuura. H., Ueno. regulated 47 gene 5 ′ - Bioscience
untranslated region enables BioengineeringD., Demura. T., Kato. K.
stable high-level expressionof transgenes(1)1241302018

10.1016/j.jbiosc.2017.08.007

Yamasaki. S., Suzuki. A., Identification of 5 ′ - Plant
Yamano. Y., Kawabe. H., Ueno. untranslated
regions
that Biotechnology
functionaseffective
D., Demura. T., Kato. K.
translational
enhancers inmonocotyledonous plant cells(2)using a novel method ofgenome-wide analysis

35,4365373201810.5511/plantb
iotechnology.1
8.0903aT., Different Plant Species Have Plant and cell 61,1
Sequence
Features physiology
M., Common
T., Related to mRNA Degradation
Y., Intermediates

53-63

2019

10.1093/pcp/pc
z175

(1)

(2)

Thagun. C., Imanishi.
Kudo. T., Nakabayashi.
Ohyama.
K.,
Mori.
Kawamoto. K., Nakamura.
(3) Katayama. M., Nonaka.
Matsukura. C.,
Yano.
Ezura.
H.,
Saito.
Hashimoto. T., Shoji. T.

Ueno.
D.,
Mukuta.
Yamasaki. S., Mikami.
T.,Matsui.
Demura.
Sawada. K., Katsumoto.
(3) Okitsu. N., Kato. K.

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

43020 構造 生物 植物タンパク質の三次
化学関連 元構造解明に基づく機能制御の研究

13

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

S

植物特有の機能制御に重要なタンパク質の三次元構造をX線結晶構
造解析により解明し、植物構造生物学を展開した。特に、根の特殊構造を形成するための細胞分化を制御する転写因子複合体、細胞分化を制御する植物ホル
モン受容体、そして、根の重力屈性の制御因
子複合体の構造を決定
して、分子機能の詳細と制御機構を解明するとともに、その基本ルールを提示した。

43020 構造 生物 膜タンパク質の三次元
化学関連 構造解明に基づく生体
機能の研究

14

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

膜タンパク質の構造
生物学的解析を通して、生命現象の基本メ
カニズムを原子レベルで解明してきた。特に、タンパク質を生体膜を通過させる膜タン
パク質複合体SecYEGFの構造研究や機能解析を通して、新生ペプチド鎖の輸送メカニズムの一端を解明した。また、リン脂質受容体
や、細菌の多剤耐性ト
ランスポータMATE等の構造解析で成果を挙げ
ている。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
植物の根の同心円的内部構造を決定する転写因子JKDと内部位置依存的な転写調節補助因子複合体SHR-SCRとの三者複合体の構造決定に、世界で初めて成功した(１)。構造から明らかになった相互作用の特異性をもとに、一群の転写因子の調節補助因子による選別のルールを発見し、細胞分化を決定するDNA－転写因子－調節因子のネットワークを整理することに成功した意義は大きく、他の国際雑誌等でレビューされている。また、分岐制御や根菌共生制御の植物ホルモンのストリゴラクトン受容体と不活性化機構(２)や、根の重力屈性制御にかかわる制御因子群の同定とその間の特異的な相互作用の詳細(３)を、複合体の構造解析を通じて明らかにし、植物学における構造生物学的な展開で大きく貢献している。これらの成果はいずれも高インパクト(IF＞11)のジャーナルに発表され、各論文の被引用数も多い(被引用数Top１～６％)。
【社会、経済、文化的意義】
根の発達は、植物の生長あるいは干害等への耐性の要である。本研究の植物の根の機能構造形成の仕組みの解明により品種改良等が促進できることから、農作物やバイオマスの生産性向上等に繋がるものとして新産業基盤への応用の観点からも極めて重要な意義を持つ。実際、新聞等でも報道されて社会の注目を集めた。また、編集者兼著者として、植物領域で実績のある世界中の構造生物学者と協力して、世界発の植物構造
生物学の専門書/大学院学生の副読本(特にホルモン制御に焦点を当てた
モ ノ グ ラ フ ) 、 Plant Structural Biology – Hormonal regulations –(Editors:Hejátko. J., Hakoshima.T.(Eds.))をSpringer NYから出 版しており、植物科学領域における構造生物学的手法の教育や分野外研究者
への世界的普及に大きく貢献した。

SSS【学術的意義】
膜タンパク質の構造研究は多くの困難を伴う。タンパク質試料の大量調製は容易でなく、また結晶化も難しい。さらに、得られた結晶の回折能は可溶性タンパク質結晶に比べて極めて弱く、これらの困難を全て克服して初めて結晶構造が得られる。塚崎智也教授の研究グループでは、細菌の新生鎖ペプチドのトランスポータである膜タンパク質SecDFがプロ
トン勾配を利用し、ペリプラズム空間の前駆体タンパク質と相互作用することをX線結晶構造解析により示した(１)。また、原子間力顕微鏡AFMを用いて溶液中でペプチドが膜透過する様子を観察することにも成功している(２)。これらの研究は、新生鎖の膜透過メカニズムの解明や、透過後のペプチド鎖のフォールディングの機構を原子レベルで理解する上で大きな意義を持つ。さらに、その他の重要な膜タンパク質の構造研究でも成果をあげており、例えば、リン脂質受容体のLPA6の構造解析(３)や、細菌の多剤薬剤耐性に係わるトランスポータMATEの構造解析に関する成果をあげている。
【社会、経済、文化的意義】
細胞表面に存在する膜タンパク質は薬剤標的になりやすく、医療や産業への応用が期待される。ペプチド鎖の膜輸送体は細菌とヒト等の高等生物で大きく異なることから、SecYDEFの構造研究は細菌への特異性の高い薬剤の開発の標的としての価値が極めて高い。また、LPA受容体である
LPA6は癌や繊維症との関係が深いことから格好の薬剤標的として注目されており、構造決定は薬剤設計に大きく寄与している。さらに、これら以外の薬剤や生理活性物質のトランスポータであるMATEの構造解析においても成果をあげており、医療への応用の意義は極めて大きい。

7/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

the SHR-SCR Nature Plants
Hirano. Y., Nakagawa. M., Structure of
Suyama.
to theT.,
Murase.
K., heterodimer boundtranscriptional
Shirakawa. M., Takayama. S., BIRD/IDD
factor JKD.
Sun. T.-P., Hakoshima. T.

巻・号

3

頁

発行・
発表年
等

17010

2017

10.1038/nplant
s.2017.
10

掲載論文
のDOI

(1)

Seto. Y., Yasui. R., Kameoka. Strigolactone perception and Nature
H., Tamiru. M., Cao. M., deactivation by a hydrolase Communications
Terauchi. R., Sakurada. A., receptor DWARF14
Hirano.
R.,
Kisugi.
T.,
Hanada. A., Umehara. M., Seo.
(2) E., Akiyama. K., Burke. J.,
Takeda-Kamiya. N., Li. W.,
Hirano. Y., Hakoshima. T.,
Mashiguchi. K., Noel. J.P.,
Kyozuka. J., Yamaguchi. S.
Furutani. M., Hirano. Y., Polar recruitment of RLD by Nature
Nishimura. T., Nakamura. M., LAZY1-likeproteinduring Communications
Taniguchi. M., Suzuki. K., gravity signaling in root
Oshida. R., Kondo. C., Sun. branch angle control(3) S., Kato. K., Fukao. Y.,
Hakoshima. T., Morita. M.T.

10,1

2019

10.1038/s41467-01808124-7

11,1

2020

10.1038/s41467-01913729-7

Furukawa. A., Yoshikaie. K., Tunnel Formation Inferred from Cell Reports
Mori. T., Mori. H., Morimoto. the I-Form Structures of theProtein
Y.V., Sugano. Y., Iwaki. S., Proton-Driven
Minamino. T., Sugita. Y., Secretion Motor SecDF
Tanaka.
Y.,
Tsukazaki.
T.
(1)

19,5

895901

201710.1016/j.celr
ep.2017.04.030

Haruyama. T., Sugano. Y., Single-Unit
Imagingof Structure
Kodera. N., Uchihashi. T., Membrane
Protein-Embedded
Ando. T., Tanaka. Y., Konno. Nanodiscs from Two Oriented
Sides by High-Speed Atomic
H., Tsukazaki. T.
Force Microscopy
(2)

27,1

1522019160.e310.1016/j.str.
2018.09.005

insights
into Nature
Taniguchi. R., Inoue. A., Structural
Sayama. M.,
Uwamizu. A., ligand recognition by the
Yamashita. K., Hirata. K., lysophosphatidic acid receptor
Yoshida. M., Tanaka. Y., Kato. LPA 6
Nakada-Nakura.
Y.,(3) H.E.,
Otani. Y., Nishizawa. T., Doi.
T., Ohwada. T., Ishitani. R.,
Aoki. J., Nureki. O.

548,76 35667
360

2017

10.1038/nature
23448

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

43060 シス テム 微生物のシステム生物
ゲノ ム科 学の基礎ならびに応用
展開
学

15

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

SS

ゲノムデータと網羅的欠失株ライブラリー
等のリソース、一遺伝
子欠失株ライブラ
リー、代謝経路ネット
ワークの定量解析とモ
デル化シミュレーショ
ン等の手法を駆使して、基礎から応用に渡るオミックス解析で成果を挙げている。複数の国際共同研究を通して、国際標準のオミッ
クス研究ツールの開発
や、ヒトの腸内微生物叢に及ぼす薬物の影響の網羅的解析等で成果を挙げている。

44010 細胞 生物 細胞膜変形機構の解明
学関連による細胞機能の研究

16

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

細胞機能発現時の細胞形態変化の制御機構
を、細胞膜結合性タン
パク質と細胞内シグナ
リングの解析から解明することを目指して、
超解像度顕微鏡イメー
ジングや数理モデル解
析等の最新手法を駆使して新しい分子細胞生物学を展開している。
例えば、膜を変形させる GAS7 は 、 マ ク ロ
ファージの食作用時にシート状アッセンブ
リーに会合することで食胞形成すること等を発見している。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究は、大腸菌等のゲノムデータと研究目的毎のリソース構築や解析ツール開発を通して、細菌ゲノム・オミックス研究の国際的ネットワークを支えていることが最大の学術的な意義である。国際共同研究の具体的な成果としては、1,000以上の市販の非抗生物質系薬物がヒトの腸内細菌叢の代表的な40種類の微生物に及ぼす影響を解明した研究は、腸内フローラの薬物応答を初めて網羅的に解明した極めて画期的な成果であり、すでに300報以上で引用(被引用数Top0.04％)され、極めて高い評価を得ている(１)。また、大腸菌の代謝ネットワークの最も網羅的なデータベースの構築に成功しており、世界の基礎・応用研究を支えている(２)。さらに、酸化テルル塩が示す微生物への強い毒性の機構解明について、化学的・生化学的解析を行う研究者と共同で進化論的解析を進め、ヘム生合成阻害であること等を解明し、応用微生物学への扉を開いたことが注目された(３)。
【社会、経済、文化的意義】
システム生物学の応用研究は重要性を増しており、本研究の一つである薬物と腸内細菌叢との相互作用の大規模解析や酸化テルルの研究は、医療分野や産業分野への貢献が卓越している。実際、大腸菌の代謝ネッ
トワークの網羅的データベースやリソースの提供(54ヵ国、数千件)には、製薬会社等(国内では味の素、第一三共、シオノギ、協和発酵、明治
製菓、第一化学、キッコーマン、メルシャン、三菱化学、大日本住友製
薬等、国外ではDupont、Genencor、DTU、NEB、Roche等)からの依頼も多く、企業での微生物関連の研究開発へのインパクトも極めて大きい。また、自前クローンを用いたマイクロアレイ開発も早期に開始しており、後のタカラバイオからの商用マイクロアレイ提供にも寄与している。このように、本研究は社会的・経済的意義も大きい。

SS

S【学術的意義】
小胞形成機構が未知であった食作用の問題に取り組み、膜を変形させるBARドメインタンパク質の一つであるGAS7がシート状に会合することで食胞形成することを発見している(１)。この機構は、他のBARドメインタ
ンパク質がエンドサイトーシス等の小胞形成を制御する既知の機構(らせん型に会合して円筒形形状を誘起)とは全く異なる新規機構であり、学術的意義は大きい。また、BARドメインタンパク質ではないアンキリン系のタンパク質には、膜を変形させて細胞内小胞形成を制御するものもある
ことを発見し、Cell出版の著名学術誌に発表した(２)。さらに、西村珠子助教らは、癌化における細胞接着の崩壊機構を解析し、細胞間張力を誘引する薬剤によって接着が回復することを発見している(３)。細胞膜直下のアクチン系によって制御される細胞膜にかかる張力は細胞膜変形制御とも密接な関係があり、新たな研究発展が期待されている。これら
一連の研究は、生化学・細胞生物学に加えて、超解像度顕微鏡イメージ
ング、数理モデル解析、構造生物学等の最新の研究手段を駆使して新しい研究展開に挑戦しており、今後の分子細胞生物学を担う研究としての学術的意義は極めて大きい。
【社会、経済、文化的意義】
本研究は、細胞膜変形誘起や制御の分子機構解明という基礎研究だ
が、膜変形やエンド及びエクソサイトーシス、食作用、あるいは、細胞
増殖や細胞分裂、細胞分化時の基本過程を記述するものである。そのため、例えば、免疫細胞が異物を取り込む仕組みの解明は薬剤による食作用の増強等に開発に道を開くものであり、生体防御への応用という観点で社会からも注目され、日経産業新聞等で報道された。また、癌細胞転移における細胞の脱落しやすい性質や浸潤能は高い細胞変形能と密接に関連し、医学への応用の可能性も大いにあることから、大きな社会的意義を有している。

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

of non- Nature
Maier. L., Pruteanu. M., Kuhn. Extensive impact
M., Zeller. G., Telzerow. A., antibiotic drugs on human gut
Anderson.
E.E.,
Brochado. bacteria
A.R., Fernandez. K.C., Dose.
(1) H., Mori. H., Patil. K.R.,
Bork. P., Typas. A.

555,76 62398
628

2018

10.1038/nature25979

Monk. J.M.,
Lloyd. C.J., iML1515, a knowledgebase that Nature
Brunk. E., Mih. N., Sastry. computes
Escherichia
coli Biotechnology
A., King. Z., Takeuchi. R., trait
Nomura. W., Zhang. Z., Mori.
(2) H., Feist. A.M., Palsson. B.O.

35,10

2017

10.1038/nbt.39
56

Morales. E.H., Pinto. C.A., Accumulationofheme Nature
Luraschi. R., Muñoz-Villagrán. biosynthetic
intermediates Communications
C.M., Cornejo. F.A., Simpkins. contributes
totheS.W., Nelson. J., Arenas. antibacterial action of the(3) F.A., Piotrowski. J.S., Myers. metalloid tellurite
C.L., Mori. H., Vásquez. C.C.

8

2017

10.1038/ncomms
15320

Kyoko Hanawa-Suetsugu, Yuzuru Phagocytosis is mediated by Nature
Itoh, Maisarah
Ab Fatah, two-dimensional assemblies of Communications
Nishimura, Kazuhiro the F-BAR protein GAS7.
TamakoTakemura,
Kohei Takeshita,
SatoruKubota,NaoyukiMiyazaki, Wan Nurul Izzati Wan
Mohamad Noor, Takehiko Inaba,(1) Nhung Thi Hong Nguyen, Sayaka
Hamada-Nakahara, Kayoko OonoYakura,
Masashi Tachikawa,
Kenji Iwasaki, Daisuke Kohda,
Masaki Yamamoto, Akio Kitao,
AtsushiShimada&Shiro
Suetsugu

10,1

4763

2019

10.1038/s41467-01912738-w

Manabu,Hanawa- Membrane-deformation
ability iScience
Kitamata
Suetsugu
Kyoko,
Maruyama of ANKHD1 is involved in the
Kohei, Suetsugu Shiro
early endosome enlargement.

171011182019

10.1016/j.isci.2019.0
6.020

corticaltension Nature
Ito. S., Okuda. S., Abe. M., Induced
Fujimoto. M.,
Onuki. T., restores functional junctions Communications
inadhesion-defective
Nishimura. T., Takeichi. M.
carcinoma cells

8,1

2017

10.1038/s41467-01701945-y

904908

(2)

(3)

8/20

タイトル・表題等

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

44010 細胞 生物 神経ネットワーク形成
学関連の分子機構の研究

17

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

S

脳内における神経回路網の形成機構解明
を、ShootinやSingarといった独自に発見した
制御タンパク質の機能解析を通して進めている。特に、神経軸索の先端が細胞外基質場を探索しながら正しい方向に伸長する分子機構
を、両者間に働く力と滑りという機械的側面から解明してきた。更に、ヒトの脳疾患の分子病態が、この分子機構での細胞移動に異常が生じていることを証明した。

44010 細胞 生物 小胞体ストレス応答の学関連制御機構の基礎研究と
応用展開

18

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

様々な原因で構造異常蛋白質が小胞体内に蓄積(小胞体ストレス)すると、小胞体品質管
理遺伝子群の転写誘導や翻訳抑制等の応答で細胞は恒常性を維持しようとする。本研究では、小胞体ストレス応
答に関与するmRNAの小胞体への正確かつ円滑な輸送の経路と制御機
構を明らかにしている。また、糖尿病等の疾病の遠因がストレス応答であることを発見
した。

SS

S

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
脳内の神経回路網形成は、神経細胞の分化、移動、極性形成、軸索ガ
イダンス、シナプスの形成といった複数のステップから構成されている。これらを、神経軸索伸長の駆動力の分子機構を軸に統一的に理解するために、神経細胞の移動における力を生み出す機構(１)、神経軸索の誘引物質の濃度勾配に沿って伸長する機構(２)、また、細胞－細胞外マ
トリックスの接触面での力と分子の滑りを利用した神経ネットワーク形
成機構(３)を解明した。これらの研究は、軸索伸長と移動力生成を、誘引物質濃度勾配を感知する化学走性(chemotaxis)、成長円錐での細胞接着に依存した接触走性(細胞走触性)(haptotaxis)、細胞接着マトリック
スの硬さに依存した走性制御である剛性走性(durotaxis)の３つ観点から、分子細胞生物学のみならず、フェムトレーザーを使った生物物理学
やその結果の数理モデル化の手法等を駆使して解析しており、独創的な研究として高く評価され、EMBO workshopなど複数の国際会議で招待講演を行っている。また、本研究を推進した鳥山道則助教が平成29年度科学技術分野の文部科学大臣表彰若手科学者賞と日本生化学会第15回柿内三郎記念奨励研究賞を受賞しており、神経科学のみならず分子細胞生物学の基礎として高い学術的意義がある。

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

Minegishi. T., Uesugi.
Kaneko. N.,
Yoshida.
Sawamoto. K., Inagaki. N.

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

Y., Shootin1b
mediatesa Cell ReportsW., mechanical clutch to produce
force for neuronal migration

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

巻・号

頁

25,3

6246392018

10.1016/j.celr
ep.2018.09.0687e34593 201810.7554/eLife.
34593

(1)

Baba.
K.,
Yoshida.
W., Gradient-reading and mechano- eLife
Toriyama. M., Shimada. T., effector machinery for netrinManning. C.F., Saito. M., 1–induced axon guidance
Kohno. K., Trimmer. J.S.,(2) Watanabe. R., Inagaki. N.

【社会、経済、文化的意義】
本研究成果は、医療への応用でも注目されており、社会的意義も大きい。実際、稲垣直之教授の研究は、「メカノバイオロジー機構の解明による革新的医療機器及び医療技術の創出」を目指した革新的先端研究開発支援事業(AMED-CREST)に採択されており、臨床医と共同で小頭症等の難病脳疾患の原因の解明を進めている。再生医療への応用展開が期待されていることから、医療・福祉分野の改善・発展に貢献するものとして注目されている(産経新聞等で新聞報道)。

of 115,11 2764Abe.
K.,
Katsuno.
H., Grip and slip of L1-CAM on Proceedings
2769
NationalToriyama. M., Baba. K., Mori. adhesive
substrates direct the
AcademyofT., Hakoshima. T., Kanemura. growth cone haptotaxis
Sciences of theY., Watanabe. R., Inagaki. N.
United States of(3)
America

2018

10.1073/pnas.1
711667115【学術的意義】
ウィルス感染や栄養飢餓あるいは遺伝的疾患などにより構造異常蛋白
質が小胞体内に蓄積すると、細胞はその毒性(小胞体ストレス)から身を守るために３つの応答、(ａ)小胞体品質管理遺伝子群の転写誘導(UPR：
Unfolded Protein Response)、(ｂ)蛋白質の翻訳抑制、(ｃ)異常蛋白質の分解(ERAD)を起こし、細胞の恒常性を保とうとする。本研究グループ
は(ｂ)の領域で画期的な制御機構を発見(Science,2011)するなど世界をリードしてきた。本研究では、その発見をさらに深化し、小胞体ストレス応答に関与するmRNAの小胞体への正確かつ円滑な輸送が小胞体へのタ
ンパク質輸送経路を利用していることを見出し、その際のシグナルの認識に翻訳停止が必要であること等について基礎研究として重要な発見をしている(１)。また、国際共同研究を進め、ストレス応答翻訳抑制因子
XBP1uのリボ増無情での作用点をリボソーム構造上で解明することに成功している(３)。これらの基礎研究に加え、糖尿病等を誘発する哺乳類の
膵β細胞におけるストレス応答の経路を解析して制御因子の欠損細胞株の樹立に至っており、今後の医療応用を視野に入れた解析の基礎を提示
して高被引用数(被引用数Top７％)を記録している(２)。

Kanda. S., Yanagitani. K., Autonomousof 113,40 E5886- 2016translational Proceedings
E5895
National
Yokota. Y., Esaki. Y., Kohno. pausing is required for XBP1u theofmRNA recruitment to the ER via Academy
K.
Sciences of thethe SRP pathway
United States of(1)
America

10.1073/pnas.1
6044351
13【社会・経済・文化的意義】
最近では、小胞体ストレスが糖尿病や神経変性疾患の要因であることが示唆されており、これまで基礎研究として注目されてきた本分野の成果が、研究(２)のように新しい医療を切り開く可能性示唆しており、医療分野等での社会的意義も大きく、注目が高まっている。(１)の成果
は、細胞のストレス応答に自律的なタンパク質翻訳停止が必要であることを明らかにし、ストレス応答の理解と対処に繋がる研究として社会的に注目され、朝日新聞、化学工業新聞で報道されて話題となった。

9/20

Tsuchiya. Y.,
Saito. M., IRE1-XBP1 pathway regulates Journal of Cell 217,4
Kadokura. H., Miyazaki. J., oxidative proinsulin folding Biology
Tashiro. F., Imagawa. Y., in pancreatic β cells
Iwawaki. T., Kohno. K.

128713012018

10.1083/jcb.201707143201910.7554/eLife.
46267(2)

Shanmuganathan. V., Schiller. Structuralandmutational eLife
N., Magoulopoulou. A., Cheng. analysis of the ribosomeJ., Braunger. K., Cymer. F., arresting human XBP1u
Berninghausen. O., Beatrix.
(3) B., Kohno. K., von Heijne. G.,
Beckmann. R.

8

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

44010 細胞 生物 TORシグナル機構の研究
学関連
細胞内の栄養シグナ
ルの伝達に主要な役割を果たすTOR複合体の作用機構を分裂酵母を用いた遺伝学、生化学、
細胞生物学、構造生物学等により解析した。
分裂酵母とヒトは同様のTOR複合体制御機構を持つため、創薬への波及が期待される。

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

S

S

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

19

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究について、(１)では、TOR複合体の活性調節機構を分裂酵母で明らかにし、また(２)では、TOR複合体の制御因子の立体構造とその作用機構を解明し、TOR複合体が関わる抗癌剤創薬の開発に重要な情報をもたらした。(３)では、抗癌剤などによるゲノム損傷を修復する酵素複合体の作用機序について、分裂酵母遺伝学と原子間力顕微鏡による新たな知見を報告した。(１)(２)ともに、学術的評価が高い論文が多く掲載される
著 名 な 国 際 学 術 誌 で あ る eLife(IF=7.6 、 Biochemistry,Genetics andMolecular Biology分野における被引用数Top7.3％に位置する学術的価値の 高 い 専 門 誌 ) に 掲 載 さ れ た 。 ま た ( ２ ) の 論 文 は 、 Immunology andMicrobiology分野において被引用数Top9.1％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。さらに(３)についても、著名な国際学術誌であるNature Communications (IF=11.9、Biochemistry,Genetics andMolecular Biology分野における被引用数Top2.6％に位置する学術的価値の高い専門誌)に掲載された。
【社会、経済、文化的意義】
本研究は、癌増殖に関連するタンパク質の活性化の仕組みを解明するものであり、抗癌剤創薬への波及など医療・福祉分野への改善に貢献されるものとして注目され、朝日新聞、奈良新聞で報道された。また、本研究を主宰する塩﨑一裕教授は、これら一連の基礎生物学的研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2019年度に大隅基礎
科学創成財団(理事長:大隅良典博士)による酵母コンソーシアムフェローに選出された。

20

44030 植物 分子 植物の胚発生、雌雄分
およ び生 化、根組織分化の研究
理科 学関連
コケなどを実験材料に用いて植物において生殖細胞の形成や性分化を制御する中心的な遺伝子を発見し、それらの発現制御機構を解明した。また、植物が生殖細胞を作るメカニ
ズムや多能性生殖細胞が特異的機能をもつ細胞へ分化する仕組みを解明する基盤を作った。さらに、細胞間を移動する転写因子が根の維管束分化を制御することを明らかにし
た。

SS

S

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

K.H.,
Fukuda.
T., Ragulator and GATOR1 complexes eLife
Chia.
Sofyantoro. F., Matsuda. T., promote fission yeast growthby attenuating TOR complex 1
Amai. T., Shiozaki. K.
through Rag GTPases

6e30880 201710.7554/eLife.
30880

S., Substrate specificity of TOR eLifeT., complex 2 is determined by aT., ubiquitin-fold domain of theK., Sin1 subunit

6e19594 201710.7554/eLife.
19594.0
01

11,1

2020

10.1038/s41467-01914025-0

38,6

e10024 20190

10.1525
2/embj.
2018100240

17751781

2016

10.1016/j.cub.
2016.05.013

565,77 49040
495

2019

10.1038/s41586-0180839-y(1)

Tatebe. H., Murayama.
Yonekura. T., Hatano.
Richter. D.,
Furuya.
Kataoka. S., Furuita.
(2) Kojima. C., Shiozaki. K.

Tatebe. H., Lim. C.T., Konno. Rad50 zinc hook functions as a Nature
dimerization Communications
H., Shiozaki. K., Shinohara. constitutive
A., Uchihashi. T., Furukohri. module interchangeable with
SMC hingeA.
(3)【学術的意義】
本研究について、(１)は、陸上植物に共通した性分化制御遺伝子を発見したものである。(２)は、植物が次世代をつくる際に必要な生殖細胞の形成を制御する遺伝子を発見したものであり、生殖細胞が受精後に様々な細胞に分化する多能性を獲得する仕組みを明らかにする基盤研究となった。(３)は、移動性転写因子が位置情報を統括することにより根の形成層分化を引き起こすことを発見したものである。(１)の論文は、分子生物学分野で権威ある国際学術誌EMBO Journal(IF=11.2、被引用数
Top4.7％に位置する学術的価値の高い雑誌)に掲載され、同分野において被引用数Top8.5％に位置して高い評価を得ており、F1000Prime(生物学・医学分野を代表する世界的な研究者が特に学術的価値が高い論文を推薦)に 選 出 さ れ て い る 。 ( ２ ) の 発 表 誌 Current Biology(IF=9.2) は 、Agricultural and Biological Sciences分野において被引用数Top2.7％に位置する。また本論文の被引用数は31で、同分野において被引用数
Top3.6 ％ に 位 置 し て お り 、 高 く 評 価 さ れ て い る 。 ( ３ ) の 論 文 はNature(IF=43.1)に掲載され、被引用数Top0.9％に位置しており、極めて高い評価を得ている。これら一連の研究に関連して、中島敬二教授が科
研費新学術領域研究の代表となっている。

Hisanaga. T., Okahashi. K., A
cis-acting bidirectional EMBO Journal
Yamaoka. S., Kajiwara. T., transcription switch controls
Nishihama. R., Shimamura. M., sexual dimorphismin theYamato. K.T., Bowman. J.L., liverwort.
(1) Kohchi. T., Nakajima. K.

【社会、経済、文化的意義】
本業績は、植物の授精、胚発生、根組織分化の基本原理を探求し、作物の生殖能の改善や育種の効率化を目指した応用研究の展開に繋がるものとして注目され、作物の効率的な繁殖や育種技術の向上など新産業基盤への波及の観点から有意義であり、朝日新聞、奈良新聞、化学工業新聞等で報道された。

Miyashima. S., Roszak. P., Mobile
PEAR
transcription Nature
Sevilem. I., Toyokura. K., factors integrate positional
Blob. B., Heo. J.-O., Mellor. cues to prime cambial growthN.,
Help-Rinta-Rahko.
H.,
Otero.
S.,
Smet.
W.,
Boekschoten. M., Hooiveld. G.,
Hashimoto. K., Smetana. O.,(3) Siligato. R., Wallner. E.-S.,
M ä h ö nen. A.P., Kondo. Y.,
Melnyk.
C.W.,
Greb.
T.,
Nakajima. K., Sozzani. R.,
Bishopp. A., De Rybel. B.,
Helariutta. Y.

10/20

巻・号

Koi. S., Hisanaga. T., Sato. An evolutionarily conserved Current Biology 26,13
K., Shimamura. M., Yamato. plant RKD factor controls germ
K.T., Ishizaki. K., Kohchi. cell differentiation
T., Nakajima. K.
(2)

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

44030 植物 分子 植物のストレス応答性
およ び生 細胞周期停止の研究
理科 学関
植物が紫外線や高温連などの環境ストレスに晒された際にDNAに損傷が引き起こされるが、その際に一時的に細胞分裂を停止させるのに必要な転写因子を発見した。また、DNA損傷の感受から細胞分裂停止に至る中心的な遺伝子制御機構を解明した。

44030 植物 分子 植物の花器官形成メカ
およ び生 ニズムの研究
理科 学関連
花幹細胞が増殖を停止してめしべを形成す
る際に、植物ホルモンの作用やDNAの折り畳み構造の変化が遺伝子発現に及ぼす詳細な仕組みを明らかにし、花の運命決定遺伝子ネット
ワークの解明に取り組
んだ。
22

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

S

SS

、

21

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

S

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

regulatory
module eLife
Takahashi. N., Ogita. N., A
Takahashi. T., Taniguchi. S., controlling
stress-induced
cycle
arrestin
Tanaka. M., Seki. M., Umeda. cell
Arabidopsis
M.

8e43944 201910.7554/eLife.
43944

Chen. P.,
Takatsuka. H., Arabidopsis
R1R2R3-Myb Nature
Takahashi. N., Kurata. R., proteins are essential for Communications
Fukao. Y., Kobayashi. K., Ito. inhibiting cell division in
response to DNA damage
M., Umeda. M.

8,1

635

2017

10.1038/s41467-01700676-4【社会、経済、文化的意義】
本研究は、植物が環境ストレスに応答して細胞分裂を停止させる基本原理を解明するものであり、食糧や植物バイオマスを安定的に生産する技術開発など新産業基盤への応用・創出に貢献するものとして注目され、日本経済新聞、読売新聞、奈良新聞、日刊工業新聞、化学工業日報などで報道された。

Ogita. N.,
Okushima. Y., Identifying the target genes Plant Journal
Tokizawa. M., Yamamoto. Y.Y., of
SUPPRESSOR
OFGAMMA
Tanaka. M., Seki. M., Makita. RESPONSE
1,amasterY., Matsui.
M., Okamoto- transcription
factorDNA
damage(3) Yoshiyama. K., Sakamoto. T., controlling
Kurata. T., Hiruma. K., Saijo. response in Arabidopsis
Y., Takahashi. N., Umeda. M.

94,3439453201810.1111/tpj.13866【学術的意義】
本研究については、(１)では、植物が花幹細胞の頑強な増殖を止めるために多段階スイッチを使っていることを明らかにし、(２)は、花器官がめしべ形成を開始する際にDNAの折り畳み構造が変化することを明らかにしたものである。また(３)は、植物ホルモンのオーキシンが花の雄しべの数を決定する仕組みを解明した研究である。(１)の論文は、植物科学分野で権威ある国際学術誌Plant Cell(IF=8.6、被引用数Top２％に位置する極めて学術的価値の高い雑誌)に掲載され、同分野において被引用数Top5.0％に位置し、高い評価を得ている。(２)の論文は、著名な学術誌 で あ る Nature Communications(IF=11.9 、 Biochemistry,Genetics andMolecular Biology分野において被引用数Top2.6％に位置する学術的価値の高い雑誌)に掲載された。(３)の論文は、分子生物学分野で権威ある国
際学術誌EMBO Journal(IF=11.2、被引用数Top4.7％に位置する学術的価
値の高い雑誌)に掲載され、Immunology and Microbiology分野において被引用数Top5.6％に位置し、高く評価されている。また(１)と(３)は、F1000Prime(生物学・医学分野を代表する世界的な研究者が特に学術的価値が高い論文を推薦)に選出された。さらに、本研究に関わる研究業績により、山口暢俊助教が平成30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た。

Sun. B., Zhou. Y., Cai. J., Integration of transcriptional Plant Cell
Shang. E., Yamaguchi. N., repression
andPolycombXiao. J., Looi. L.-S., Wee. mediated silencing of WUSCHEL
W.-Y., Gao. X., Wagner. D., in floral meristems(1) Ito. T.

31,714881505

2019

10.1105/tpc.18.00450

Yamaguchi. N., Huang. J., Chromatin-mediatedfeed- Nature
Tatsumi. Y., Abe. M., Sugano. forward auxin biosynthesis in Communications
S.S., Kojima. M., Takebayashi. floral meristem determinacy
Y., Kiba. T., Yokoyama. R.,(2) Nishitani. K., Sakakibara. H.,
Ito. T.

9,1

5290

2018

10.1038/s41467-01807763-0

Xu. Y., Prunet. N., Gan. E.- SUPERMAN
regulates
floral EMBO JournalS., Wang. Y., Stewart. D., whorlboundaries
throughWellmer.
F.,
Huang.
J., control of auxin biosynthesis
Yamaguchi. N., Tatsumi. Y.,
M.,
Kiba.
T.,
(3) Kojima.
Sakakibara. H., Jack. T.P.,
Meyerowitz. E.M., Ito. T.

37,11e97499 201810.1525
2/embj.
201797499【学術的意義】
本研究については、(１)は、細胞増殖を止めてストレス対策をする植物独自の仕組みを解明し、(２)は、植物がDNAに傷を負うと成長を一時停止させる仕組みを解明したものである。(３)は、植物におけるDNA損傷シ
グナルの伝達に重要な特異的転写因子の標的遺伝子を特定したもので、DNA修復などの細胞周期調節に関与する遺伝子を明らかにした点で学術的意義は極めて高い。(１)の論文は、生物学分野で権威ある電子学術誌(IF=7.6、被引用数Top7.3％に位置する学術的価値の高い雑誌)に掲載された。また、査読者により特に学術的価値が高い論文に選出され、掲載誌にてその概要・新規性が紹介された。さらに、本論文はImmunology
and Microbiology分野において被引用数Top2.7％に位置しており、当該
分 野 に お い て 高 い 評 価 を 得 て い る 。 ( ２ ) の 発 表 雑 誌 Nature
Communications(IF=11.9) は 、 Biochemistry,Genetics and Molecular
Biology分野において被引用数Top2.6％に位置する学術的価値の極めて高い雑誌である。(３)の発表誌は、Plant Science分野においてTop3.0％に位置する学術的価値の高い雑誌である。また本論文は、被引用数は30で同分野において被引用数Top0.6％に位置しており、極めて高い評価を得ている。

【社会、経済、文化的意義】
本研究は、植物が花を作る基本原理を探求する研究として環境に応じた食糧の増産や安定供給への波及が期待されており、新産業基盤への応用・創出に貢献するものとして注目されたことにより、日本経済新聞、
化学工業日報等で報道された。

11/20

(1)

(2)

24

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

44030 植物 分子 植物の生物間相互作用
およ び生 の研究
理科 学関連
一貫して植物－微生
物間の相互作用の分子機構の解明に取り組んできており、病原菌に対する植物体の防御機構の研究では、糖輸送体や細胞膜受容体を介する新規の機構を明らかにしている。また、植物が非病原性の内生・共生微生物(エンドファイト)と病原性細菌を識別する仕組みを解明する研究で世界のトップを走っている。
更に、得られた基礎研究成果を応用研究にも展開しており成果を挙げている。

44030 植物 分子 植物二次細胞壁形成機
およ び生 構の解析
理科 学関連
木質バイオマスを構成する木質細胞の分化を制御するしくみの解明した。特に、オミク
ス情報をベースにした
統合的な解析により、木質細胞の分化を制御する重要な遺伝子や木質バイオマスの本体である植物細胞壁の生合成に関わる遺伝子を発
見した。

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

S

、

23

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
植物の細菌に対する病原抵抗性の研究として、植物の糖輸送体が病原抵抗性に寄与していることを発見し、高い評価を得ている(被引用数58、
被引用数Top６％)(１)。一方、植物の体表や組織内には非病原性である
エンドファイト(病気を起こさずに感染する内生・共生微生物)が無数に棲息しているが、病原性の近縁菌も多い。そこで、感染戦略の類似点や相違点、更に両者に対する植物の免疫応答を比較することで植物が病原体と非病原体を識別する仕組みを解析して、エンドファイトの一つであるカビが植物のリン酸飢餓に寄与する機構を発見した(２)。また、シロ
イヌナズナの受容体キナーゼはリガンドの様々な細胞表面LRR受容体と結合して防御機構を活性化する こと を見 出し て注 目を 集め てお り(EMBO
J.2016、被引用数60、被引用数Top４％)、この発見と関連分野の最近の進歩について、重要な共受容体キナーゼBAK1を軸にした総説を国際雑誌に発表し、極めて高い評価を得ている(３)。
【社会、経済、文化的意義】
本業績は、基礎研究のみならずバイオテクノロジーへの応用など基礎・応用の両分野で強いインパクトを与えており、関連の国際学会等での招待講演者に選出されている。また、西條雄介教授は応用研究として、国際科学技術共同研究推進事業(SICORP)で「根圏微生物を活用した
アブラナ科植物の効率的リン酸利用技術の開発」や、キヤノン財団からの助成金で「イネ種子微生物叢を介した種子形質及び微生物共生の制御基板構築」を展開しており、また、晝間敬助教らは、科学技術振興機構(JST)のさきがけ研究「共生微生物群の機能解析とその活用による植物生長促進技術の開発」や、A-STEPの「植物共生微生物の活性を高める有機資材の開発」で基礎研究成果の社会実装へ向けた研究も推進しており、これらの社会的意義は大きい。

SS【学術的意義】
本業績はいずれも木質細胞の分化の制御機構について解析したものであり、(１)は、木質細胞の二次細胞壁形成時における一次代謝の動態を
初めて明らかにし、(２)は、木質細胞分化に働く転写因子の新たな機能を発見し、(３)は、木質細胞の二次細胞壁のポリマー蓄積パターンにおいてその成分であるキシランとリグニンがセルロース微繊維とは独立していることを初めて明らかにしたものである。(１)(２)のいずれも植物生理分野で権威あるPlant Physiology(IF=6.3、Plant Science分野における被引用数Top2.5％に位置する学術的価値の高い雑誌)に掲載された。
(３)の論文は、植物科学分野で権威ある国際学術誌Plant Cell(IF=8.6、同分野におけるTop２％に位置する学術的価値の高い雑誌)に掲載された。また、F1000Prime(生物学・医学分野を代表する世界的な研究者が特に学術的価値が高い論文を推薦)に選出された。これら一連の研究に関連して、出村拓教授が科研費新学術領域研究の代表となっている。
【社会・経済・文化的意義】
本研究は、木質細胞を作る主要因を多面的に解析・解明したもので、水輸送能力を強化した作物、樹木の開発を通じた食糧、木質バイオマスの増産とともに、用途に応じて木質バイオマスの成分を自在に変更できる技術開発にも繋がるものと期待されており、産業基盤の発展に貢献するものとして注目され、化学工業日報と日刊工業新聞で報道された。これら一連の研究業績に関連して、(株)ブリヂストンや(株)すまエコとのオミクス情報の解析に基づく優良樹木・作物の分子育種を行う共同研究に加え、１件の特許申請(特開2017-184651)を行っている。さらに、新産業基盤の創出に向け、遺伝子組換え樹木の野外圃場研究の共同研究(筑波大学)が進行中である。

12/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

354,63 142718
1430

2016

10.1126/science.aah5692

165,24644742016

10.1016/j.cell.2016.0
2.028

Yasuda. S., Okada. K., Saijo. A look at plant immunity Current Opinion 38
through the window of the in Plant BiologyY.
multitasking coreceptor BAK1

10-18

2017

10.1016/j.pbi.
2017.04.007

Ohtani. M., Morisaki. K., Primary
Metabolism
during Plant Physiology 172,3
Sawada. Y., Sano. R., Uy. Biosynthesis of Secondary Wall
A.L.T., Yamamoto. A., Kurata. Polymers of Protoxylem VesselT., Nakano. Y., Suzuki. S., Elements(1) Matsuda. M., Hasunuma. T.,
Hirai. M.Y., Demura. T.

16121624

2016

10.1104/pp.16.
01230

Tan. T.T., Endo. H., Sano. R., Transcription Factors VND1- Plant Physiology 176,1
Kurata. T., Yamaguchi. M., VND3 Contribute to Cotyledon
Xylem Vessel Formation
Ohtani. M., Demura. T.

7737892018

10.1104/pp.17.
00461

26632676

2018

10.1105/tpc.18.00292

Yamada.
K.,
Saijo.
Nakagami. H., Takano. Y.

Y., Regulationtransporter
antibacterial
Arabidopsis

ofsugar Science
activityfordefensein(1)

Hiruma. K.,
Gerlach. N., Root Endophyte Colletotrichum Cell
Confers
Plant
Sacrist á n. S., Nakano. R.T., tofieldiae
Hacquard. S., Kracher. B., Fitness Benefits that Are
Neumann. U., Ram í rez. D., Phosphate Status Dependent(2) Bucher. M., O'Connell. R.J.,
Schulze-Lefert. P.

(3)

(2)

Takenaka. Y., Watanabe. Y., Patterned Deposition of Xylan Plant Cell
Schuetz. M., Unda. F., Hill. and Lignin is Independent from
J.L., Phookaew. P., Yoneda. that of the Secondary Wall
A., Mansfield. S.D., Samuels. Cellulose of Arabidopsis Xylem
Vessels(3) L., Ohtani. M., Demura. T.

30,11

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

49030 実験 病理 自然免疫応答による炎
学関連症誘導と免疫制御

25

26

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

S

S

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

免疫応答の発動や発症に関するメカニズムを理解して治療や診断法の開発を目指した研究を展開している。イノシトールリン脂質による肺胞マクロファー
ジ数制御とアレルギー性肺炎の劇症化との関連や、トポイソメラー
ゼIの阻害剤による
DAMPs経路による癌免疫活性化による乳癌の治
療、あるいはmRNA結合
タンパク質によるウイ
ルス感染応答の制御機構の解析等で成果を挙げた。

60040 計算 機シ 次世代計算基盤に関す
ステ ム関 る研究連
IoT向けのコンピュー
タ及びネットワーク分
野において、材料階層、アナログ回路階層、デジタル回路階層
及びアーキテクチャ階層を含む多くの階層を統合的に最適化し、従来型計算基盤(特にノイマン型コンピュータシステム)の行き詰まりを打破する研究を行って
いる。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
自然免疫はウイルスや細菌等の感染初期に発動する生体防御システムであり、マクロファージや樹状細胞が中心的な役割を果たしている。肺においては、イノシトールリン酸キナーゼPIKfiveが肺胞マクロファージ
数維持に重要であり、本研究ではアレルギー性の肺炎の劇症化抑制に重要であることをマウスで実証した(１)。また、イノシトール 5リ ン酸(PI5P)が細胞質内ウイルス感染の応答に重要であるデータも得ている。
さらに、トポイソメラーゼIの阻害剤であるトポテカンによる乳癌細胞の治療が、樹状細胞の活性化とサイトカイン産生に効果的であることを示した(２)。この発見は、STING依存性経路が腫瘍細胞由来のDNAに応答す
ることにより抗腫瘍免疫を促進することを示しており、学術的意義は大きく、被引用数は55で被引用数Top３％に位置し、極めて高い評価を得ている。一方、自然免疫による病原体認識は一群のToll様受容体(TLR)に加えて、ウイルス感染を細胞質内で認識するRIG-I様受容体(RLRs)も重要である。最近、RNA結合タンパク質HuRを同定し、RLR依存的IRF3の核内輸送を、Polo様キナーゼ2（PLK2)のmRNA安定化によって達成することでRLRの経路を制御していることを示した(３)。
【社会、経済、文化的意義】
本研究でのイノシトールリン脂質による自然免疫応答の制御機構の解明は、自然免疫応答の賦活化等を目指したリン脂質誘導化合物の展開に道を開くもので、医療への貢献として社会的意義を有する。実際、合成
PI5Pをマウスに投与すると抗原特異的な抗体量が上昇することから、ウイルスに対する新たな免疫賦活化剤(ワクチンアジュバント)しての利用が期待できる。また、トポイソメラーゼIの阻害剤による癌免疫の賦活化
機構に基づいた新規薬剤開発が進行しており、成果が期待されている。

S

S

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

発表雑誌・出版社・
会合等

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

巻・号

頁

36,12

17071718

2017

10.1525
2/embj.
2016955
28

Kitai. Y.,
Kawasaki. T., DNA-Containing
Exosomes Journal
Sueyoshi. T., Kobiyama. K., Derived from Cancer Cells Immunology
with
Topotecan
Ishii. K.J., Zou. J., Akira. Treated
Activatea STING-DependentS., Matsuda. T., Kawai. T.
Pathway
andReinforce(2)
Antitumor Immunityof 198,4

16491659

2017

10.4049/jimmunol.1601
694

Sueyoshi. T., Kawasaki. T., Hu
antigenr
regulates Journal
Kitai. Y., Ori. D., Akira. S., antiviral
innateimmune Immunology
responses
throughtheKawai. T.
stabilization of mRNA forpolo-like kinase 2(3)

of 200,11 38143824

2018

10.4049/jimmunol.1701
282

Kawasaki. T., Ito. K., Miyata. Deletion of PIKfyve alters EMBO Journal
H., Akira. S., Kawai. T.
alveolarmacrophage
populations and exacerbatesallergic inflammation in mice(1)

【学術的意義】
本研究は、IoT向けコンピュータ及びネットワーク分野において独創的な各種アクセラレータの研究を進め、また、斬新なLSIを各種試作し、実システムを構築・評価できるものとして国内有数である。(１)の論文
は 、 科 学 分 野 で 権 威 あ る Scientific Reports に 掲 載 さ れ た 。
Multidisciplinary分野において被引用数Top10％に位置しており、高い評価を得ている。(２)の論文はComputer Science Applications分野において被引用数Top6.0％に位置し、当該分野において高く評価されている。これら一連の研究に関連して、受賞13件、査読付論文・国際会議67
件、特許４件、招待講演含む口頭発表34件となる成果をあげた。また、科研費４件（基盤(Ａ)１件など）、NEDO１件、JST７件(内さきがけ２
件、A-STEP１件)、半導体理工学研究センター(STARC)１件の競争的研究資金を獲得している。

Sugisaki. S., Matsuda.
Uenuma. M., Nabatame.
Imai.
Nakashima. Y.,
Magari. Y., Koretomo.
(1) Furuta. M., Kimura. M.

【社会、経済、文化的意義】(１)は半導体微細化限界に対応するポストシリコンに繋がる成果、(２)は新材料による人工知能実現の可能性を示す成果、(３)はデジタル
計算基盤技術の限界を超えるアナログ計算方式の研究成果であり、知的財産・技術の創出や改善にとどまらず、新産業基盤の創出にも大きく貢献する成果として社会的・経済的意義は大きい。本研究による企業との共同研究等はこれまでに10件である。また、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)による革新的AIエッジコンピューティング技術研究の評価では、エッジでの推論を対象としたメモリバンド幅削減を対象とした特定アプリに最適化した演算方式として先進的である。なお、中島康彦教授は、これら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2017年度に電子情報通信学会フェローに選出された。

(2)

13/20

タイトル・表題等

Kimura.
M.,
Morita.
Sugisaki. S., Matsuda.
Kameda. T., Nakashima. Y.

T., Memristive characteristic of ScientificT., an amorphous Ga-Sn-O thin-film Reports
T., device
D.,

9,1

1-8

2019

10.1038/s41598-01939549-9

R., Cellular neural network formed NeurocomputingT., bysimplified
processing
elements composed of thin-film
transistors

248

1121192017

10.1016/j.neuc
om.2016.10.085

38,6

73-82

2018

10.1109/MM.201
8.28739
53

Zhang. R., Uetake. N., Nakada. Design of Programmable Analog IEEE MICRO
Calculation
Unit
byT., Nakashima. Y.
Implementing Support Vector
Regression
for Approximate
Computing
(3)

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

60050 ソ フ ト ソフトウェアの欠陥予ウェ ア関 測モデル検証方法に関
連
する研究

27

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

S

ソフトウェアの欠陥予測モデルは多数提案され、その性能を検証するため方法も数多く存在するが、検証方法の優劣は明らかになっていない。本研究では、18個のソフトウェ
アシステムの開発デー
タを用いて最も一般的に採用されている12個のモデル検証手法を比較した。また、欠陥予測モデルの主要パラ
メータの自動最適化を実現した。

60060 情報 ネッ 持続可能センシングに
トワ ーク 基づくQoL向上に関する
関連
研究

28

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

様々なデバイスをIoT化するためのセンサプ
ラットフォームとしてSenStickを開 発し た。
また、ライフロギング
をバッテリレスで行う
ため、太陽光パネルの発電量をセンサ値として場所推定を行うゼロ
エネルギーセンシング
システムEHAASを開発した。さらに、持続可能
センシングに基づく健康支援として、３つのダイエット支援戦略の効果を明らかにした。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究は、ソフトウェア工学分野における重要な研究テーマの一つであるソフトウェアに内在する欠陥数予測の飛躍的な精度向上に繋がるものとして国際的に高い評価を得ている。特に、欠陥数予測のために既存モデルの予測精度や適用範囲の検証方法を高度化し、その一部を自動化するというアプローチはこれまでにない。即ち、個別性が極めて高い一般のソフトウェアに対して汎用性の高い欠陥予測モデルを構築することは現実的でなく、既存の優れた欠陥予測モデルをうまく使い分ける技術
がソフトウェアに内在する欠陥を減らす切り札に成り得るという本研究の独創性と有用性が国際的に高評価を得ており、(１)～(３)のいずれの論文もSoftware分野において被引用数Top１％に位置し、また、(１)(２)のGoogle Scholarによる被引用数はそれぞれ100を超えており、当該分野において極めて高いインパクトを与えている。これらはいずれも、本学の学術交流協定校であるカナダ・クィーンズ大学のA.E.Hassan教授他との国際共著論文である。
【社会、経済、文化的意義】
ソフトウェアは様々なシステム・機器に組み込まれており、国民生活や社会経済を支える社会基盤の一部である。ソフトウェアやその開発運用技術の優劣が国や企業の経済的・産業的価値を決定し、国際競争力さえ左右するといわれている。その一方で、ソフトウェア開発プロジェク
トの成功率は30％前後に留まっており、ソフトウェアに内在する欠陥がもたらす社会的損失は国内総生産の0.6％(日本国内に当てはめると年間約3.6兆円)にのぼる。本研究は、ソフトウェアに内在する欠陥をこれまで以上に高い精度で発見・除去するための基礎的技術を提供するものであり、デジタルトランスフォーメーション等の推進を通じて国際競争力の強化にも大きく貢献するものとして社会的・経済的意義は大きい。

SSS【学術的意義】
本研究は、計測デバイスSenStickの開発をはじめ、QoL向上のためのユ
ビキタスコンピューティング技術を推進するものである。(１)は、セン
サ 技 術 に 関 す る 代 表 的 な 学 術 誌 に 採 択 さ れ 、ACM Ubicomp/ISWC 2016
Best Demo Award も 受 賞 し 、 Instrumentation 分 野 に お い て 被 引 用 数
Top4.4％に位置するなど実用性も含め高く評価されている。(２)は、ユビキタス・パーベシブコンピューティング分野のトップ会議に採択(採択率19.8％)され、Computer Networks and Communications分野において被引用数Top3.6％に位置している。(３)は、高インパクトファクターであるIEEE Access(IF=4.1、Engineering分野における被引用数Top3.3％の学術誌)に採択されている。本論文はEngineering分野において被引用数
Top4.4％に位置している。
【社会、経済、文化的意義】
本研究は、SDGsの目標「健康・福祉」と「働きがい・経済成長」に対応し、センシングに基づく支援により人々のQoL向上を目指すものであり、社会的意義は卓越している。(１)のSenStickは、Matilde Inc.との共同研究によりオープンハードウェアとして開発し、イノベーション
フォーラムなど多数の展示会において高い評価を得ている。2017年に商品化し、オフィス、健康支援など多様な分野で活用されており、産業基盤の発展への貢献は多大である。(２)のEHAASは次世代のセンシング技術として注目され、(株)シャープとの共同研究に繋がるなど実社会での活用に向けた研究開発が進んでいる。さらに (３)のダイエット支援をはじめ、日常生活におけるQoL推定などの社会的問題の解決に取り組んでい
る。

14/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

巻・号

頁

of 14-22
C., AutomatedParameter Proceedings
Tantithamthavorn.
2016
McIntosh. S., Hassan. A.E., Optimization of Classification the
38th
Matsumoto. K.
Techniquesfor
Defect IEEE/ACM
International
Prediction Models
Conferenceon(1)
SoftwareEngineering

321332

2016

10.1145/288478
1.28848
57

43,1

1-18

2017

10.1109/TSE.20
16.2584050

45,7683711

2019

10.1109/TSE.20
18.2794977

Articl 2017eID6308302

10.1155/2017/6
308302

1-10

201910.1109/PERCOM.2019.876738532563269

2018

10.1109/ACCESS.2018.2
793844

Tantithamthavorn.
C., An Empirical Comparison of IEEE
McIntosh. S., Hassan. A.E., Model Validation Techniques Transactions
for Defect Prediction Models Software
Matsumoto. K.
Engineering

on

(2)

Tantithamthavorn.
C., TheImpactofAutomated IEEE
McIntosh. S., Hassan. A.E., Parameter
Optimization
on Transactions
Matsumoto. K.
SoftwareDefect Prediction Models
Engineering

on

(3)

Nakamura. Y., Arakawa. Y., SenStick:Comprehensive Journal
Kanehira. T., Fujiwara. M., Sensing Platform with an Ultra Sensors
Yasumoto. K.
Tiny All-In-One Sensor Board
for IoT Researchof 2017(1)

Umetsu. Y., Nakamura.
Arakawa. Y., Fujimoto.
Suwa. H.
(2)

IEEE
Y., EHAAS: Energy Harvesters As A 2019
M., Sensor for Place Recognition International
Conferenceonon Wearables
Pervasive
ComputingandCommunications(PerCom 2019)

Luhanga.
E.T., Hippocrate. Identifying
and Evaluating IEEE Access
A.A.E., Suwa. H., Arakawa. Y., User
RequirementsforYasumoto. K.
SmartphoneGroup
Fitness
Applications
(3)

6

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

60060 情報 ネッ 超スケーラブル汎用ブ
トワ ーク ロック・チェーン技術関連に向けた情報学的研究

29

30

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

S

S

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

ブロック・チェーンには分散性・安全性・拡張性の要素を同時に満たせず、不特定多数のノードからなる分散システム上で、高度なセキュリティを保証しかつ高速なトランザク
ション承認を行うことが不可能と言われている。本研究では、ブロック・チェーンのト
リレンマを克服する方法論を探求し、汎用性の高い超スケーラブ
ル・ブロック・チェー
ン技術を創出する。

60070 情 報 セ サイバーセキュリティ
キ ュ リ 技術の研究
ティ関連
デジタルトランス
フォーメーションが進む社会では、社会を構成するシステムとシス
テムを利用する人の双方を守るセキュリティ技術が極めて重要である。本研究では、クラウドから個人端末まで多様な情報システムを保護する仕組みを備えるシステム系技術と、人がスマートフォンやタブレットなどを介してシステム利用する際のセキュリティ行動を支援する人間系技術を統合する研究を行って
いる。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
ブロック・チェーンを応用したIoTアクセス制御方式研究の成果論文(１)は、Ethereumのスマートコントラクト技術を応用したIoTアクセス制
御技術を提案した国際共著論文である。提案方式は外部認証の必要がな
い高度にセキュリティが保証されたIoTアクセス制御を実現しており、今後の大規模なIoTシステムの基盤技術として有用性が高い。IoT関連のトップジャーナル(IF=9.5)に採録されている。また、IEEE Xplore上で2,000件を超えるダウンロード数を達成し、Google Scholarにおいて148
件の引用数を達成するとともに、信号処理やComputer Science応用分野など複数の研究分野において被引用数Top0.1％以内に位置しており、極めて高い評価を得ている。(３)の論文はComputer Science分野において被引用数Top5.5％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。また、ブロック・チェーンの一連の研究成果を基に立案した超スケーラブルなブロック・チェーンを開発するための研究が、2019年度の科研費基盤(Ａ)に採択された。
【社会・経済・文化的意義】
本業績のブロック・チェーン技術は、今後の大規模IoTシステムを支える基盤技術となることが予想される一方で、IoTへの応用にとどまらず、
フィンテック、ヘルスケア、行政、物流といった社会・経済における幅広い分野での貢献が期待できる。膨大な数のIoTデバイスと多様なリソー
ス・サービスを強固なセキュリティの下で連携させることを可能として
おり、Society5.0の実現に向けた基盤技術として注目され、京都新聞で報道された。なお、笠原正治教授は、これら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2018年度に電子情報通信学会
フェローに選出された。

SSS【学術的意義】
本研究では、日本とタンザニアを例とした情報システム利用者のセキュリティ意識調査など、社会学的な側面をサイバーセキュリティ分野の研究に取り込んで人のセキュリティ行動を支援する技術提案を行っており、工学的な学術的意義は大きい。また、情報システムでは、クラウド・エッジで仮想化が進む一方でハードウェアに対する攻撃が増加する
中、その根本原因の対策に向けた基礎技術を提案しており、システムセキ ュ リ テ ィ 研 究 と し て の学 術的 意義 は大 きい 。( １) は、 IEEEの 主要
ジャーナルの一つであるIEEE Access(IF=4.1)であり、Engineering分野
において被引用数Top3.3％に位置する学術的価値の高い雑誌である。また、(２)(３)も国際的に評価の高い論文誌でインパクトファクターはそれぞれ1.4と3.1であり、特に(３)は、Computer Science分野において被引用数Top6.8％に位置する学術的価値の高い雑誌である。
【社会、経済、文化的意義】
本研究は、地域性や文化・習慣等に基づくサイバーセキュリティ行動の特性を明らかにした点で、情報化社会を推進し、世界的な経済活動を行う上で極めて重要な成果であり、社会的・経済的・文化的な意義は極めて大きい。また、本研究と関連して、欧米セキュリティ専門機関と共にサイバーセキュリティ国際標準化を推進し、MITRE社やcisco社等の有名海外企業やEU等との共同研究に取り組んだ 。さらに、2018年度から情報処理推進機構(IPA)サイバーセキュリティ人材プログラムの代表を務めており、国際標準化や人材育成にも積極的に取り組んでいる。これら一連 の 成 果 が 認 め ら れ 、 山 口 英 名 誉 教 授 は 、 2019 年 に InternetSociety(ISOC) に よ る 「 イ ン タ ー ネ ッ ト の 殿 堂 (Internet Hall ofFame)」入りを果たした。

15/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

Zhang. Y., Kasahara. S., Shen. Smart Contract-Based Access IEEE Internet of 6,2Y., Jiang. X., Wan. J.
Control for the Internet of Things Journal
Things15941605

2019

10.1109/JIOT.2
018.2847705(1)

Kasahara. S., Kawahara. J.

Effect of Bitcoin fee
transaction-confirmation
processof 13,5on Journal
Industrial
andManagement
Optimization

3653862017

10.3934/jimo.2018047

Kawase. Y., Kasahara. S.

10591
Transaction-Confirmation Time 12thfor
Bitcoin:A
Queueing Internationalof
Analytical
Approachto Conference
Queueing Theory
Blockchain Mechanism
andNetwork
Applications(QTNA2017), LNCS

75-88

2017

10.1007/978-3319685205_5

130758 2019130771

10.1109/ACCESS.2019.2
940669and 2018
Events to Security
Ady Wahyudi Paundu, Doudou Leveraging KVM
Cache-BasedSide Communication
Fall, Daisuke Miyamoto, Youki Detect
ChannelAttacksina Networks
Kadobayashi
Virtualization Environment

Articl 2018eID4216240

10.1155/2018/4
216240MitsuakiAkiyama,Takeshi Analyzing the ecosystem of Computers
Yagi, Takeshi Yada, Tatsuya malicious
URL
redirection Security
Mori, Youki Kadobayashi
throughlongitudinalobservation from honeypots

15517310.1016/j.cose.2017.0
1.003

(2)

(3)

Jema David Ndibwile, Edith An Empirical
Approach to IEEE Access
Talina Luhanga, Doudou Fall, Phishing
Countermeasures
DaisukeMiyamoto,
Gregory through Smart Glasses andBlanc, Youki Kadobayashi
Validation Agents

7

(1)

(2)

(3)

& 69

2017

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

61010 知覚 情報 音声情報処理に関する処理関連 研究

31

社
文
会
化
的
経
意
済
義

S

SS

音声による人間と機械の自然なコミュニケーションを実現するための音声認識、音声合成をはじめとする音声に関する研究を行う。深層学習による音
声認識・音声合成、感情やパラ言語情報認識のアフェクティブコン
ピューティングを実現した。具体的には、音
声認識と音声合成を統合した半教師付き学習の枠組みの研究を実施した。

61010 知覚 情報 多元光情報に基づくイ
処理関連 メージングに関する研
究

32

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

光線計測を高次元化
することで、光線が持つ豊富な視覚情報に基づいてコンピュータによるシーン理解の能力を向上させることを目指す。この時、計測デバイスの性能を光学的な工夫と情報処理を組み合わせることで、効率よく高次元化する。
具体的には、画像を波
長・視点位置・ナノ秒
単位時間の３つの軸で高次元計測し、これまで利用されてこなかった不可視情報を活用す
る。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究では、音声認識と音声合成を統合する半教師付き学習の枠組みと、再帰型深層学習モデルに基づき原言語の発話者の強調を保存して音声翻訳する手法を世界で初めて提案し、その有効性を示した。(１)は、Human-Computer Interaction分野で被引用数Top0.8％に位置し、極めて高 い 評 価 を 得 て い る 。 ( ２ ) は 、 IEEE の 学 会 誌 (Acoustics andUltrasonics分野で被引用数Top５％に位置する学術的価値の高い雑誌)に
掲 載 さ れ た 。 ( ３ ) は 、 Language and Linguistics 分 野 で 被 引 用 数
Top3.6％に位置する学術的価値の高い論文誌に採択された。これら一連の研究は科研費基盤(Ｓ)により推進され、科学技術振興機構(JST)によるフランスANRとのCRESTの採択に繋がった。
【社会、経済、文化的意義】(１)の成果は、現在普及するすべての音声認識や音声合成のモデル学
習、言語資源が少ない言語や絶滅言語等に適用でき、文化的な貢献は極めて大きい。(２)の成果は、音声翻訳システムがスマートフォン等において実現する中、現在はテキスト情報しか利用されていないのに対し、パラ言語を伝えることでより正確に意図が伝わる自然なコミュニケー
ションが可能となり、訪日外国人等に有効である。その中で、高齢者支援や観光への応用を目的としたSCOPE(総務省)、高度通信・放送研究開発
委託研究(情報通信研究機構)に取り組んでいる。さらに、関連技術を応用して日本語授業映像に付与する英語字幕をAIで自動作成するシステムを開発し、2019年度に本学授業アーカイブシステムに導入した。なお、
中村哲教授は、これら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2016年度にIEEEフェローを、2017年度に情報処理学会フェローを授与された。

SSSS【学術的意義】
本研究について、(１)(２)は深度カメラの新しい利用法に関するもの
で、これまで困難とされてきた透明物体の形状計測や、深度の歪みから材質推定を実現する独創的な研究であり、かつ革新性・有用性が極めて高い。(３)は、受精卵の内部を可視化する技術である。(１)の論文は、Computer Vision and Pattern Recognition(CVPR)分野において被引用数
Top1.3％に位置する学術的価値の極めて高いProceedingsに掲載され、同分野において被引用数Top7.5％に位置し、高い評価を得ている。(２)の論文は、パターン認識分野のトップ論文誌(IF=17.7、AI分野とSoftware
分野の両分野においてTop１％以内に位置する学術的価値の極めて高い雑誌)に採択され、CVPR分野において被引用数Top5.4％に位置し、高く評価されている。(３)の論文は、CVPR分野において被引用数Top5.3％、AI分
野において被引用数Top1.6％に位置する学術的価値の極めて高い雑誌に採択されている。また、これら一連の研究に関連し、科学技術振興機構(JST)によるCRESTに採択されている。
【社会、経済、文化的意義】
本研究のうち、(１)(２)による物体の３次元形状・材質・内部状態を推定する技術は、製造ラインでの品質検査や異物発見に利用でき、また、霧や雨など悪天候下での距離推定は車の自動運転に必要とされる技術であることから、多数の企業との共同研究により技術移転を進めており、産業基盤の発展の観点から経済的価値は極めて高い。また、関連技術についてプレスリリースを行い、朝日新聞、日本経済新聞、毎日新聞、NHK奈良等で報道されるなど社会的に注目されている。(３)について
は６件の特許を出願しており、医療・福祉分野の改善に寄与するものとして社会的意義は大きい。

16/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等A.,
Tjandra.
Nakamura. S.

Sakti.

(1)

タイトル・表題等

巻・号

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

S., Listening
while
Speaking: Proceedingsof 2018
Speech Chain by Deep Learning IEEE
Automatic
SpeechRecognition andUnderstanding(ASRU) 2017

3013082018

10.1109/ASRU.2
017.8268950

26,10Models IEEE-ACM
Speech Transactions on
Audio Speech andLanguage
Processing

18731883

2018

10.1109/TASLP.
2018.28
46402

83-96

2016

10.1016/j.spec
om.2016.09.002

Do. Q.T., Sakti. S., Nakamura. Sequence-to-Sequencefor
Emphasis
S.
Translation(2)

発表雑誌・出版社・
会合等

Hiraoka. T.,
Neubig. G., Learning
cooperative Speech
Sakti. S., Toda. T., Nakamura. persuasive dialogue policies Communication
using framing
S.

84

(3)

Tanaka. K., Mukaigawa.
Kubo. H., Matsushita.
Yagi. Y.

Y., Recovering Transparent Shape IEEE Conference 2016
Y., from Time-of-Flight Distortion on
Computer
VisionandPattern
Recognition(CVPR)

43874395

2016

10.1109/CVPR.2
016.475

Tanaka. K., Mukaigawa.
Funatomi.
T.,
Kubo.
Matsushita. Y., Yagi. Y.

41,12Y., Material Classification from IEEE
Transactions on
H., Time-of-Flight Distortions
Pattern Analysis
andMachineIntelligence

29062918

2019

10.1109/TPAMI.
2018.2869885

Kuniyoshi. F., Funatomi. T., Visibility
Enhancement
by International
127,8
Kubo. H., Sawada. Y., Kato. Integrating
Refocusing and JournalofY.O., Mukaigawa. Y.
Direct-Global Separation with Computer Vision
Contact Imaging

116211742019

10.1007/s11263-01901173-5

(1)

(2)

(3)

34

社
文
会
化
的
経
意
済
義

61020 ヒュ ーマ 拡張現実感技術の高度
ンイ ンタ 化に関する研究
フェ ース
およ びイ 拡張現実感の実応用
ンタ ラク に向けて、様々な技術
ショ ン関 開発・評価を行ってきた。拡張現実感用の表連示デバイスとしては、
主にヘッドマウント
ディスプレイ、ハンド
ヘルドディスプレイ、
プロジェクタの３種類があり、それぞれ技術
課題が異なる。本研究では、それら全てを対象に技術の高度化を進め、応用分野との適合性を考慮しながら評価実験を実施し、それぞれの特性を明らかにし
た。

SS

S

61020 ヒュ ーマ 高度化HMDを用いた視界
ンイ ンタ の自在化とその応用に
フェ ース 関する研究
およ びイ
ンタ ラク 本研究では、ユーザ
ショ ン関 の生活支援を目指して連
視界を自在に変調可能なHMDの技術開発を行ってきた。具体的には、画素単位で眼球に入る
光線を減衰させたり動的に光学特性を変化できるHMDを開発し、広視野HMDを利用する人間の情報受容特性に関して新たな知見を得た。これらの成果は、従来の常識を覆す画期的なもので、今後の応用展開も可能とする。

SS

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

、

33

学
術
的
意
義

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究について、(１)では、ハンドヘルド型の拡張現実感を点検作業へ応用する場合の有効性を明らかにし、(２)では、拡張現実環境における仮想物体の操作特性をバーチャルリアリティとの比較によって明らかにした。この研究は、拡張現実感とバーチャルリアリティの差異を明らかにしたところに学術的価値があり、この成果は将来の応用システム開発における設計指針と成り得る。(３)は、プロジェクション型の拡張現実感において環境光の影響を抑える新たな技術を提案した。環境光にもロバストに対応できる技術を開発したもので、プロジェクションマッピ
ングの実施可能環境を拡大できる。これらの論文は、コンピュータグラ
フィックス分野における世界最高峰の学術誌(IF=3.8)に採択されており、(２)はComputer Graphics and Computer-Aided Design分野において被引用数Top1.4％に位置し、当該分野において極めて高い評価を得ている。
【社会、経済、文化的意義】
拡張現実感は、ソフトウェアライブラリの世界標準であるARToolKitの開発研究をはじめ、加藤博一教授らのグループの過去20年にわたる先駆的な研究成果により実用化の段階を迎えてきたが、その応用事例はゲー
ム、観光、マーケティングツールといった分野に限られてきた。本研究は、拡張現実感技術について、産業基盤の発展を促進させる重要な知見であり、その波及効果は大きく、社会的・経済的意義は大きい。研究成果 は デ モ の 形 で 発 表 す る こ と も 多 く 、 IEEE ISMAR2016 Best DemoAward、MIRUインタラクティブ発表賞やRICHO THETA×IoTデベロッパーズ
コンテスト優秀賞等を受賞しており、社会的にも評価されている。

SS【学術的意義】
本研究は、HMDを高度化してユーザの視界を自在に変調する技術に関するもので、その研究成果は画期的である。(１)～(３)は、バーチャルリ
アリティ分野で最高権威の国際学術誌TVCG(IF=3.8)に掲載された。(１)は、HMDの今までの概念を覆す新しい減法式の基本設計を提案した研究成
果 が 高 く 評 価 さ れ た 。 本 論 文 は Computer Vision and Pattern
Recognition分野において被引用数Top9.4％に位置し、高い評価を得ている。(２)は、(１)でも用いられたPSLMを応用し動的補正が可能なレンズとして使用することで、焦点調整や複数の合焦点を作り出し、ズームや平行移動を実現した論文である。(３)は、光学透過式HMDの屋外で用いる
場合のアノテーションビューマネージメントに関して周辺視野やアノ
テーションの場所に言及した研究成果が評価されている。
【社会・経済・文化的意義】
HMDによる視界の自在化に関するこれら一連の研究は社会展開を促進しており、特に食物の見かけを変えて味覚を変調する研究はNHK、日本テレ
ビ、ABCテレビで放送され、大手食品メーカーと共同研究を開始するなど
社会的インパクトは極めて大きい。また、バーチャル物体と実物体を対等に描画できる相互遮蔽の概念は300件以上の論文に引用され、ARやHMDに関する主要なハンドブックや教科書に掲載されるとともに、Trivisio
社 の 商 用 HMD に 採 用 さ れ て い る 。 さ ら に 、 最 近 ４ 年 間 で 国 際 会 議
Cyberworlds2019,IEEE VR2019の実行委員長など３件の国際会議のプログ
ラム委員長を務めている。なお、清川清教授は、これら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2018年度に日本
バーチャルリアリティ学会フェローに選出されている。

17/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

24,7
T., Handheld Guides in Inspection IEEE
T., Tasks:
Augmented
Reality Transactions on
VisualizationG., versus PictureandComputerGraphics

211821282018

10.1109/TVCG.2
017.2709746

24,2
Krichenbauer. M., Yamamoto. Augmented
Realityversus IEEE
G., Taketom. T., Sandor. C., Virtual Reality for 3D Object Transactions on
Visualization
Manipulation
Kato. H.
andComputerGraphics(2)103810482018

10.1109/TVCG.2
017.2658570

2019

10.1109/TVCG.2
019.2940453

2019

10.1109/TVCG.2
019.2899229

2019

10.1109/TVCG.2
019.2947038

2019

10.1109/TVCG.2
018.285
4737

Taketomi.
Polvi. J.,
Moteki. A., Yoshitake.
Fukuoka. T., Yamamoto.
Sandor. C., Kato. H.
(1)

24,2
Akiyama. R., Yamamoto. G., Robust Reflectance Estimation IEEE
Amano. T.,
Taketomi. T., for
Projection-Based Transactions on
Controlina Visualization
Plopski. A., Sandor. C., Kato. Appearance
andComputer
Dynamic Light Environment
H.
Graphics(3)

25,5
Yuta Itoh, Tobias Langlotz, Light
Attenuation Display: IEEE
Daisuke
Iwai,
Kiyoshi Subtractive See-Through Near- Transactions on
Kiyokawa, and Toshiyuki Amano Eye Display via Spatial Color Visualization
andComputer
Filtering
Graphics
(1)

Yuta
Itoh,
Member,Tobias Computational
Langlotz,Stefanie
Zollmann, Eyeglasses
Daisuke
Iwai,
Kiyokawa
Kiyoshi, Toshiyuki Amano(2)

19511960

Phase-Modulated IEEE
Transactions on
Visualization
andComputerGraphics

25,9
Ernst Kruijff, Jason Orlosky, The Influence of Label Design IEEE
Naohiro Kishishita, Christina on Search Performance and Transactions on
Trepkowski, Kiyoshi Kiyokawa Noticeability in Wide Field of Visualization
Computer
View
Augmented
Reality andGraphics
Displays(3)28212837

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

61030 知能 情報 医療テキスト解析の応学関連用に関する研究

35

社
文
会
化
的
経
意
済
義

SS

SS

ソーシャルメディア
データや患者の発話など、これまで医療デー
タとして扱われてこな
かった材料を解析して情報を抽出し、応用を目指す研究である。自
然言語処理技術を用いることで、ソーシャル
メディアデータの自動分類、発言の統計量のモデル化を行い、膨大なデータから信頼性のある情報を抽出することに成功し、システムとして完成させ検証した。

61030 知能 情報 機械学習アルゴリズム
学関連の介護支援ロボットへ
の応用

36

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

ビッグデータ解析に不可欠な機械学習アル
ゴリズムを提案、解析、改良し、実データに応用している。提案
したアルゴリズムは外乱に対して頑健でありながら従来法とは異なり小さな計算量で実現可能である。また、これら機械学習アルゴリ
ズムの応用として介護支援ロボットの開発をテーマに研究を進めて
いる。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究は、ソーシャルメディアを用いた感染症予測に関する独創的な研究として学術的意義は卓越している。(１)は、国際ワークショップを開催した結果報告であり、開発されたテストベッドは現在も国際的に使用され、その功績は高く評価されている。(２)は、認知症患者の発話か
ら患者の病態を予測するものであり、この研究に基づく臨床実験がNHKな
ど多くのメディアに取り上げられた。(３)は、ソーシャルメディアを用い、人間の興味を考慮した新しい予測モデルを提案するものである。
(１)の論文は、医療情報分野26誌のうち最も評価の高いJMIR誌(IF=4.9)に掲載され、被引用数Top3.7％に位置している。(３)の論文は、国際医療情報学会(IMIA)が毎年選定するベストペーパーとして公衆衛生関連の805 論 文 中 か ら ３ 本 選 出 さ れ た 論 文 の １ つ で あ る 。 ま た 、 Health
Informatics分野において被引用数Top7.2％に位置している。これら一連の研究は、内閣府による戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)や官
民研究開発投資拡大プログラム(PRISM)への参画に繋がっている。
【社会・経済・文化的意義】
本研究は、国内でも類を見ない医療分野のテキスト処理に関するもの
で、電子カルテデータの解析にとどまらず、ソーシャルメディアデータ
や患者の語りなども解析対象とすることで、研究領域を大きく広げた。
新型コロナウィルス感染症クラスター対策班(厚生労働省)への情報提供、大規模病名辞書「万病辞書」の公開に加え、本研究分野初となるテ
キスト「医療言語処理」を出版するなど医療分野における貢献は多大で、社会的意義は卓越している。これらの自然言語処理技術による感染症予測は社会的に注目されており、朝日新聞、日刊工業新聞、財形新
聞、産経新聞、NHK大阪放送局、NHK奈良放送局において広く報道され
た。

SS

S

【学術的意義】
本研究について、(１)では、ロバスト損失を最小化する方法を提案
し、事前知識を持たない広いデータクラスに対して優れたロバスト性を
実 現 す る こ と を 経 験 的 に 示 し た 。 ( ２ ) で は 、 Manifold Relevance
Determination(MRD)を用いて衣服モデルの学習を行い、人と衣服の関係のリアルタイム推定を可能とした。(３)では、サンプル効率の高い深層
強化学習手法の開発及び双腕ロボットによる布操作スキルの獲得を実現した。(１)が掲載されたMachine Learningは、機械学習分野では最高評
価の論文誌の一つである。また、本研究の続編がトップ会議であるICMLに採録された。(２)は、ロボット分野で最高評価の論文誌(IF=6.5)に掲
載 さ れ 、 Computer Science Applications 分 野 と Control and Systems
Engineering分野においてそれぞれ被引用数Top7.1％とTop8.4％に位置し、高く評価されている。(３)の論文は、知能ロボット分野で権威のある論文誌に掲載され、Computer Science Applications分野など複数の分野において被引用数Top１％以内に位置しており、極めて高い評価を得ている。
【社会、経済、文化的意義】
AI社会を迎える中で、機械学習アルゴリズムの開発は急務である。現
在の主流は深層学習であるが、その理論的裏付けはなく、試行錯誤が続いている。その点で、統計科学的裏付けを持つ本研究手法は次世代AI開発において重要であり、また、学習型ロボットによる介護支援は、今後の少子高齢化・人口減少化に対しおいて重要であることから、企業との共同研究((株)デンソー、ダイキン工業(株)など)も活発で、社会的意義
は大きい。

18/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

巻・号

頁

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

of 21,2
Wakamiya. S., Morita. M., Tweet Classification Toward Journal
Kano. Y., Ohkuma. T., Aramaki. Twitter-Based
Disease Medical Internet
Surveillance:New
Data, Research
E.
Methods, and Evaluations

e12783 201910.2196/12783

Shibata. D., Ito. K., Nagai. Idea density in Japanese for PLoS One
H., Okahisa. T., Kinoshita. theearly
detection
ofA., Aramaki. E.
dementia based on narrative
speeche02084 201818

10.1371/journal.pone.
0208418e65

201810.2196/public
health.
8627

201710.1007/s10994-0175653-5

(1)

13,12

(2)

Wakamiya. S.,
Aramaki. E.

Kawai.

of 20,9Y., Twitter-Based
Influenza Journal
Detection After Flu Peak via Medical Internet
TweetsWith
Indirect Research Health
Information: Text Mining Study and Surveillnce(3)

Holland. M.J., Ikeda. K.

Robust regression using biased Machine Learning 106,44 1643objectives
084
1679

(1)

Koganti. N., Tamei. T., Ikeda. Bayesiannonparametric IEEE
K., Shibata. T.
learning of cloth models for Transactions
Robotics
real-time state estimation

33,4

9169312017

on

10.1109/TRO.20
17.2691721

and 112

72-83

2019

10.1016/j.robot.2018.
11.004(2)

Tsurumine.
Y.,
Cui.
Uchibe. E., Matsubara. T.

(3)

Y., Deep reinforcement learning Robotics
with smooth policy update: Autonomous
Application to robotic cloth Systems
manipulation

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

61050 知能 ロボ 現実環境を対象にしたティクス ロボットビジョンとマ
ニピュレーションの高度な連携に関する研究

37

社
文
会
化
的
経
意
済
義

S

SS

本研究は、様々な対象物が多数存在し、それらの配置が刻々と変化する環境の中で、ロボットビジョンにより状況を判断し、対象物を適切に把持・操作するロボットシステムを実現するものであり、そのための認識技術やマニピュレーション技
術の高度化に取り組んでいる。

80040 量子 ビー エネルギー保存則に基ム科 学関 づいた新規シンチレー
連
タ及びドシメータ材料の統合的研究

38

学
術
的
意
義

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

量子ビーム計測や線量測定に用いるシンチ
レータ、ドシメータ材
料は従来異なる材料として別々に研究されてきたが、本研究では捕獲中心の観点から統合的な理解ができることを提案している。一つの材料について両者の特性を評価して比較する方法論で新規高性能材料の開発を進め、有望な材料を見出してい
る。

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)【学術的意義】
本研究により、従来ロボットの進出が困難であった分野への展開を可能とした。(１)では、コンビニエンスストアにおける廃棄・陳列を実現するロボットシステムの開発に成功した。(２)では、深層学習を用いた画像処理において問題となるデータ収集の手間を大幅に軽減し、深層学習をより多くの人に利用可能にした。(３)では、これまで大型機械によって行われていた航空機製造での穴あけ作業を小型ロボットでも可能に し た 。 ( ２ )( ３ ) の 発 表 雑 誌 は 、 Control and Optimization 分 野 とMechanical Engineering 分 野 に お い て 被引 用数 がそ れぞ れTop5.4 ％とTop6.2％であり、両分野において高い学術的価値を持つ論文誌である。
( ２ ) の 論 文 は 、 Control and Optimization 分 野 に お い て 被 引 用 数
Top7.9％に位置しており、高い評価を得ている。
【社会・経済・文化的意義】
本研究により開発された多くのロボットが日刊工業新聞、日経産業新聞、読売新聞等で取り上げられた。また、ICRA2016で開催されたAirbur
Shopfloor challenge で １ 位 、 Amazon Robotics Challenge 2017 で 日 本
チームで唯一の決勝進出(６位)、WRC2018フューチャーコンビニチャレン
ジ接客タスク１位などロボット競技会において優秀な成績を収めた。パ
ナソニック(株)と立命館大学との産学連携プロジェクトに発展している。参画した学生は、情報処理推進機構(IPA)による未踏スーパークリ
エータに選出された。以上のように、産業基盤の発展・改善への貢献は極めて大きく、社会的・経済的意義は卓越している。なお、小笠原司教
授は、これら一連の研究と学術的知識の発展・普及への卓越した貢献が評価され、2017年度に日本ロボット学会フェローに選出された。

SS【学術的意義】(１)は、従来Ce添加シンチレータの母材として選択肢から除外されてきたTb元素が、Ce3+の発光を増強する効果を有し、母材の構成元素として使用できる場合があることを示したものである。Engineering分野で被引用数Top2.6％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。また、本論文は第41回(2019年度)応用物理学会論文奨励賞を受賞した。(２)は、高性能な新規透明セラミックスシンチレータに関する研究
で 、 Electronic,Optical and Magnetic Materials 分 野 で 被 引 用 数
Top2.4％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。被引用数は33である。(３)は、シンチレータ、ドシメータ材料の両方に利用
可 能 な 新 規 ガ ラ ス 材 料 に 関 す る 研 究 で 、 Electronic,Optical andMagnetic Materials分野で被引用数Top5.0％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。これらの論文はすべてScopusで被引用論
文Top10％以内に位置しており、各専門分野だけでなく学術的に高く評価されている。(１)～(３)の研究テーマを含む一連の放射線計測用蛍光体の研究成果が認められ、第13回(2016年度)日本学術振興会賞を受賞した。さらに、これら一連の研究を精力的に推進し、2016年度～2019年度の４年間で268報の査読付き論文を発表した。
【社会、経済、文化的意義】
本研究に関し、企業10社と共同研究を行うとともに、将来的な産業化に向けて６件の特許を取得している。また、これら一連の研究に対し、４年間で応用物理学会など複数の学会において68件の若手奨励賞・ポス
ター賞等を受賞しており、学術的知識の発展・普及や若手研究者の育成の観点から社会的意義は大きい。

19/20

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等

andstraightening Advanced
Garcia Ricardez. G.A., Okada. Restock
S., Koganti. N., Yasuda. A., system for retail automation Robotics
Uriguen Eljuri. P.M., Sano. using compliant and mobile
T., Yang. P.-C., El Hafi. L., manipulation(1) Yamamoto. M., Takamatsu. J.,
Ogasawara. T.

巻・号頁

34,438 23594
249

発行・
発表年
等

掲載論文
のDOI

2020

10.1080/016918
64.2019.169846
0

Robotics 4,2
Kiyokawa. T., Tomochika. K., Fully
Automated Annotation IEEE
Automation
Takamatsu. J., Ogasawara. T. with
Noise-Masked
Visual andMarkers
for Deep-Learning- Letters
Based Object Detection

19721977

2019

10.1109/LRA.20
19.2899
153

Von Drigalski. F., Hafi. L.E., Vibration-Reducing
Robotics 2,4
End IEEE
Automation
Eljuri.
P.M.U.,
Ricardez. Effector for Automation of and
G.A.G.,
Takamatsu.
J., Drilling Tasks in Aircraft Letter
Manufacturing
Ogasawara. T.

231623212017

10.1109/LRA.20
17.2715
398

Nakauchi D., Okada G., Kawano Luminescent and scintillation Appliedof
Ce-doped Express
N., Kawaguchi N., Yanagida T. properties
Tb3Al5O12 crystal grown fromAl-rich composition

072601 201710.7567/APEX.1
0.07260143,16046092017

10.1016/j.ceramint.20
16.09.201

and dosimetric Journal of Non- 482
ofCe-doped Crystalline
aluminoborate Solids

1541592018

10.1016/j.jnoncrysol.
2017.12
.030

(2)

(3)

Physics 10,7

(1)

Nakamura F., Kato T., Okada Scintillation and dosimeter Ceramics
G., Kawaguchi N., Fukuda K., properties of CaF2 transparent International
ceramic doped with Eu2+
Yanagida T.
(2)

Kawano, N.,
Okada, G.,
Yanagida, T.
(3)

Kawaguchi,
Fujimoto,N., ScintillationY., properties
strontium
glasses

科研費
小区分名

研究テーマ及び要旨【200字以内】

90120 生体 材料 超分子化学に立脚した学関連
バイオミメティック機
能分子の創成39

生体内で働く様々な分子マシンを規範とし、複数の人工分子を
超分子化学的に複合化することで分子レベルで働く新しい機能性分子を設計した。具体的には、単一分子スケー
ルで作動するモーター
や、人工細胞膜を形成する新規な両親媒性分子の開発を行った。

学
術
的
意
義

社
文
会
化
的
経
意
済
義

S

S

、

科研費
小区分
番号

、

業
績
番
号

重複
して
選定
した
【400字以内。ただし、「学術的意義」及び「社会、経済、文化的意義」の双方の意義
研究を有する場合は、800字以内】
業績
番号
判断根拠(第三者による評価結果や客観的指標等)

代表的な研究成果・成果物

共
同
利
用
等

【最大3つまで】
巻・号

頁

発行・
発表年
等

10,1

3742

2019

10.1038/s41467-01911737-1

Yasuhara. K., Arakida. J., Spontaneous
Lipid Nanodisc Journal of the 139,51 18657- 201718663
byAmphiphilic American
Ravula. T., Ramadugu. S.K., Fomation
Chemical Society
Sahoo. B., Kikuchi. J.-I., Polymethacrylate Copolymers
Ramamoorthy. A.

10.1021/jacs.7b10591

著者・発表者等

タイトル・表題等

発表雑誌・出版社・
会合等【学術的意義】
本研究について、(１)は、回転方向が制御された分子モーターを基板上で組織化することにより、隣接した二つの歯車状の分子が、実際の歯車のように噛み合って回転し、ナノサイズの分子でも運動が伝達されることを世界に先駆けて見いだしたものである。(２)では、天然の細胞膜に対して添加することだけでナノディスク化できる新規な高分子材料について報告した。(３)は、人工細胞膜を自発形成する新規の両親媒性分
子 に 関 し て 報 告 し た も の で あ る 。 ( １ ) の 掲 載 誌 で あ る Nature
Communicationsはインパクトファクター11.9の極めて学術的評価の高い学術誌である。(２)の論文は、被引用数は30で、Biochemistry分野において被引用数Top5.7％に位置しており、当該分野において高い評価を得ている。また、本研究成果により第12回バイオ関連化学シンポジウムにおいて講演賞を受賞した。

Zhang. Y., Calupitan. J.P., A chiral molecular propeller Nature
Rojas. T., Tumbleson. R., designed for unidirectional Communications
Erbland. G., Kammerer. C., rotations on a surface
Ajayi.
T.M.,
Wang.
S.,
(1) Curtiss. L.A., Ngo. A.T.,
Ulloa. S.E., Rapenne. G., Hla.
S.W.

【社会、経済、文化的意義】(１)は、ナノサイズでの物質の輸送、情報の伝達が可能なナノデバイ
スへの応用を切り開いたとして注目され、毎日新聞で報道された。(２)で得られた成果は米国特許16/386,804として出願し、ナノディスクを形成するポリマーはすでに米国Avanti Polar Lipids社より販売を開始して
おり、産業基盤の発展への貢献として社会的意義は大きい。Gw éna ël
Rapenne教授は、本学が2014年度にトゥールーズ第３ポール・サバティエ
大学(フランス)に設置した海外研究拠点(海外サテライト研究室)の研究室責任者であり、また、CEMES(フランス)とのクロス・アポイントメント制度により本学の基幹研究室教授として研究を行っている。国際的な研究ネットワークによる組織的な国際共同研究を着実に推進しており、国際社会への学術的知識の普及・発展の観点から大きな社会的意義を有し
ている。

(2)

20/20

Ogoshi.
T.,
Sueto.
R., Spherical Vesicles Formed by Journal of the 138,26 80648067
Yoshikoshi. K., Yasuhara. K., Co-AssemblyofCyclic American
Pentagonal
Pillar[5]quinone Chemical Society
Yamagishi. T.-A.
with
CyclicHexagonal
Pillar[6]arene
(3)

2016

掲載論文
のDOI

10.1021/jacs.6
b04125