スーパ ーコンピ ュータシステム
令和４年度

研

究

成

果

報

京都大学化学研究所

告

書

はじめに
京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムは、1992 年 1 月より運用を開始した京都大学の研究設備であり、複数のスーパーコンピュータが高速ネットワークで結ばれたネットワークスーパーコンピューティングシステムを提供しています。2020 年 1 月に導入されたシステムは、ゲノムネット計算サーバ
システム A として HPE Superdome Flex(総 CPU コア数 1,152)、ゲノムネット計
算サーバ

システム B および化学計算サーバとして HPE Apollo 2000(総 CPU コ

ア数 5,680)、ゲノムネット公開サーバとゲノムネット開発サーバとして HPE
ProLiant DL560(総 CPU コア数 640)を採用しました。化学研究所スーパーコンピュータシステムは、分子シミュレーションをはじめとする計算化学関連の応用
ソフトウェア、ゲノム解析やバイオインフォマティクス研究で必要となる分子生物学関連のデータベースとソフトウェアが整備されており、こうした分野の研究環境をサポートすることを目的に、学内外の研究者に広く開放されています。また、分子生物学関連のデータベースとソフトウェアはゲノムネットデー
タベースサービス（https://www.genome.jp/）として、広く国内外の研究者に提供しています。
この報告書は、令和 4 年度の 297 名の登録利用者の中から、電子メールだけの利用者、特に報告する内容のなかった利用者、特許出願などの理由で研究成果を非公開としたい利用者を除き、100 件の研究成果報告をまとめたものです。
システム稼働状況、化学研究所 WWW サービスの利用状況、ゲノムネットデータ
ベースサービス利用状況についても報告しています。
また、当システムは化学研究所共同利用・共同研究拠点の共通設備として利用され、令和 4 年度は 10 件の採択課題（バイオ情報学分野）推進に利用されました。
今後とも、スーパーコンピュータシステムをより良いものにしていくために、
皆さまのご意見やご要望を以下のメールアドレスまでお寄せくださいますようお願い申し上げます。
送付先メールアドレス：spradm@scl.kyoto-u.ac.jp
2023 年 3 月
京都大学化学研究所

バイオインフォマティクスセンターhttps://www.bic.kyoto-u.ac.jp/
スーパーコンピュータシステム
https://www.scl.kyoto-u.ac.jp/

目次

化学研究所
新規な結合様式を持つ高周期典型元素化合物の反応解析

時任 宣博

・・・・

1

平面二次元シートに埋め込まれた低次元ケイ素材料の理論設計と動作原理の探求

高橋 まさえ・・・・

2

特異な構造をもつ有機分子の電子的性質

村田 靖次郎・・・・

3

透過型電子顕微鏡による高分子結晶の高分解能観察

登阪 雅聡

・・・・

4

構造制御された高分子の解析

登阪 雅聡

・・・・

5

非平面環状π共役分子の理論的研究

茅原 栄一

・・・・

6

マルチスケールシミュレーションによる有機蒸着膜の分子配向・
移動度予測

梶 弘典

・・・・

7

有機デバイスの基礎科学と高機能化

梶 弘典

・・・・

8

EELSスペクトルの計算機シミュレーション

根本 隆

・・・・

9

タンパク質のX線結晶構造解析

藤井 知実

・・・・

10

効率的有機分子変換反応を可能とする新規金属触媒の設計と
合成

中村 正治

・・・・

11

機能性高分子合成を指向した遷移金属錯体触媒の開発
海洋微生物コミュニティにおける種間ネットワークの研究
バイオインフォマティクを利用した微生物生態と進化の研究
生物情報ネットワークの解析と制御
うつ病とその症状の生物学的背景を解明するための機械学習ア
ルゴリズムの開発

脇岡 正幸

・・・・

12

金子 博人

・・・・

13

趙 宏達

・・・・

14

阿久津 達也・・・・

15

Petschner Peter ・・・・

16

高性能ペロブスカイト太陽電池作成に有効な高活性酸化スカベ
ンジャーの開発

笹森 貴裕

・・・・

17

COが配位した生体模倣型[Mo3S4M] (M = Fe, Co, Ni)クラスター
錯体の理論計算

Sameera W.M.C. ・・・・

18

熱活性化遅延蛍光材料の新規開発

梶 弘典

・・・・

19

湖沼に生息する細菌・ウイルスのメタゲノム解析

岡嵜 友輔

・・・・

20

多官能基性化合物の位置選択的分子変換

上田 善弘

・・・・

21

化学生命科学研究領域の研究報告

緒方 博之

・・・・

22

珪藻の比較ゲノム解析

伴 広輝

・・・・

24

巨大ウイルス翻訳機構研究

チョウ ルイシャン ・・・・

25

巨大ウイルスが保持する深海適応遺伝子の探索

長坂 孔明

・・・・

26

巨大ウイルスの進化過程に関する研究

張 利雯

・・・・

27

ウイルスファージ感染トランスクリプトームの分析

陳 婧潔

・・・・

28

深海に棲息する巨大ウイルスの生態

劉 文文

・・・・

29

高周期典型元素を含む新規結合様式の創出

水畑 吉行

・・・・

30

重いアリールアニオンを基軸とした新規骨格構築反応の開発

西野 龍平

・・・・

31

環境中の微生物およびウイルスを対象としたゲノム・メタゲノム
解析

遠藤 寿

・・・・

32

高周期典型元素を含む高反応性化学種の合成と性質

行本 万里子・・・・

33

巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ手法評価

疋田 弘之

・・・・

34

ナノ炭素材料の理論的研究

小島 崇寛

・・・・

35

二次元WTe2の非線形光学特性に関する計算

Xiang Yubei

・・・・

36

原子層二次元半導体の励起子状態と光学特性の計算

Wang Haonan

・・・・

37

SSEに伴う海面地殻変動の推定

井上 智裕

・・・・

38

稠密地震観測網を用いた地下構造推定

佐脇 泰典

・・・・

39

疾患治療を目的としたピロール-イミダゾールポリアミドの開発

廣瀬 優希

・・・・

40

非天然ヌクレオシドの開発

平島 眞吾

・・・・

41

シグナル伝達タンパク質の構造解析

杤尾 豪人

・・・・

42

典型元素を活用した有機合成法の創出

下川 淳

・・・・

43

量子化学計算と固体NMRを用いた新規無機物質の構造解析

野田 泰斗

・・・・

44

準剛体球系ガラスの脱ガラス化メカニズムの解明

柳島 大輝

・・・・

45

重水素化による医薬分子と分子触媒の機能開拓

中 寛史

・・・・

46

アルコールの脱酸素化を可能とする新規レドックス補助基の開発

竹本 佳司

・・・・

47

計算化学的手法による有機物・無機物の熱物性・輸送特性予測
第一原理計算によるトライボフィルム解析のためのXAFSプロファ
イルの導出

松本 充弘

・・・・

48

平山 朋子

・・・・

49

酵素応答性プローブの創製

三木 康嗣

・・・・

50

可視光応答型光触媒を用いる高効率水分解システムの開発

鈴木 肇

・・・・

51

パラジウム錯体触媒を用いた分子内C(sp3)-H 結合アリール化反応による環状アミド合成

藤原 哲晶

・・・・

52

有機電子機能性材料の素子形成と界面伝導特性評価

筒井 祐介

・・・・

53

吸着工学・乾燥工学等に関する分子論的検討

鈴木 哲夫

・・・・

54

ポリオール類の水素化反応用銅系触媒の開発

藤墳 大裕

・・・・

55

カイラル分子のイオン化反応過程の研究

筆本 涼太

・・・・

56

エネルギー理工学研究所

防災研究所

理学研究科

薬学研究科

工学研究科

最低空軌道を用いた局所化学ポテンシャルの近似手法

田中 海斗

・・・・

57

琵琶湖水中におけるウイルスメタゲノム解析

沈尚

・・・・

58

ロジウム触媒によるカルベン挿入反応におけるカルボキシラト配位子の立体効果

藤原 哲晶

・・・・

59

光・電気・磁気機能性有機分子の分子軌道計算

松田 建児

・・・・

60

エネルギー機能材料の電子構造と光物性

蜂谷 寛

・・・・

61

材料界面・表面と生体分子の相互作用分析

袴田 昌高

・・・・

63

植物アレルゲンの構造

丸山 伸之

・・・・

64

磁場配向を利用した固体NMR解析手法の開発

久住 亮介

・・・・

65

セルロース微結晶の分散液中における構造

小林 加代子

・・・・

66

一酸化炭素酸化菌の分子生物学的研究

吉田 天士

・・・・

67

水圏ウイルスおよび原生生物の分子生物学的研究

吉田 天士

・・・・

69

微細藻類等の分子育種に関する研究

澤山 茂樹

・・・・

72

津江 広人

・・・・

73

伊藤 峻一郎

・・・・

74

藤田 博昭

・・・・

75

フレームワーク型金属錯体分子結晶の創成

古川 修平

・・・・

76

配位高分子ガラスを用いたイオン伝導体合成

堀毛 悟史

・・・・

77

自己集合を利用したタンパク質のカプセル化

藤田 大士

・・・・

78

特定のタンパク質を認識する人工化学抗体の開発

日高 拓也

・・・・

79

多能性細孔物質の深化

大竹 研一

・・・・

80

佐藤 徹

・・・・

82

エネルギー科学研究科

農学研究科

人間・ 環境学研究科
ハロベンゼンと二酸化炭素との分子間相互作用の解析
地球環境学堂・学舎
13族元素含有有機金属錯体の特異な光学特性の機構解明
生態学研究センター
細菌群集ネットワークの動態予測
高等研究院

福井謙一記念研究センター
振電相互作用に関する理論的研究

大学・研究機関・企業・NPO法人・個人等
遺伝子情報を用いた海洋生態学研究

西村 陽介

・・・・

83

アライメント手法を見直し、新たな分子系統解析手法を開発する

松井 求

・・・・

84

規則性合金の触媒作用に関する理論的研究

古川 森也

・・・・

85

密度汎関数法を用いたNO還元用代替触媒探索

蒲池 高志

・・・・

86

高次高調波によるアト秒X線パルスの増幅

Carles Serrat

・・・・

87

スギゲノムの解読と解析

笠原 雅弘

・・・・

88

スギゲノムの解読と解析

藤野 健

・・・・

89

真核生物の細胞内共生後のアミノアシルtRNA合成酵素の進化

浜口 悠貴

・・・・

90

DNA配列空間に新規機能を予測する情報技術

大前 公保

・・・・

91

対偶遺伝学とメタエピゲノミクスによる微生物ダークマターの機能

富永 賢人

・・・・

92

計算化学を活用した天然物の合成研究

占部 大介

・・・・

93

凝集誘起発光についての理論的研究

山本 典史

・・・・

95

高活性遷移金属錯体の合成による新反応開拓

岩本 貴寛

・・・・

96

酵素・補酵素複合体の分子モデリング

田村 隆

・・・・

97

新規抗菌薬の開発を目標とした病原性細菌由来タンパク質の立
体構造予測

森 茂太郎

・・・・

98

温泉環境に生息する微生物のメタゲノム解析

平井 颯

・・・・

99

温泉環境に生息する微生物のメタゲノム解析

Li Hau Fatima

・・・・ 100

多孔質金属錯体内における分子拡散の分子動力学シミュレー
ション

細野 暢彦

・・・・ 101

マウス腸内微生物由来膜小胞の機能解析

森永 花菜・・・・ 102

分子ナノカーボンの合成反応機構解明と電子物性評価

伊藤 英人

・・・・ 103

新規ナノ物質の設計に向けた第一原理計算研究飯田 健二

・・・・ 106

光・磁気・電気的特性を複合的に示す新規分子性物質の開発

酒巻 大輔

・・・・ 107

複数種の赤潮の消長過程におけるウイルス叢遷移様態の網羅

高橋 迪子・・・・ 108

ゲノム情報を用いた新奇微生物酵素遺伝子群の探索と同定

井上 真男

・・・・ 109

システム稼働状況

西川 和嗣
福本 淳司
大久保 宏一上原 英也

・・・・ 110

京都大学化学研究所WWWサービスの利用状況

西川 和嗣

・・・・ 116

ゲノムネットサービス利用統計西川 和嗣

・・・・ 117

スーパーコンピュータシステム講習会等開催履歴

福本 淳司

・・・・ 153

スーパーコンピュータシステム

令和４年度研究課題一覧

・・・・ 159

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
新規な結合様式を持つ高周期典型元素化合物の反応解析

Theoretical studies on the reactions of novel main group elements compounds
京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 有機元素化学研究領域 時任 宣博
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの Gaussian 16 プログラムを利用し、ゲルマニウム間三重結合化合物（ジゲルミン）のラジカルアニオン種 1 と水素置換基
およびアニオン電荷を有するゲルマニウム間二重結合化合物（ヒドロジゲルメニド）2 の構造・性質に関しての検証を行った。
化合物 1 および 2 は、かさ高い置換基である Tbb 基によって安定化されたジゲルミン 3 と還元剤であるカリウムグラファイトとの反応によって得られた。2 のような、水素置換基およびアニオン電荷を有する高周期 14 族元素間二重結合化合物であるヒドロジメタレニド化学種は、その水素置換基が、結合の本質を評価する上で有効な最も単純なものであるという基礎化学的な観点と、更なる分子変換の起点となり得るという応用的な観点で注目が集まっていたものの、その例は、関口らにより報告されたケイ素類縁体ヒドロジシレニドに限られており、ヒドロジゲル
メニドの合成は報告されていなかった。
化合物 1 および 2 の構造は最終的に X 線結晶構造解析により決定した。ゲルマニウム間結
合長は、2.2991(1) (1)および 2.294(1) (2) Å と同程度であり、3 の 2.2222(7)/2.2408(7) Å（二分子独立）に比べてわずかに伸長していた。化合物 1 および 2 のリアル分子を用いた構造最適化を(U)B3LYP-D3/6-31+G(d,p)レベルにて行ったところ、その結合長は、それぞれ、
2.301 (1)、2.294 (2) Å となり、実測値を極めて良く再現していた。
また、上述の最適化構造を用いた化合物 1 および 2 のスペクトル的性質の評価も行った。化
合物 2 は、1H NMR スペクトルにおいて、Ge–H に帰属されるシグナルを 9.65 ppm と、通常のGe–H の ケ ミ カ ル シ フ ト に 比 べ 、 顕 著 に 低 磁 場 シ フ ト し た 領 域 に 与 え る 。
B3LYP-D3/6-311+G(2df,2p)レベルにおける GIAO 計算の結果、計算値は 8.21 ppm となった。
実測と計算値のずれは大きいものの、特徴的な低磁場領域にシグナルが観測された事実を支持する。このずれは、本計算において、対カチオンおよび溶媒を考慮に入れていないためであると考えている。加えて、紫外可視吸収スペクトルにおける吸収の帰属を TD-DFT 計算を用いて行った。
Tbb
Ge Ge
Tbb
3

KC8
THF

Tbb
K+

K

Tbb
+

Ge Ge
Tbb
1

Ge Ge
H

Tbb
2

-1-

Me3Si
Tbb =
Me3Si

SiMe3
CMe3
SiMe3

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

平面二次元シートに埋め込まれた低次元ケイ素材料の理論設計と動作原理の探求
Theoretical design of low-dimensional silicon material embedded in a flat two-dimensional
sheet and exploration for operating principles
京都大学化学研究所物質創製化学研究系有機元素化学研究領域 高橋まさえ
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、平面二次元シートに埋め込まれた新規低次元ケイ素材料を構築し、既存の動作原理とは異なる動作原理を探究することを目的としています。第一原理計算による物質設計では、最適化された構造のフォノン解析を行い、熱力学的にも動力学的にも安定な構造であることを確認する必要があります。格子定数も含めた構造最適化とそのフォノン解析の可能な第一原理計算のアプリケーシ
ョンは限られています。京都大学化学研究所のスーパーコンピュータにはこの目的にかなった
Materials Studio がユーザーに公開されています。
近年新しい二次元量子材料として脚光をあびている二次元シート中の低次元ナノ構造の概
念は、原子スケールで明確に定義される立体配置を備えた新しいプラットフォームを与えます。
「ケイ素版グラフェン」と呼ばれる新材料「シリセン」は、炭素原子の代わりに同じ 14 族であるケ
イ素原子を使ったシートです。シリセンは、平面構造のグラフェンとは異なり、一部の原子が浮き上がって座屈した凹凸構造をとるため、空気中できわめて不安定です。平面構造が安定なシート作製の鍵となります。2018 年度から 2021 年度まで本共同研究に採択していただき、研究代表者が理論設計した平面構造のシリセン分子 [M. Takahashi, Sci. Rep. 2017, 7, 10855.]を基盤に、シリセンのナノスケール幅帯状物質シリセンナノリボンを二次元シートに埋め込み、平面構造を維持した半金属二次元シートを理論設計いたしました[M. Takahashi, ACS Omega,
2021, 6, 12099]。
今年度は、昨年度の結果をもとに、平面構造を維持し低次元ケイ素材料を埋め込んだタイ
プ１ディラク材料の理論設計に成功いたしました。二次元ディラク材料は線形分散ディラクコー
ンを持つ特異な量子物質です。タイプ１に分類されるディラクコーンは点状のフェルミ面を持ち、傾斜した異方性線形分散を示します。今回設計したディラク材料のグラフェンとの顕著な違い
は、van Hove 特異点がグラフェンよりはるかにフェルミ準位の近くにあることです（フェルミ準位
からのエネルギー間隔は、グラフェンが約 2 eV、今回設計されたディラク材料は約 0.3 eV）。極
最近、化学ドーピングによりグラフェンのフェルミ準位を 0.5 eV シフトさせたという報告があり、
0.3 eV のシフトは実現化可能と推測されます。得られた二次元材料は、異方性キャリア移動度を誘導する異方性のディラックコーンを備えたシリコンベースの空気中で安定なディラック材料
であり、様々な新しいケイ素電子デバイスへの応用に対し高い可能性を秘めています。
発表論文（謝辞なし）：M. Takahashi, S. Chen, H. Matsui, N. Morimoto, Y. Ikemoto,
Sci. Rep. 2022, 12, 20393.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
特異な構造をもつ有機分子の電子的性質
Electronic Properties of Organic Molecules with Novel Structure

京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 構造有機化学領域

村田 靖次郎研究成果概要真に水分子の性質を明らかにするためには，単一水分子あるいは単一水和構造を完全に外界から隔離する必要がある．自然界にはほぼ存在しえないその水分子の性質は，理論化学計算によってのみ知ることができ，適切な実験系モデルの構築は極めて限定的である．
一方，フラーレンの疎水性内部空間の利用はこれを解決する最も有効な手立てであるばかりか，通常では実現が困難な超高圧状態や高電荷状態を提供可能である．ここでは，フラーレンに取り込まれた単一水分子の核スピン異性体間の変換の成果について報告する．
水分子は 2 つの水素原子を含むが，それらの核スピンの向きに応じて 2 種類の異性体，すなわち
ortho-H2O（平行）と para-H2O（反平行）に分類することができる．これら 2 種類の核スピン異性体間の変換はスピン禁制であるため起こりえないが，他の物質との衝突（相互作用）によりその変換が起こることが知られている．地球上に存在する
ortho-H2O と para-H2O の割合は 3:1 である一方で，宇宙に存在するそれは 0.1～2.5:1 であり ortho-H2Oの比率が少ない．そのため，ortho–para 変換過程の観測や機構解析による宇宙の起源の解明を目指した研究が盛んに行なわれている．これまでに，水分子は C60 骨格の内部において，約 10 時間のタイムスケールで ortho–para 変換を引き起こすことがわかっている．一方，金電極間に H2O@C60 を 1 分子だけ挟み込んだ単一分子トランジスタを構築し（Figure 1a），テ
ラヘルツ波を照射した際のトンネル電流変化を観測したところ，ortho-H2O および para-H2Oの量子回転励起に対応するコンダクタンス変化が見られた 1．単分子の測定から 2 状態が同時に観測されたというこの事実は，測定のタイムスケールよりも短い時定数（数分程度）
で 2 つの核スピン異性体間を揺らいでいることを示しており，分子内に進入してくるスピン揺らぎをもった伝導電子との相互作用が速い ortho–para 変換を誘発したと考えられる．

発表論文（謝辞なし）
1. Du, S.; Hashikawa, Y.; Ito, H.; Hashimoto, K.; Murata, Y.; Hirayama, Y.; Hirakawa, K. Nano Lett. 2021, 21,10346–10353.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

透過型電子顕微鏡による高分子結晶の高分解能観察
High-Resolution Observation of Polymer Crystals with a Transmission Electron Microscope
京都大学化学研究所 高分子制御合成研究領域

登阪雅聡

研究成果概要自動車用タイヤに用いられるゴム材料の中でも、特に天然ゴムは耐久性が求められる用途に不可欠の材料である。その一因として、天然ゴムの伸長結晶化による自己補強効果が挙げられる。しかしながら、補強の詳細なメカニズムについては、未だ不明な点が多い。
一般に材料の破壊が進行するのは、亀裂の伝播により解放されるひずみエネルギーが、新しい表面を形成するエネルギーを上回る場合だとされている。したがって、ひずみエネルギー
自体を消散させれば、材料の補強に寄与することになる。
我々は切れ込みを入れたカーボンブラック充填ゴムを伸長して放射光 X 線解析を行った。
その結果、伸長中は切れ込みの先端部に伸長結晶化が起こっていることに加え、元の長さに収縮した際、その先端部にパラフィンワックスの結晶が析出していることを見出した。そこで本研究では、伸長結晶化によって亀裂先端周囲にもたらされたゴム材料の変形と、パラフィンワ
ックスの三次元分布について、詳細に解析した。パラフィン結晶の凝集は、試料の上面および底面にのみ観察された (Fig. 1)。この結果は、伸長結晶化によりパラフィンなど低分子化合物の輸送が、数十µm 以上の規模で引き起こされたことを示す。こうした輸送によるエネルギーの消散も、材料の補強に寄与すると考えられる。
x
y

x

(mm)

(a.u.)

yFig. 1. Enlarged image of the crack tip of natural rubber sample (left) and the WAXD intensity
distribution of the reflection from the paraffine crystals (right). The square in the left part indicatesthe area scanned by the X-ray beam.
発表論文（謝辞なし）[1] 登阪雅聡, 丸山隆之, 日本ゴム協会誌, 2022, 7, 207-211.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
構造制御された高分子の解析
Analysis of structure-controlled polymers
京都大学化学研究所 高分子制御合成研究領域

登阪雅聡

研究成果概要
近年開発された可逆不活性化ラジカル重合法は均一で制御された分子量のポリマーを合成するのに有用な手法である。しかし、高分子量ポリマー、特にポリスチレン（PSts）やブロック
コポリマーの合成は困難な課題であった。我々は、有機テルルを用いたエマルションラジカル
重合（TERP）により、構造制御された高分子量 PSts および高分子量 PSt セグメントからなるブロック共重合体を合成することに成功した。TERP の連鎖移動剤（CTA）の有機テルル基の親水性が分子量制御の成功に重要であることを見出した。即ち、ジエチレングリコール、あるいはテトラエチレングリコールユニットを持つ CTA が適していた。これらの CTA に加え、界面活性剤としてヘキサデシルトリメチルアンモニウムブロミド（CTAB）を使用することにより、分子量100 万以上で低分散性（Ɖ ＜ 1.6）の PSts が、モノマー転換率 96%以上で合成された。このような高いモノマー変換率、高い末端基忠実度、ポリマー粒子への迅速なモノマー拡散により、
マクロ CTA を分離することなく、第一モノマーを変換した後に第二モノマーを加えることで低分
散性の高分子量ブロックコポリマーも合成することに成功した。この方法は、高分子量 PSts をベースとしたポリマー材料を作製するための貴重なルートを提供するものである。

Fig. 1. Emulsion TERP giving high molecular weight homo (Mn > 1 × 106) and block copolymer(Mn > 4 × 105) with narrow dispersity (Ð < 1.6).
発表論文（謝辞なし）[1] Jiang, Y.; Fan, W.; Tosaka, M.; Yamago, S. ACS Macro Lett. 2022, 11, 1331–1335.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
非平面環状π共役分子の理論計算
Theoretical Study of Non-planar Cyclic -Conjugated Molecules

京都大学 化学研究所 材料機能化学研究系 高分子制御合成研究領域

茅原栄一

研究成果概要直交するπ電子系を融合すると、π共役のねじれが生じる。そのようなπ共役分子のト
ポロジーの変化は、新たな物性発現の可能性から興味深い。実際、メビウスの輪構造を持つπ共役分子の合成法として、直交する軌道を持つ二つのユニットを融合させることがすでに提案されているが、それを実現できたのはこれまで1例のみだけであった。一方で、我々は、環状構造を持
つ、シクロパラフェニレン（CPP, Figure 1）の合成研究を進めてきており、CPPは分子の面内から放射状に広がった軌道を持つことから、この分子と通常の平面構造を持つ共役分子を融合することで、メビウスπ共役分子の一般性の高い合成法を開発できるのではと考えた。
実際には、CPPを合成する中間体を用い、その分子にエチレンユニットやオルトフェニレンユニットを挿入することで、「メビウスの輪」1および置換体2の合成に成功した。
さらに1, 2はいずれも結晶状態においてパラフェニレンの回転が抑制されているため、「メビウスの輪」構造を持つことが分かった。
なお、1を溶液に溶かすとパラフェニレンの回転のために「メビウスの輪」構造が消失するが、2では溶液状態でも低温で「メビウスの輪」構造を保っていることを明らかにしFigure 1. Synthesis of alkene-inserted [N]CPPs.
ました。また、比較のために、二つのエチレンユニットを導入した2も合成し、これが二重ねじれ構造を持つことも明らかにした。
DFT計算(B3LYP/6-31G*)により得られた1の最安定構造は、単結晶構造解析で得られた構造と良い一致を示した。さらに、HOMO/LUMOエネルギーのサイズ依存性を見たところ、1はCPPと同じく、環サイズが小さくなるとHOMOが上昇、LUMOが低下し、HOMO-LUMO
ギャップが狭くなる一方で、2ではその逆の傾向が見られた。これは、1はCPPと同様に十分に環内で共役しているのに対し、2では十分に共役できていないためであると考えられる。
さらに、1がCPPと同様に環サイズが小さいほどHOMO-LUMOギャップが狭い興味深い分子であることを理論、実験の両面から明らかにした。
発表論文（謝辞あり）“Synthesis of Twisted [N]Cycloparaphenylenes by Alkene Insertion”
Terabayashi, T.; Kayahara, E.;* Mizuhata, Y.; Tokitoh, N.; Nishinaga, T.; Kato, T.; Yamago, S.*
Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202214960.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

マルチスケールシミュレーションによる有機蒸着膜の分子配向・移動度予測
Prediction of molecular orientation and mobility of organic deposited films by multiscale simulation

京都大学 化学研究所 分子材料化学研究領域

梶 弘典

研究成果概要当研究室では，有機非晶薄膜中における電荷輸送挙動を解明するためのマルチスケール
シミュレーション手法の構築を進めてきた．これまで展開してきたシミュレーション[1]においては非晶薄膜中における分子配向が考慮されておらず，配向した系での電荷輸送挙動については明らかにされていなかった．
本研究では，電荷輸送材料である CBP および BSB-Cz (Figure 1)を用いた．DFT 計算により構造最適化した分子を, Si(001)表面上に 1 分子ずつ加えることで，真空蒸着を模した分子動力学計算を行い, 非晶凝集構造を作製した．分子動力学計算により得られた非晶凝集体の分子配向(Table 1)は，実測を再現する結果であった．量子化学計算により電子カップリング，
再配列エネルギー，分子軌道エネルギーを計算し，電荷移動速度定数を算出した. 得られた
電荷移動速度定数から, 動的モンテカルロ法を用いて、ホールおよび電子移動についての電
荷輸送シミュレーションを行った．本研究では，京都大学化学研究所スーパーコンピュータシ
ステムに実装されている Python，GCC および量子化学計算ソフトウェア Gaussian16，分子動力学計算ソフトウェア LAMMPS を使用した．
本研究で得られたホールおよび電子移動移動度を,従来手法および実測と比較した. CBPについては, 計算結果は従来手法および実測と近い値であった. BSB-Cz の電子移動については, 水平配向により従来手法と比較して移動度が向上し，実測と合致する結果が得られた．

Figure 1. Molecular structures of CBP and BSB-Cz.
Table 1. Calculated and experimental order parameters, , of CBP and BSB-Cz.
Molecules

Calculation

Experimental [2]

CBP

-0.10

-0.08

BSB-Cz

-0.41

-0.33

【文献】
[1] S. Kubo and H. Kaji, Sci. Rep., 8, 13462 (2018).
[2] D. Yokoyama et al., Org. Electron., 10, 127(2009).

-7-令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
有機デバイスの基礎科学と高機能化
Basic Science and Functionalization of Organic Devices
化学研究所 分子材料化学研究領域

梶 弘典

研究成果概要発光スペクトルの狭線化を実現できる熱活性化遅延蛍光（Thermally Activated Delayed
Fluorescence, TADF）材料として、多重共鳴（Multiple Resonance, MR）構造を持つ TADF 材料
が注目を集めている[1]。MR-TADF のメカニズム解明は、実用的な有機 EL 素子を開発する上で重要である。本研究では、量子化学計算を用いて、代表的な MR-TADF 材料である
DABNA-1[1]に対して、項間交差（Intersystem Crossing, ISC）ならびに逆項間交差（Reverse
ISC, RISC ） の 速 度 定 数 、 蛍 光 お よ び TADF 寿命 、 発 光 量 子 収率 （ Photoluminescence
Quantum Yield, PLQY）、さらには PLQY における蛍光・遅延蛍光成分の寄与を計算し、実測値を定量的に再現することに成功した[2]。DABNA-1 の励起状態計算には、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムに実装されている量子化学計算ソフトウェア Gaussian 16 な
らびに QChem を使用した。
S1→T1 および S1→T2 遷移の速度定数を計算したところ、S1→T2 遷移の速度は、S1→T1 遷移
よりも 30 倍程度速いことがわかった。このことから、S1 から T1 への失活は、T2 を経由する 2 段
階の S1→T2→T1 過程により起こることが示唆される。 T1 から S1 への変換過程を調べるため、
PL 減衰曲線を計算した。その結果、PLQY（0.92）およびその蛍光成分（0.89）、遅延蛍光成分の内訳（2.9×10−2）は、実測（実測値はそれぞれ、0.88、0.85、3.5×10−2）とよく一致した。また、
T1→S1 遷移は T2 を経由する 2 段階の T1→T2→S1 過程により起こることがわかった。
以上の結果から、S1-T1 変換は、どちらも T2 を経由する 2 段階の過程（S1→T2→T1 ISC およ
び T1→T2→S1 RISC）により起こることが示された（図 1）。

S0

1×107 (Calc.)
1×107 (Exp.)
Nonrad. decay

Fluorescence
1×108 (Calc.)
1×108 (Exp.)

S1

T2

Overall ISC
5×106 (Calc.)
5×106 (Exp.)

Overall RISC
2×104 (Calc.)
1×104 (Exp.)
T1

Calc.

Exp.

PLQY

0.923

0.880

Prompt

0.895

0.845

Delayed 0.029

0.035

DABNA-1

図 1 DABNA-1 の発光メカニズム[1] T. Hatakeyama et al., Adv. Mater., 2016, 28, 2777.
[2] K. Shizu and H. Kaji, Commun. Chem., 2022, 5, 53. 発表論文(謝辞あり).

-8-令和4年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
EELS スペクトルの計算機シミュレーション
Computer simulation of EEL Spectrum
京都大学 化学研究所 複合ナノ解析化学領域

根本 隆

研究成果概要走査透過型電子顕微鏡(STEM)法と電子エネルギー損失分光(EELS)法の組み合わせは、
局所分析法としては非常に有用であり、様々な研究に用いられている。しかし、一方で様々な情報が重畳してスペクトルに現れるため、その解析には困難が伴い、様々な計算科学的手法
によるスペクトル解釈が広く用いられてきた。近年では、電子顕微鏡の電子源にモノクロメータを組み込むことにより、エネルギー分解能の高い詳細なスペクトルが得られるようになってきて
おり、従来は解釈が困難であった、吸収端微細構造の測定が可能となってきた。本研究においては、高エネルギー分解能 EELS スペクトルの解釈において試料原子の熱振動がスペクトルに与える影響について、主として VASP ソフトウェアを用いた解釈を試みている。
熱振動をフローズンフォノン法を用いて近似し、原子位置が熱振動により平衡位置からわず
かにずれていると考えて、乱数により摂動を与えた構造モデルを多数生成して各構造に対応するスペクトルを計算によりシミュレートして平均化することにより、構造モデルから実験スペクト
ルを再現することを目標として計算を行った。
比較的小規模な計算を多数回行うため、１構造あたりの計算で使用する CPU を減らし、多数の構造について並列して計算を行うよう設定を行った。
現在は SrTiO3 や類似酸化物結晶の Ti L edge
について検討を進めているが、今のところスペクトルの再現度が十分でなく、原因の検討を行っている段階である。粉末 X 線回折法などによって解析された
熱振動の文献値が文献により大きく異なっている問題もあり、データの信頼性の検討を行うとともに、熱振動パラメータについてもシミュレーションにより解析することも検討中である。。
図 熱振動のシミュレーション結果-9-

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
タンパク質のＸ線結晶構造解析
X-ray Crystal Structure Analysis of Proteins

京都大学 化学研究所 先端ビームナノ科学センター 原子分子構造研究領域

藤井 知実

研究成果概要芳香族化合物である γ-レゾルシン酸を唯一の炭素源として生育が可能である根粒菌
Rhizobium sp. strain MTP-10005 において、γ-レゾルシン酸から始まる芳香族化合物代謝経路で働く酵素群に含まれるレゾルシノール水酸化酵素は、レゾルシノールをヒドロキシキノールに変換する酵素である。本酵素は TC-FDM（Two-component flavin diffusible monooxygenase）
ファミリーに属し、還元型フラビンと酸素分子を用いて一原子酸素の添加反応を触媒するオキシゲナーゼコンポーネント（GraA）と、フラビン：NADH 酸化還元酵素であるレダクターゼコンポ
ーネント（GraD）の二成分から構成されている。GraD は NAD(P)H を用いてフラビンを還元し、生じた還元型フラビンが拡散により GraA に受け渡される。本研究では、レゾルシノール水酸化酵素の触媒機構の構造基盤を理解するために、オキシゲナーゼコンポーネントである GraAのアポ体の高分解能結晶構造解析を行った。
N 末端に His タグを付加した GraA を精製し、GraA アポ体の結晶化に供した。5 mg/ml タン
パク質溶液について、0.2 M リン酸水素二カリウムを含む 17% (w/v) PEG3350 を沈殿剤溶液とするシッティングドロップ蒸気拡散法による結晶化を行い、Ｘ線結晶構造解析に適した結晶を得た。本結晶は、空間群 I4122 に属し、格子定数が a = b = 101.6 Å, c = 319.8 Å であった。
高エネルギー加速器研究機構・物質構造科学研究所・放射光科学研究施設のタンパク質結晶用ビームラインにおいて X 線回折実験を行い、回折強度データ収集を行った。アポ体結晶
構造を初期モデルとした分子置換法により構造を決定し、分解能 1.9 Å で精密化を行った。計
算化学統合パッケージ Discovery Studio を使用し、得られた構造の検討を行った。
GraA は４つの同一サブユニットからなる四量体分子であり、本結晶の非対称単位中に１サブユニットが含まれていた。互いに直交する３つの分子内２回軸と結晶学的２回軸が一致していた。GraA 分子は、２つのサブユニットが対となって C 末端側のヘリックス部分どうしを斜めに接近させて分子内２回軸の周りに密に会合した二量体を形成し、この二量体２つが更に分子内２回軸の周りに疎に会合して四量体を形成した Dimer of Dimers 構造をとっている。各サブユニ
ットは、主に逆平行αヘリックスからなる N 末端ドメイン（残基 Met1–Ala121）、２枚のβシートが重なった中央ドメイン（残基 Leu122–Thr217）、長い４本の逆平行αヘリックス束からなる C 末
端ドメイン（残基 Phe218–Tyr409）の３つのドメインで形成されている。これらの３つのドメインにより囲まれた空間に位置している FAD 結合部位と推定基質結合部位に、PEG3350 の一部と推定される PEG の断片が結合していた。FAD 複合体構造では別サブユニットの FAD を覆って固定されていた 13 残基のループ領域（残基 Gly271–Asn283）が、アポ体構造ではディスオーダーしていた。

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

令和4年度

効率的有機分子変換反応を可能とする新規金属触媒の設計と合成
Design and Synthesis of Metal Catalysts toward Efficient Organic Molecular Transformation
京都大学 化学研究所

中村 正治

研究成果概要
クロスカップリング反応は炭素－炭素結合形成を行う重要な合成手法であり，液晶材料や医農薬品合成において盛んに利用されている。従来のクロスカップリング反応では，パラジウムなどの遷移金属錯体が触媒として用いられるが，β-水素脱離が優先することから，ハロゲン化
アルキルの適用が困難であるという課題を抱えていた。これに対し，我々は地殻埋蔵量が多く，環境調和性の高い鉄を触媒とすることで，ハロゲン化アルキルを用いるクロスカップリング反応の開発を行ってきた。これまでに鉄触媒クロスカップリングに適したホスフィン配位子の開発を行ってきたが，活性化されていない塩化アルキルは反応性が乏しく，クロスカップリングに適用することが困難であった。最近，我々はビスホスフィン配位子の支持骨格として，立体的にかさ高い tert-ブチル基を有するプロピレン鎖を導入することで，鉄触媒の電子密度，及び立体配座を制御し，塩化アルキルを用いる高効率なクロスカップリング反応の開発に成功した。

本課題では，単結晶 X 線構造解析と DFT 計算を併用することで，ビスホスフィン鉄錯体の安定配座解析を行った。ビスホスフィン支持骨格のプロピレン鎖が無置換，もしくは立体的に小さなメチル基を置換基として有する場合，鉄への二座配位により形成される六員環は安定な舟型配座を取ることが分かった。一方で，単結晶構造解析の結果，立体的にかさ高い tert-ブチル基を置換基として導入した場合，一般的には熱力学的に不安定な椅子型配座を取ることが明らかになった。DFT 計算の結果，tert-ブチルによる椅子型配座は単結晶中における特異的なものではなく，熱力学的に舟形配座よりも安定であることが示唆された。立体的にかさ高い置換基により誘起される椅子型配座は鉄触媒クロスカップリングにも有効に作用し，種々の塩化アルキルが効率良く反応することで，対応するクロスカップリング生成物を高収率で得ることに成功した。
本研究では，京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを用いることにより，迅速な計算機
化学的な検討ができた。この成果を報告すると共に謝意を表する。
参考論文（謝辞なし）“Iron-Catalyzed Cross-Coupling Reactions Tuned by Bulky Ortho-Phenylene Bisphosphine
Ligands” Adak, L.; Hatakeyama, T.; Nakamura, M. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2021, 94, 1125–1141.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
機能性高分子合成を指向した遷移金属錯体触媒の開発

Development of Transition Metal Catalysts for Synthesis of Functional Polymers
相模中央化学研究所

脇岡 正幸

研究成果概要ポ リ (3- ヘ キ シ ル チ オ フ ェ ン )(P3HT) に 代 表 さ れ る ポ リ (3- ア ル キ ル チ オ フ ェン)(P3AT)は、高い電荷移動度とさまざまな有機溶媒に対して高い溶解性を示すことから、次世代有機電子デバイスの半導体材料として大きな注目を集めている。P3AT の特性は、チオフェン骨格の頭尾(HT)規則性に強く依存し、一般的に頭尾規則性が高いほど優れた特性を示すことが知られている。また、P3AT の分子量については、最適値がデバイスによって異なることが報告されている。これまで、頭尾規則性と分子量を制御した P3AT の合成は、ニッケル触媒を用いたクロスカップリングを基盤とする重縮合により合成されてきた。しかし、モノマーとして有機金属試薬を用いるため、官能基許容性や原子効率の点で問題を残している。本研究では、有機金属試薬が不要な直接的アリール化重合(DArP)により、頭尾規則性 P3AT の分子量を制御する手法を開発した。
分子量制御の鍵は、直接的アリール化に対して高い反応性を有する 2-フェニルチアゾール(2)を末端修飾剤として使用することにある(下図)。2-ブロモ-3-ヘキシルチオフェン(1)を 2 ([1]0/[2]0 = 10–80)、Herrmann 触媒、P(2-Me2NC6H4)3(L1)の存在下で反応させると、2-フェニルチアゾール-5-イル基で末端が修飾された頭尾規則性 P3HT(P3HT-2; HT= 99%)が得られた。生成ポリマーの数平均分子量(Mn)は、1 と 2 の仕込み比に応じて直線的に増加し、1 分子の 2 から 1 分子のポリマー鎖が形成すると仮定した計算値とよく一致した(下図)。すなわち、1 と 2 の仕込み比を変えることにより、P3HT の分子量を制御できることがわかった。さらに、2 を末端修飾剤として用いる DArP により、ポリ(3-ブチルチオフェン)やポリ(3-オクチルチオフェン)などの P3AT についても分子量を制御できることがわかった。
20000

C6H13
N
H

S
1

Br + HS
2[1]0/[2]0 = 10–80
C6H13

H

S
S

n

P3HT-2Ph
N

Ph

Herrmann cat. (1 mol%)
L1 (2 mol%): MnGPC: MnNMR

15000

Cs2CO3 (1 equiv)
NaOAc (0.5 equiv)
THF, 125 °C, 48 h

Mn 10000(Ar = o-tolyl) Me
Ar2
P
O O
Pd
2

Herrmann catalyst

Calcd
5000

P
3

Me2N
L1

0

0

20

40
60
[1]0/[2]080100

発表論文（謝辞なし）
Wakioka, M.; Xu, K.; Taketani, T.; Ozawa, F. Polym. J. 2023, in press (DOI:
10.1038/s41428-022-00707-y).

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令和 4 年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
海洋微生物コミュニティにおける種間ネットワークの研究
Study on interspecific networks in marine microbial communities
京都大学化学研究所バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学領域 金子博人
研究成果概要本年度私は、前年度に引き続き、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステム
を利用し、メタバーコードデータを用いた海洋微生物生態系の衛星観測モデルの開発を行った。
海洋微生物生態系は地球の生態系や物質循環において大きな役割を持っており、そのダイナミクスを把握することは理学的にも応用上でも大変重要である。しかしながら、船舶を用いた観測にはコスト面やアクセスの上での制約が多く、観測地点や観測回数が限られてくるため、これまでの研究は局所的な現象を中心に進められてきた。地球観測衛星による全球の準リアルタイムな観測は、この問題を解決するブレークスルーになり得る。
前年度までの研究で、生態系全体の情報を丸ごと含んだメタバーコードデータを用いて生物種間ネットワークを再構築し、それを機械学習により衛星データと結びつけることで、海洋微生物生態系の衛星観測モデルの開発を行った。最終的に、正解率が 7 割程度で、衛星データに基づき海洋微生物コミュニティの分布を予測するモデルを開発することができた。本年度は、スーパーコンピュータシステムの大規模計算能力を活用し、開発したモデルを用いて過去十数年間の毎月の衛星データから全球の微生物コミュニ
ティのデータを予測した。その結果、微生物コミュニティの分布が季節や年によりダイ
ナミックに変動する様子を捉えることができた。現在は、これらの成果をまとめた論文
を国際学術誌に投稿準備中である。

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令和4年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
バイオインフォマティクスを利用した微生物生態と進化の研究
Microbial ecology and evolution using bioinformatics

京都大学 化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学

趙 宏達

研究成果概要バイオインフォマティクスの手法を用いて、真核生物と巨大ウイルスの関係を研究しました。
その結果、宿主として同定されている種と、今のところ宿主として同定されていない種を含む真核生物のゲノム内に、巨大ウイルス由来の遺伝子が大量に存在している可能性があることが判明されました。 このことから、巨大ウイルスは想像以上に多様であり、複数の経路で生態系に影響を与えている可能性があることが明らかになりました。また、巨大ウイルスの宿主となりうる種がいくつか特定されました。

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
生物情報ネットワークの解析と制御
Analysis and Control of Biological Information Networks
京都大学 化学研究所 数理生物情報研究領域

阿久津 達也

研究成果概要生物情報ネットワークの解析について、ブーリアンネットワーク（BN）とニューラルネットワー
クを主対象にこれまでの研究を継続・発展させた。
BN は遺伝子ネットワークの離散数理モデルの一つである。BN は、基本的に、同期してネットワーク全体の状態が変化するが、すべての可能な状態を考えた場合、次の時刻においてどのくらい元の状態が保存、もしくは、失われるかの理論解析を行った。特に、ブール関数としてXOR 関数、Canalyzing 関数、閾値関数を用いた場合についてエントロピーを用いて解析した[1]。主要な結果の一つとして、XOR 関数の場合、入次数が奇数の場合にはエントロピーを保存する BN が存在するが、入次数が偶数の場合にはそのような BN が存在しないことを示した。
また、Canalyzing 関数を用いた場合のエントロピーの上限と下限を導いた。
BN において静的もしくは周期的な定常状態はアトラクターとよばれるが、それらは細胞の種類などと関連する可能性があることから、その検出のために多数の研究が行われてきた。しかし、幅広い BN のクラスに対し O(2n)時間より高速に周期的アトラクターを検出することのできる
アルゴリズムは知られていない（ただし、n は頂点数）。そこで、その壁を破るために、各頂点の状態についての事前情報を利用するアルゴリズムを開発した[2]。さらに、実際の生体ネットワークの BN モデルを用いてその有効性を評価した。
ニューラルネットワークの表現能力については以前より多数の研究が行われていた。しかし、まだ十分に解明されていない。そこで、他の数理モデルであるランダムフォレストと二分決定グ
ラフ（BDD）との表現能力の違いを、頂点数や階層数を指標として理論的に解析した[3]。具体的には（あるモデル化のもとで）、任意のランダムフォレストは３層のニューラルネットワーク、深さ D の BDD は、O(log D)層のニューラルネットワークで表現可能であることを示すなどの結果を得た。
発表論文（謝辞なし）[1] S. Guo, P. Liu, W-K. Ching, T. Akutsu, On the distribution of successor states in Boolean
threshold networks. IEEE Trans. Neural Networks and Learn. Syst., 33(9), 4147-4159, 2022.
[2] U. Münzner, T. Mori, M. Krantz, E. Klipp, T. Akutsu, Identification of periodic attractors in
Boolean networks using a priori information. PLoS Comput. Biol., 18(1), e1009702、2022.
[3] S. Kumano, T. Akutsu, Comparison of the representational power of random forests, binary
decision diagrams, and neural networks. Neural Comput., 34(4), 1019-1044, 2022.

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令和4年度

京都大学化学研究所

スーパーコンピュータシステム

利用報告書

うつ病とその症状の生物学的背景を解明するための機械学習アルゴリズムの開発

The development of machine learning algorithms to decipher the biological backgroundof major depression and its symptoms
Bioinformatics Center (Mamitsuka laboratory), Institute for Chemical Research, Kyoto
University, Peter Petschner
研究成果概要During FY2022/2023 we used a large, UK Biobank derived dataset to test a machinelearning model and identify relevant genetic factors behind depression. The dataset
contained 168,096 individuals, 2 environmental (phenotypic variables) factors,
depression score as output and 3,792,532 genetic factors, in the form of so called singlenucleotide polymorphisms (SNPs).
Our original network architecture followed a feed-forward neural network withextensions to increase interpretability. Run of this model and its extension using sideinformation about the ca. 3.5M SNPs needs the utilization of the SDF nodes of thesupercomputer. After optimization steps data-loading and calculation times take about
7-9 minutes per 1000 individuals, memory use is 900GB-1.3TB. Thus, obtaining results
still requires around 3 months of run time for a single run. We started up to December
more than 17 runs, but many was killed by job manager. After we found solution with asystem engineer jobs were running smoothly. The shutdown at the beginning of Januarycaused small delays, due to modification of the code to allow for restarting of a job.
From a scientific perspective preliminary runs showed an average increase of
21.56%, if SNPs were added to sex and age, in the prediction performance of depression
and aligned well with previous SNP-based heritability estimates of depression. The
current interpretation method yielded 22 genes with consistent positive signal for
depression. Among these, 3 (13.6%) showed overlap with the most recent genome-wide
association study, giving 19 newly discovered genes.
The above indicate the potential of the new method, however, additional runs
are necessary. Therefore, we continue the research and plan to extensively use the SC for
the same purpose in the next fiscal year as well. Publications are expected in the
future.

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令和 4 年度 京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

高性能ペロブスカイト太陽電池作成に有効な高活性酸化スカベンジャーの開発
Creation of Effective Oxidation Scavenger for Efficient Perovskite-based Solar Cells
京都大学化学研究所複合基盤化学研究分子集合解析

笹森 貴裕

The goal of our collaborative research with Prof. Dr. Atsushi Wakamiya (ICR, Kyoto
University) is development of an organic oxidation scavenger for the creation of efficientlead-free perovskite-based solar cells, and pioneering research achievements on the basis of thefusion of elemental science and functional physical chemistry. Challenges for lead-freeefficient perovskite-based solar cells such as Sn(II)-based ones compared with their Pb
counterparts predominantly include the facile oxidation of divalent Sn(II) into Sn(IV) whichleads to the increased nonradiative charge recombination in the perovskite films. Thus, wehave focused our research targets on the creation of low-coordinated main group element
species as effective oxidation scavengers, which exhibit redox-active property and considerable
solubility in organic solvents.
Silylenes (R2Si:) are attractive intrinsically extremely reactive species, which would
exhibit possible ability of working as effecting oxidation scavengers. Isolable silylenes remain
scarce, and in most hitherto reported examples, the silylene center is stabilized byelectron-donating substituents (e.g., heteroatoms such as nitrogen), which results in electronic
perturbation. We have been interested in the chemistry of redox-active silylenes withcarbon-based substituents such as ferrocenyl groups. Furthermore, we have designed aferrocene-based phosphenium ion with “reversible” intramolecular donor coordination, FcP2Si:(FcP = 1’-dicyclohexylphosphino-1-ferrocenyl). The FcP group ascribes both stability andreactivity for the silylene center with its “switchable” donor coordination caused by therotation of the cyclopentadienyl moiety Accordingly, the possible precursor for the silylene
such as FcP2SiCl2 and FcP2Si(OCH3)2 were synthesized.1 The attempted synthesis of thecorresponding silylene is currently investigated. We are grateful to Prof. Wakamiya (ICR,
Kyoto Univ.), Prof. Yoshida (Nagoya Univ.) and Prof. Tsuchiya (Kitasato Univ.) for theirsupport on the research, and fruitful discussions.

1.

Sasamori, T.; Ueno, H.; Morisako, S. Inorganics 2022, 10, 22.
- 17 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

CO が配位した生体模倣型[Mo3S4M] (M = Fe, Co, Ni)クラスター錯体の理論計算
CO-Bound Biomimetic [Mo3S4M] (M = Fe, Co, Ni) Clusters: A Computational Study
University of Colombo

W. M. C. Sameera

研究成果概要Transition metal clusters can be used as catalysts to perform chemically or biologically relevant
reactions.1,2 Relationships between the electronic structure and reactivity can be established by
employing density functional theory (DFT). We have developed [Mo3S4M]-type clusters (M = Fe,
Co, Ni), consisting bulky cyclopentadienyl ligands (CpXL, C5Me4SiEt3). CO can be coordinatedto [Mo3S4M] cubes. According to experimental data, [CpXL3Mo3S4M(CO)]+ (M = Co, Ni) is stable,
while [CpXL3Mo3S4Fe(CO)]+ complex revealed unexpected instability. Their M-CO interactions
were analyzed by DFT calculations.
An energy decomposition analysis (EDA) together with the natural orbitals for chemicalvalence (NOCV) was performed to rationalize the M-CO interactions. The interaction energy
between M and CO follows theorder of Fe-CO (-101.1 kcal/mol)> Co-CO (-81.5 kcal/mol) > NiCO (-77.3 kcal/mol). In all threecases,

orbitalinteractions

become dominant compared toelectrostatic, dispersion, and solvent interactions. According to EDA-NOCV, π back-donationfrom Co to π*(CO) is stronger than 𝜎𝜎 CO to M(d) 𝜎𝜎 donation for all three systems. These findings

give quantitative insights to develop bio-mimetic catalysts for the direct conversion of CO intohydrocarbons.

発表論文（謝辞あり）(1) Y. Ohki, K. Munakata, R. Hara, M. Kachi, K. Uchida, M. Tada, R. E. Cramer, W. M. C.
Sameera, T. Takayama, Y. Sakai, S. Kuriyama, Y. Nishibayashi, K. Tanifuji, “Nitrogen reduction
by the Fe sites of synthetic [Mo3S4Fe] cubes”, Nature, 607, 86-90 (2022).
(2) W. M. C. Sameera, Y. Takeda, Y. Ohki, “Transition Metal Catalyzed Cross-coupling andNitrogen Reduction Reactions: Lessons from Computational Studies”, Adv. Organomet. Chem.,
78, 35-78 (2022).
(3) K. Tanifuji, Y. Sakai, Y. Matsuoka, M. Tada, W. M. C. Sameera, Y. Ohki, “CO Binding onto
Heterometals of [Mo3S4M] (M = Fe, Co, Ni) Cubes”, Bull. Chem. Soc. Jpn., 95, 1190-1195 (2022).

- 18 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
熱活性化遅延蛍光材料の新規開発
Development of thermally activated delayed fluorescence emitter
京都大学 化学研究所 分子材料化学研究領域

梶 弘典

研究成果概要

近年，熱活性化遅延蛍光（TADF）を示す分子が，有機発光ダイオード（OLED）の発光材料として注目されている．TADF-OLED が抱える課題の一つに，高輝度域での外部量子効率の低下（ロールオフ）がある．ロールオフ軽減のためには，TADF 分子の励起子寿命の短縮が有効である．TADF 分子の場合，三重項励起状態（T1）から一重項励起状態（S1）への逆項間交差（RISC）の速度定数（kRISC），および S1 からの輻射失活の速度定数（kr）を増大させることにより，励起子寿命の短縮が理論上可能である．本研究では，ロールオフの抑制を目的として，
kRISC と kr のいずれもが大きくなるよう分子設計を行った．具体的には，S1-T1 間のエネルギー差（∆EST）が小さく，また輻射失活速度の指標となる S1-S0 間の振動子強度（f）が大きくなるよう，
適切な HOMO-LUMO 間の空間的重なりを有する CC-TXO-I （Fig. 1(a)）を設計した．
CC-TXO-I は，硫黄の重原子効果によるスピン軌道相互作用（SOC）の増大も期待される．
分子設計の有効性を確認するため，量子化学計算を行った．本研究の量子化学計算には，

京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステム量子化学計算ソフトウェア ADF を使用した．DFT および TD-DFT 計算の汎関数/基底関数には，pSOC-TDA-PBE0/TZPae を使用した．
CC-TXO-I について，S1-S0 間の f 値は 0.1003 と大きな値を示した．また CC-TXO-I の T2→S1
および T1→S1 の遷移におけるスピン-軌道相互作用行列要素の値（SOCMEV）は，それぞれ
1.69，2.01 cm−1 と算出された．これは CC-TXO-I の酸素類似体である CCX-I（Fig. 1(b)）と比較して顕著に大きく，硫黄の重原子効果が寄与した結果であると考察される．また PPF をホストとした CC-TXO-I:PPF 混合薄膜を作製し光物性評価を行ったところ，量子化学計算により算出された SOCMEV の大きさから予測されたように，kRISC は~107 s−1 と非常に大きな値を示した．このkRISC は CCX-I:PPF 混合薄膜の kRISC（~104 s−1）と比較して 3 桁上回る値であった．
(a)

(b)

Figure 1. Chemical structures of(a) CC-TXO-I and (b) CCX-I.

Table 1. Results of quantum chemical calculations. *SOCMEV (cm−1) / ΔES1–Tn (eV)f
T1
T2
1.69 / 0.17
2.01 / 0.06
CC‐TXO‐I 0.1003
0.32 / 0.13
CCX‐I
0.1050*pSOC‐TDA‐PBE0/TZPae

0.75 / −0.20

発表論文（謝辞あり）[1] N. Kanno, Y. Ren, Y. Kusakabe, K. Suzuki, K. Shizu, H. Tanaka, Y. Wada, H. Nakagawa, J. Geldsetzerand H. Kaji, Appl. Phys. Express 2023, 16, 011006.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
湖沼に生息する細菌・ウイルスのメタゲノム解析
Metagenomics of prokaryotes and viruses in freshwater systems
京都大学 化学研究所 化学生命科学研究領域 岡崎 友輔

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、主に湖沼に生息する微生物の環境ゲノム解析を行っている。対象データは琵琶湖をはじめとする国内外の湖沼にて収集された、環境中の細菌・ウイルスに由来するメタゲノム・メタトランスクリプトーム情報、および湖沼より単離された真核微生物のゲノムシーケンス情報である。スーパーコンピュ
ータにインストールされたバイオインフォマティクスソフトウェアを用いて、シーケンスリードのク
オリティーコントロール、アセンブリ、ビニングを経たゲノム構築および遺伝子予測、加えてリー
ドマッピングに基づくゲノム相対存在量・遺伝子相対発現量の決定、ゲノム微小多様性の解析を行った。さらにスーパーコンピュータ上に整備されている各種バイオインフォマティクスデー
タベースを活用し、配列アライメントおよび隠れマルコフモデルに基づく遺伝子の機能予測を行った。特に、Nanopore および PacBio シーケンサーより出力されたロングリードシーケンスデ
ータを用いた解析に注力している。これを細菌のメタゲノム解析に応用することで、高品質なゲノムの構築、さらには環境中の細菌ゲノム上の構造多型の実態を明らかにした。当該領域にコードされた遺伝子の情報等から、ウイルス感染に対する防御が細菌ゲノム多様化の主要因の一つである可能性を示し、成果を論文として発表した。その一方で、湖に生息する外来の大型緑藻のゲノム解析にも取り組んでいる。ゲノムサイズが非常に大きなことが予想されているが、Illumina, Nanopore, PacBio の 3 つのプラットフォームから得られたゲノムシーケンス情報を組み合わせ、本システムの豊富なソフトウェアと計算資源を活用しながら、その解析に挑戦している。
発表論文（謝辞あり）
Okazaki Y, Nakano S, Toyoda A, Tamaki H. (2022) Long-read-resolved, ecosystem-wide
exploration of nucleotide and structural microdiversity of lake bacterioplankton genomes.
mSystems, e00433-22.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
多官能基性化合物の位置選択的分子変換

Site-Selective Molecular Transformation of Multi-Functionalized Compounds
京都大学化学研究所 精密有機合成化学研究領域

上田 善弘

研究成果概要
水酸基のシリル化は多段階合成に欠かせない代表的な保護法の一つである。これは、シリ
ル基の嵩高さを利用して立体的に空いた水酸基への選択的シリル化が容易であることに加え、他の保護基と区別した選択的脱保護が可能なためである。一方で、立体環境の類似した水酸基を識別してシリル化する方法はほとんど存在しない。本研究では、独自の有機分子触媒を活用することで、周辺環境の類似したアルコールを区別してシリル化する方法論を開発した。
スルホニルアミド基で保護した 1,5-アミノアルコール誘導体 1 と 1,3-アミノアルコール誘導体 2は反応性の類似した第一級水酸基を持つが、触媒 C1 存在下で競争的シリル化を行うと、1 が2 に比べて 60 倍早くシリル化されることがわかった (Scheme 1)。この官能基間距離認識機構について知見を得るべく、触媒と基質の複合体解析を行なった。触媒 C1 と 1 あるいは 2 との複合体について、MacroModel による配座探索で算出された最安定配座を初期構造として、
DFT (B3LYP-D3/6-31G(d,p)) による構造最適化によって得られた構造を Figure 1 に示した。
計算結果から、スルホニルアミド基と水酸基との距離が触媒の官能基間距離にフィットするか否かで、シリル化の反応速度が大きく影響を受けることが示唆された。以上の結果から、世界で初めて第一級アルコールの基質選択的シリル化を達成することができた。
H
N
S
O O

Ar

OH
1
+

H
N
S
O O 2

Ar

OH

C1 (5 mol%)
R3SiCl (0.55 equiv)
PEMP (1.0 equiv)
solvent, −60 °C, 14 h

Ar = 2-CF3C6H4

H
N
S
O O

Ar

k1/k2 = 60

O

OSiR3
C8H17O

1-Si

HNS
O O 2-Si

H
N

N
O

+
Ar

H
N

OSiR3

O
OC8H17O
N
C1

Scheme 1. Catalytic Substrate-Selective Silylation of 1,n-Aminoalcohol Derivatives

(a)

(b)
O
Ar
S O
Naph
MeO2C
2.801 Å N
H
O
HN
5.2 Å
N

N
Naph

6.4 Å

HN

H O
2.874 Å

O
Naph

O

S

2.890 Å H

N

2.874 Å

O
Ar

2.936 Å

O

4.9 Å

O

5.3 Å
CO2Me

N

N

H
2.936 Å

NH
O
CO2Me

Naph

NH
CO2Me

Figure 1. Molecular Modeling for Catalyst-Substrate Complexes. (a) 1 + C1 (b) 2 + C1

発表論文（謝辞あり）
Hashimoto, H.: Ueda, Y.; Takasu, K.; Kawabata, T. Angew. Chem. Int. Ed. 2022, e202114118.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
化学生命科学研究領域の研究報告
Research Achievement of the Laboratory of Chemical Life Science
京都大学化学研究所化学生命科学研究領域

緒方 博之

研究成果概要京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用して、巨大ウイルスのゲノム・メ
タゲノム解析行うと同時に、微生物生態進化学関連の研究を行った。具体的には下記を実施した。
【ウイルス感染過程】 理研との共同研究によるミミウイルスの翻訳装置乗っ取りに関する
Ribo-Seq 解析（張瑞軒）。ヴァイロファージの感染過程の必要条件を決定するためのトランスク
リプトーム解析（陳婧潔）。
【新規分類群の発見及び提案】 フランス CEA、CNRS、パスツール研究所との共同研究による新規ウイルス門 Mirusviricota の発見（孟令杰）。メドゥーサウイルスを含む新規分類群マモノ
ウイルス科（Mamonoviridae）の提案（張瑞軒）。
【ウイルス進化解析】 巨大ウイルスの種の起源に関する解析（Russell Neches）。巨大ウイルスのウイルス間遺伝子水平伝播に関する研究（呉君毅）。巨大ウイルスのアミノアシル tRNA 合
成酵素の進化解析（木島壮一朗）。マルセイユウイルス科におけるゲノム組換えの解析（キンバリー・ガルシア）。菌類における巨大ウイルス感染痕跡の解析（趙宏達）。
【ウイルス生態解析】 巨大ウイルス環境ゲノム構築法の樹立と長期時系列データへの応用（方悦）。無光層における巨大ウイルスの生態及び比較ゲノム解析（張利雯、劉文文、長坂孔明）。極域へのゲノム適応過程（孟令杰）。
【生物炭素ポンプの解析】 マリンスノーキャッチャーを利用した凝集体生命圏の分析（楊青偉）。東インド洋における微生物鉛直・水平分布の分析（劉文文）。
【藻類進化】 パルマ藻と珪藻の比較ゲノム解析（伴広輝）。リモートセンシングデータからの海洋微生物群集構造の予測法開発（金子博人）。
【バイオインフォマティクス解析】 ウイルス―宿主データベースの開発（緒方由紀）。KOfam の改善に向けた予測が困難な KO の特徴分析（本田直輝）。比較ゲノム解析ツール DigAlign の開発（山田航平）。
発表論文（謝辞あり）
1)

Zhang R., Takemura M., Murata K., Ogata H. “Mamonoviridae”, a proposed new family of
the phylum Nucleocytoviricota. Arch. Virol. 168, 80 (2023).

2)

Tominaga K., Ogawa-Haruki N.,

Nishimura Y., Watai H., Yamamoto K., Ogata H.,

Yoshida T. Prevalence of viral frequency-dependent infection in coastal marine prokaryotes- 22 -

revealed using monthly time series virome analysis. mSystems, e0093122 (2023).
3)

Xia J., Kameyama S., Prodinger F., Yoshida T., Cho K.-H., Jung J., Kang S.-H., Yang E.-J.,
Ogata H., Endo H. Tight association between microbial eukaryote and giant virus
communities in the Arctic Ocean. Limnol. Oceanogr., doi: 10.1002/lno.12086 (2022).

発表論文（謝辞なし）
1)

Liu C., Song J., Ogata H., Akutsu T. MSNet-4mC: Learning effective multi-scale
representations for identifying DNA N4-methylcytosine sites. Bioinformatics, 38,
5160-5167 (2022).

2)

Watari M., Kato M., Blanc-Mathieu R., Tsuge T., Ogata H., Aoyama T. Functional
Differentiation among the Arabidopsis Phosphatidylinositol 4-Phosphate 5-Kinase Genes
PIP5K1, PIP5K2 and PIP5K3. Plant Cell Physiol., 63, 635-648 (2022).

3)

Dominguez-Huerta G., Zayed A.A., Wainaina J.M., Guo J., Tian F., Pratama A.A., Bolduc
B., Mohssen M., Zablocki O., Pelletier E., Delage E., Alberti A., Aury J.-M., Carradec Q.,
da Silva C., Labadie K., Poulain J., Tara Oceans Coordinators, Bowler C., Eveillard D.,
Guidi L., Karsenti E., Kuhn J.H., Ogata H., Wincker P., Culley A., Chaffron S., Sullivan
M.B. Diversity and ecological footprint of Global Ocean RNA viruses. Science, 376,
1202-1208 (2022).

4)

Da Cunha V., Gaia M., Ogata H., Jaillon O., Delmont T.O., Forterre P. Giant viruses encode
actin-related proteins. Mol. Biol. Evol., 39, msac022, doi: 10.1093/molbev/msac022(2022).

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
珪藻の比較ゲノム解析
Comparative genome analysis diatoms and parmales

京都大学 化学研究所 バイオインフォテイクスセンター 緒方研究室

伴 広輝

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、(1) パルマ藻のゲノムアセンブリ及び、遺伝子機能解析 (2) 珪藻のゲノムアセンブリ及び、遺伝子解析 (3)
MMETSP データベースのトランスクリプトームアセンブリとコンタミネーションの状況解析を行った。

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令和４年度

京都大学化学研究所

スーパーコンピュータシステム

利用報告書

巨大ウイルス翻訳機構研究
京都大学化学研究所 化学生命科学領域 緒方研究室 張 瑞軒
研究成果概要本研究では、京都大学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、ミミウイルスという巨大ウイルスの Ribosome Profiling データ解析をやりました。具体的に、遺伝子の発現量と翻訳速度を推定しました。今年度、RNA-seq データと合わせて、翻訳効率を調べます。
また、メドゥーサウイルスという巨大ウイルスの進化解析を行いました。論文一つ発表しました。

発表論文（謝辞あり）
Zhang, Ruixuan, et al. "“Mamonoviridae”, a proposed new family of the phylum Nucleocytoviricota."
Archives of Virology 168.3 (2023): 80.

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令和 ４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
巨大ウイルスが保持する深海適応遺伝子の探索
Search of deep-sea adaptation genes of giant viruses
京都大学 薬学部 薬科学科 統合ゲノミクス

長坂孔明

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、深海特異的巨大ウイルスの同定と、当該ウイルスが他の海洋巨大ウイルスと比べて多く保持する遺伝子の同定を行った。
巨大ウイルスは真核生物に感染する二本鎖 DNA ウイルスであり、他のウイルスに比べ大きな粒子径とゲノムサイズを持つ。巨大ウイルスは全球海洋に分布し、主に原生生物を宿主とする系統群が優占することが知られる。また、系統群によって地理的な分布特性や保有遺伝子の種類が異なり、宿主生物や環境に応じた適応戦略を有することが示唆されている。海洋深層
は表層と比較して光エネルギーや有機物が制限要因となり、巨大ウイルスの宿主となる真核生物の現存量が少ない。したがって、深海に特異的に存在する巨大ウイルスは適応に関する遺伝子を持っていると考えられる。本研究では、深海に特有な巨大ウイルスおよびその遺伝子を調査することで、深海への適応戦略の可能性を模索することを目的とする。巨大ウイルスのMAG と遺伝子カタログの頻度データを用いて解析を行った。その結果、深海に特異的な 46
種の巨大ウイルス、およびそれら巨大ウイルスにおいて保有率が有意に高かった補助代謝関連遺伝子を 43 個同定することができた。そのうち、特に興味深いものとして自己のタンパク質を分解して栄養源として再利用する機構であるオートファジーを促進する遺伝子、ウイルス感染の標的となり得るシアル酸を合成する遺伝子が見つかった。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
巨大ウイルスの進化過程に関する研究
Analysis of the evolution of giant viruses

京都大学 化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学領域

張 利雯

研究成果概要To understand the whole picture of evolution history of giant viruses, this study investigatedtheir on-going evolution first. This study starts with investigating the true diversity of giant
viruses in a freshwater lake. I used the metagenomic data from Biwa Lake. Spatiotemporal
sampling from two water layers enabled us to investigate their different adaptive strategies inhypolimnion and epilimnion respectively.
I mainly used tools related to contig assembly (SPAdes), genome binner(metabat2), and viralannotation (CAT/VirSorter/ViralRecall). As a result, I got hundreds of metagenomes assembled
NCLDV genomes for downstream analysis. Then I analyzed the community genome dynamics
across the whole sampling year and found NCLDVs are showing different consistency in two
water layers. I also used mapping tools to evaluate the coverage of contigs and MAGs
(BWA/minimap2/samtools/CoverM/Bowtie2).

I

removedlow-coverage

MAGs

from

downstream analysis.
For further analysis, I would analyze the tandem repeats found in NCLDV MAGs arefamily-specific or prevalent in all NCLDV genomes.

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令和4年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ウイルスファージ感染トランスクリプトームの分析
Analysis of the virophage infection transcriptome

京都大学 化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学 CHEN JINGJIE

研究成果概要We performed a time-course transcriptome analysis in a coinfection system of Acanthamoeba
polyphaga mimivirus (APMV) and Sputnik 3 virophage with Acanthamoeba castellanii as their
host and compared coinfection treatment to single infection of APMV. The overall sample
distances calculated by Eluclidean method indicates that sputnik mainly affected gene expressionof APMV from the mid-phase (about 6 hours after infection). Meanwhile, according to thetranscriptome analysis results, combining with the limited gene annotation of virophage, we
found that the replication of sputnik seems starts from 3 hpi and continue to 6hpi which iscoordinate with the activate DNA replication time of APMV. For genes about DNA packaging
and capsid formation, it shows activity increase in the late part of infection (6hpi and 12hpi),
which indicates the quite close dependency of sputnik production with APMV and possibly more
rely on the mid-late phase genes of APMV replication. However, due to the lack of biologicalreplicates, we cannot make definite conclusion about the results and also cannot do any further
statistical analysis. We have sent new samples that contain three replicates for sequencing toconfirm the observation and may be able to discovering something new from them.

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令和4年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
深海に棲息する巨大ウイルスの生態
Ecology of giant virus in deep ocean

The Ogata Lab Institute for Chemical Research Kyoto University Liu Wenwen
研究成果概要Giant viruses (GVs) are large double-stranded DNA viruses that infect a variety of eukaryotic
microorganisms. According to the large-scale metagenomic data analyses, GVs are proved to bebroadly distributed at a high density and exhibit infectious activity in the ocean, potentially play
critical roles in the ecological and evolutionary dynamics of eukaryotic communities.
In the marine system, knowledge about GVs is so far mainly focused on the photic zone. The
investigations of GVs in the aphotic layer (at depths below 200 m) are limited because of thelower organism density and the high difficulty to conduct a large volume of sampling for
extracting high-quality of DNA and RNA from eukaryotic microorganisms and viruses. So far
only few studies reported focusing on conserved marker genes with low phylogenetic
resolution.
In this research, by sampling at different layer in the East Indian Ocean, enough DNA wereextracted for sequencing. 18S v4 region were ampliconed and sequenced by next generation
sequencing. Eukaryotes community structures were figured out by using Qiime insupercomputer, a pipeline for analyzing 18S barcoding sequencing results. The result showedthat community composition of eukaryotic microorganisms, which served as host of GV,changed greatly between different ocean layers. That indicate GV communities may also
evolute a correspond strategy to adapt to such change of their host and a rush environment
condition in deep sea layer. Further research will focus on the genetic composition andinfectious activity of the GVs and probe the interactions between the GVs and eukaryotic
microbes in the aphotic layer.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
高周期典型元素を含む新規結合様式の創出

Synthesis of Compounds Having Novel Bonds of Heavier Main Group Elements
京都大学化学研究所 物質創製化学研究系 有機元素化学研究領域 水畑 吉行
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの Gaussian 16 プログラムを利用し、合成に成功した不飽和ケイ素クラスター群に関して、その構造・性質に関しての検証を行った。
置換基を持たない裸のケイ素頂点を持つ不飽和ケイ素クラスターである「シリコノイ
ド」は、その特徴的な構造や電子状態のみならず、アモルファス・バルクシリコンのCVD プロセスにおける潜在的な中間体として見なされるようになり、その重要性が増している。しかし、その合成の困難さや化合物の不安定性から非常に報告例が少なく、いまだ未解明な点が多い化合物群である。
当研究室では、かさ高い置換基である Tbb 基を有するペンタブロモジシラン前駆体の還元的脱ハロゲン化反応によって、これまでにない種々のアニオン性ケイ素クラスターが合成できることを見出している。今回新たに、生成物および中間体の結晶性の変化に伴う新規クラスターの合成・単離を指向して、Tbb 基のパラ位置換基を排した Bbp 基を用いた前駆体の還元反応を検討した。その結果、Tbb 基の系と同様、五角錐型構造を有するアニオン性 Si6 クラスター1 に加え、新たにアニオン性 Si7 クラスター2 が生成していることを明らかにした。
化合物 1 および 2 の構造は最終的に X 線結晶構造解析により決定した。化合物 1 および 2の対カチオンを除いたリアル分子による構造最適化を B3LYP-D3/6-31G(d,p)レベルにて行ったところ、その構造パラメーターは実測値を極めて良く再現していた。これまでに化合物 1のもつ五角錐型クラスターの電子状態に関しては詳細な検討をしてきており、五角錐頂点と底面の間に 6 電子が非局在化する 3 次元芳香族性が発現していることを明らかにしている。化合物 2 に関しても、B3LYP-D3/6-311G(2df,2p)レベルによる NBO 計算に加え、同レベルでの GIAO 計算を基にした GIMIC (Gauge-Including Magnetically Induced Currents)
計算、外部プログラムによる IBO (Intrinsic Bond Orbital)分析等の結果から、骨格全体において、σ結合の組み換えを伴う電子の非局在化が起こっていることを明らかにした。
Bbp
Si
Si Si SiSi Si
Bbp

K+ Bbp

1

Si
Bbp

K+

Si

Si

Si Si
Si

Si
Bbp
2

- 30 -

Me3Si
Bbp

SiMe3
R

Me3Si

SiMe3

Tbb: R = CMe3
Bbp: R = H

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
重いアリールアニオンを基軸とした新規骨格構築反応の開発

Development of Novel Synthetic Reactions Using Heavy Aryl Anions
京都大学 化学研究所 有機元素化学研究領域

西野龍平

研究成果概要当研究室では、フェニルアニオン(C6H5–)のゲルマニウムやスズ類縁体であるゲルマおよびスタンナベンゼニルアニオンの合成・単離に成功している。ゲルマベンゼニルアニオンの反応性の調査の過程で 1,2-ジブロモジゲルメンとの反応を行うと、ゲルマニウム原子が他の化学種に輸送される興味深い現象が見いだされた。本研究課題では、この新規なゲルマニウム原子の輸送反応について、反応機構に関する知見を計算化学的な視点から調査することを主な目的とした。
研究室所有のワークステーションを用いた AFIR 計算(GRRM 17)によって得られたモデル化
合物のポテンシャルエネルギーマップから、化学的・エネルギー的に妥当な経路を抽出した。
この各中間体および遷移状態を実際に用いた分子に拡張し、Gaussian 16 を用いて構造最適化および IRC 計算を行った。様々な計算レベルを検討し、B3LYP-D3/6-31+G(2df,p)レベルが最も妥当と考えられる結果を与え、初期生成物から 4 段階で INT4 へと至ることがわかった。
INT4 はゲルマベンゼン環をゲルマニウム原子が架橋した構造をしており、ここからゲルマニウ
ム原子が脱離することで芳香族性を獲得するため、これが反応の駆動力となっていることが強く示唆される。 Experimenttal Report

24 December, 2022, Ryohei Nishino 14/79• Isomerization pathway of Tbb(Gebz)Ge: (B3LYP-D3/6-31+G(2df,p)kcal/mol

+22.6
+25.1

+18.8
+18.1
+11.5
+11.3
TS1

TS2
+7.9
+7.4

+19.5
+21.5

TS3
+10.8
+10.6
INT2

INT3

INT1

ΔE 0
ΔG 0

Tbb
Tbb
Ge Ge

Ge

Ge

Tbb
t-Bu

Ge

Ge

Ge

t-Bu

t-Bu

INT1

+6.6
+8.9
INT4

Tbb
Ge

t-Bu

TS4

+12.3
+13.5

t-Bu

INT2

INT3

Ge
Ge

INT4

• INT3, INT4…Homoconjugative interaction between C=C and Ge (homoaromaticity)
Kohn-Sham orbital

Tbb
Ge

Ge

t-Bu

IBO
(B3LYP-D3/def2-TZVP)- 31 -

Kohn-Sham orbital

IBO

Tbb

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
環境中の微生物およびウイルスを対象としたゲノム・メタゲノム解析

Genomic and metagenomic analyses of environmental microbes and viruses
京都大学 化学研究所 化学生命科学研究領域

遠藤 寿

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、生体内あるいは環境中から取得したゲノムあるいはトランスクリプトーム情報の解析を実施した。
具体的な研究内容は下記の通りである。
•

遺伝子マーカーに基づく海洋藻類およびウイルスの系統および地理分布に関する研究。

•

アンプリコンシーケンスを用いた海洋植物プランクトン群集の生物地理に関する研究。

•

微生物・ウイルス群集の動態解析、および環境パラメータとの相関解析。

•

海洋から単離した藻類の全ゲノム解析。

•

海産藻類の培養実験で得られた試料のトランスクリプトーム解析。

発表論文（謝辞あり）
Endo, H., Umezawa, Y., Takeda, S., & Suzuki, K. (2023). Haptophyte communities along theKuroshio current reveal their geographical sources and ecological traits. Molecular
Ecology, 32(1), 110-123.
Xia, J., Kameyama, S., Prodinger, F., Yoshida, T., Cho, K. H., Jung, J., Kang, S-H., Yang, E-J.,
Ogata, J., & Endo, H. (2022). Tight association between microbial eukaryote and giant
virus communities in the Arctic Ocean. Limnology and Oceanography, 67(6), 1343-1356.
Kaneko, H., Endo, H., Henry, N., Berney, C., Mahé, F., Poulain, J., ... & Sunagawa, S. (2022).
Global observation of plankton communities from space. bioRxiv, 2022-09.
Ban, H., Sato, S., Yoshikawa, S., Yamada, K., Nakamura, Y., Ichinomiya, M., ... & Ogata, H.
(2022). Genome analysis of Parmales, a sister group of diatoms, reveals the evolutionary
specialization of diatoms from phago-mixotrophs to photoautotrophs. bioRxiv, 2022-09.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
高周期典型元素を含む高反応性化学種の合成と性質
Synthesis and Characterization of Highly Reactive Species
Containing Heavier Main Group Elements

京都大学化学研究所 物質創製化学研究系有機元素化学領域

行本 万里子

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用した量子化学計算
によりジアリール置換2,2-ジヒドロシレンの構造最適化を行った。
ケイ素−炭素間二重結合化学種であるシレンは、分極した構造のため高反応性であること合成ルートに制約があることから、かさ高い置換基を導入することによる速度論的安定化を用いた報告例は限られている。特に、炭素上の二つの置換基がいずれも水素である2,2-ジヒドロシレン(R2Si=CH2)は、非常に高反応性で単離が難しいことから、その報告例は、熱力学的安定化と速度論的安定化の両方を用いた系でのNMRにおける観測にとどまっていた。本研究では、かさ高い芳香族置換基をケイ素上に導入した2,2-ジヒドロシレンの合成に成功した。予備的な測定結果ではあるが単結晶X線結晶構造解析から、その構造を確定した。また、
Gaussian16 [B3PW91/6-311G(d)]にて行った構造最適化計算により得られた構造パラメータ
は、実測値と良い一致を示した。重ベンゼン中における1H NMRスペクトルでは、炭素上の2つのジェミナルプロトンが2つのダブレットとして4.55、4.76 ppmに観測された(2JC-H = 9.4 Hz)。
Si=C結合の炭素は13C NMRスペクトルにおいて95.4 ppmにシグナルが確認でき、HSQCスペ
クトルでは、先述のSi=CH2の2つのプロトンとの相関があることを確認した。Si=C結合のケイ素
は29Si NMRスペクトルにおいて低配位ケイ素化学種の領域内である90.5 ppmに観測された。
これらのNMR測定結果は、[B3PW91/6-311G(2d,p)]レベルで行ったGIAO計算においてもサポートされた。
発表論文(謝辞あり)
J. A. Garcia, Y. Yasui, M. Yukimoto, Y. Mizuhata, N. Tokitoh, Chem. Lett. 2022, 51, 898-901.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ手法評価
Assessment of genome assembly methods for giant viruses
京都大学化学研究所化学生命科学研究領域

疋田弘之

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、昨年度に引き続き、MinION シークエンサーを用いた巨大ウイルスのゲノムアッセンブリ手法の評価を行なった。
巨大ウイルスとは、その名が示す通り、ウイルスとして規格外に大きい二本鎖 DNA ウイルスである。ゲノムサイズは最大 2.5 Mbp、粒子サイズは最大で 1.5 µm に及ぶ。近年、環境メタゲノム解析から、巨大ウイルスの高い多様性、および環境中における遍在が明らかになってきた。一方、メタゲノム解析では検出できないウイルスが培養実験によって単離できることも知られている。すなわち、ウイルスの単離は依然、ウイルスの多様性を知る上で不可欠な手法である。これまでに、自由生活性アメーバを環境サンプルと共培養することで、多様な巨大ウイルスが単離されてきた。しかし、全ゲノムシークエンスにかかる時間と費用の負担から、ゲノムレベルの解析が行われた単離株は一部にすぎない。そこで本研究では、他のシークエンス技術と比べて、安価で迅速なシークエンスが可能な MinION シークエンサーを用いて、巨大ウイルスの単離株の全ゲノム解析を迅速に行うことを目指した。MinION は簡便なシークエンスが可能な一方、その精度が他の手法に劣ることが知られている。そのため、精度の高い他のシークエンス技術と組み合わせて用いられることが多い。本研究ではこの点について、カバレッジを高めることで MinION シークエンスのみから高精度でゲノムをアッセンブルすることを試みた。その結果、遺伝子組成の解析、およびウイルスの分類を行う上で十分なレベルのゲノムが MinION
シークエンスのみから得られることがわかった。さらに、環境中から共培養によって得られた新規ウイルス株について、同様の手法で全ゲノム解析を行った。その結果、本研究で用いた手法が新規ウイルス株の同定、およびそのゲノム解析に適用できることが示された。現在、これらの内容について、論文化を進めている。

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ナノ炭素材料の理論的研究
Theoretical study of nanocarbon materials
京都大学エネルギー理工学研究所 エネルギー利用過程研究部門
分子ナノ工学研究分野 小島崇寛

ナノ炭素細線物質であるグラフェンナノリボン(GNR)は、分子幅・炭素骨格に依存した物性を有し、優れた電子・磁気特性を示す次世代型の高機能材料として期待されている。極細分子幅・エッジ構造を制御して GNR を作り分ける合成法として、我々は 2 ゾ
ーン気相成長 (2Z-CVD) 法を開発した。2Z-CVD 法により GNR を高効率合成すること
でボトムアップ型 GNR 薄膜の単離が可能となり、実験的な物性計測に成功している。
[1] また、我々は新規に開発した Z 型前駆体分子を用いることでアセン型 GNR の表面
合成にも成功している。[2] 我々が開発した Z 型分子は剛直かつしなやかな構造を有することが特徴の分子であり、金属基板上に吸着した際に、変形しアキラル構造からキラル構造へと変形する。このキラル構造の分子は Head-to-Tail 型重合反応に適した形となり、高効率重合反応の一因となっている。そこで、金属基板への分子の吸着構造を推定できれば、新規 Z 型分子の設計への一助と考え、Materials Studio を用いて、金基板上での Z型分子の吸着構造について計算を行った。これらの吸着構造の予測より最適なものを選び、分子を合成し、２Z-CVD で前駆体高分子の合成を行ったところ、前駆体高分子が金基板上に生成し、Materials Studio を用いた金基板上への分子吸着構造の予測は有用であることが明らかとなった。分子の吸着構造の計算から予測された非対称型 Z 型分子を設計、合成を行い、GNR 合成を目指した。STM 測定の結果から、非対称構造を持つ GNR の合成に成功した。

Ref.
[1] Width‐Controlled Sub‐Nanometer Graphene Nanoribbon Films Synthesized by Radical‐
Polymerized Chemical Vapor Deposition, Adv. Mater., 2014, 26, 4134.
[2] Homochiral polymerization-driven selective growth of graphene nanoribbons,
H. Sakaguchi, S. Song, T. Kojima, T. Nakae, Nat. Chem., 2017, 9(1), 57-63.

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
二次元 WTe2 の非線形光学特性に関する計算

Simulation studies of nonlinear optical properties in two-dimensional Wely semimetal WTe2
Optical Nano-science group, Institute of Advanced Energy, Kyoto University
Yubei Xiang
研究成果概要The Wely semimetal tungsten ditelluride (WTe2) has attracted immense interest due to its
fascinating physical properties and important applications as an example of topological quantum
materials [1]. The novel phenomena of giant magneto-resistance are observed in Wely
semimetal WTe2 [2]. The electronic band structures of thin layered WTe2 are determined by its
layer number and stacking configuration including crystalline symmetry [3,4], which further
influence the linear and nonlinear optical responses. In this study, we have simulated the linear
and nonlinear optical responses of a few layer WTe2 based on a real-time first principles
approach including quasiparticle corrections. The electronic and optical properties in various
structures of WTe2 with different phases and stacking configurations were simulated by
Quantum Espresso [5] and Yambo code [6]. The linear optical responses were calculated by
Bethe-Salpeter equation (BSE)-GW methods and the nonlinear optical responses of second
harmonic generation (SHG) were simulated by independent particle approximation (IPA) withquasi-particle corrections.
The monolayer 1T’- WTe2 with P21/m space group shows inactivity of SHG signals, while themonolayer Td- WTe2 with Pm space group shows strong activity of SHG signals. The strong
anisotropic second-order nonlinear susceptibility is observed due to low-symmetry crystal_

structures in monolayer Td- WTe2. Moreover, the monolayer 2H- WTe2 with P6m2 space groupshows activity of SHG signals, as similar to the other semiconducting MX2 (M=Mo, W, X=S,
Se). The results show that WTe2 has unique phase-dependent optical properties including
nonlinear optical responses, which are different from other two-dimensional transition metal
dichalcogenides.
[1] S. Kimura, et al. Phys. Rev. B 99, 195203 (2019).
[2] Y. Wang, et al. Nano Lett. 19, 3969–3975 (2019).
[3] E. J. Sie, et al. Nature 565, 61 (2019).
[4] J. Xiao et al. Nat. Phys. 16, 1028 (2020).
[5] P. Giannozzi et al., J. Phys.: Cond. Mat. 29, 465901 (2017).
[6] D. Sangalli et al., J. Phys.: Cond. Mat. 31, 325902 (2019).

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
原子層二次元半導体の励起子状態と光学特性の計算

Simulation of exciton states and optical properties in atomically thin semiconducting materials
Optical Nano-science group, Institute of Advanced Energy, Kyoto University
Wang Haonan
研究成果概要The supercomputer system has been used for the ab initio simulation on the linear andnonlinear optical properties of thin layer SnS. Among the two-dimensional group IV
monochalcogenides, tin monosulfide (SnS) has drawn much attention due to its superior opticaland electronic properties. The monolayer SnS with the lack of inversion symmetry and in-planeanisotropy shows potential in the application of piezoelectric nanogenerators. The inversion
symmetry and in-plane anisotropy has been evaluated by linear and nonlinear optical methods.
However, the novel optical properties arising from inversion symmetry and in-plane anisotropy
have not been fully understood in bilayer and thick layer SnS with various stacking structures.
Herein, we intend to investigate the linear and nonlinear optical properties of SnS by ab initio
simulation method.
Here, Quantum Espresso and Yambo code have been used in the supercomputer system for the
ab initio simulation studies [1,2]. The bilayer SnS with four different stacking structures
including AA stacking, AB stacking (α- and ’-type), and AC stacking are simulated. We havecalculated the optical absorption spectra of bilayer SnS with consideration of many-body effectby solving Bethe-Salpeter equations. The absorption spectra clearly change according with thein-plane electric-field direction, which suggests the strong anisotropic wavefunction distributionof exciton states. The second harmony generation (SHG) susceptibility is also calculated undervarious field directions. We have also simulated the polar-pattern of SHG intensity in AB
stacking bilayer SnS in the parallel and perpendicular detected configuration. The strong andanisotropic SHG intensity also implies the anisotropic piezoelectricity. These results could
provide useful information towards the application of SnS in piezoelectric devices.
[1] P. Giannozzi et al., J. Phys.: Cond. Mat. 29, 465901 (2017).
[2] D. Sangalli et al., J. Phys.: Cond. Mat. 31, 325902 (2019).

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SSE に伴う海面地殻変動の推定
An estimation of seafloor crustal deformation with SSE

京都大学理学研究科地球惑星科学専攻

地球物理学分野 伊藤喜宏研究室
博士 3 年 井上智裕

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、海面気圧、海上風ベクトルを駆動力とした全球の順圧海洋モデル(Inazu et al., 2012)から全球の海洋速度場を計算し、海底圧力計に含まれる海洋起源の非潮汐成分を計算した。本研究では、海底圧力計に含まれる地殻変動（SSE）成分と海洋起源成分（潮汐＋非潮汐）を分離することで、地殻変動成分を精度よく推定することを目的としている。分離するための手法として、(i) 順圧海
洋モデルの計算結果から得られる非潮汐成分を除去する、(ii)海底圧力の観測点間の差分をとる、が提案されている。特に(ii)の手法では、観測点間の非潮汐成分を共通として仮定し差分を計算するが、しばしばその仮定が問題視されてきた。本研究では、ニュージーランドヒクラ
ンギ沖に設置された全ての海底圧力計の記録の相関を計算し、等水深方向に海底圧力の類似性が存在することを示した(Inoue et al., 2021)。また、Inazu et al. (2012)の海洋モデルを用いても同様の傾向が見られた。これらの圧力値に含まれる非潮汐成分の水深依存性は、南海トラフに設置された海底圧力計においても、同様に観測された。特に、南海トラフにおいて、この観測値に見られる非潮汐成分の相関を利用して、相対変動を計算し、断層モデルを推定した。

参考文献
Inazu, D., Hino, R., & Fujimoto, H. (2012). A global barotropic ocean model driven by synoptic
atmospheric disturbances for detecting seafloor vertical displacements from in situ ocean
bottom pressure measurements. Marine Geophysical Research, 33(2), 127–148.
https://doi.org/10.1007/s11001-012-9151-7
発表論文（謝辞なし）
Inoue, T., Ito, Y., Wallace, L. M., Yoshikawa, Y., Inazu, D., Garcia, E. S. M., et al. (2021).
Water Depth Dependence of Long‐Range Correlation in Nontidal Variations in Seafloor
Pressure. Geophysical Research Letters, 48(8). https://doi.org/10.1029/2020GL092173- 38 -

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稠密地震観測網を用いた地下構造推定
Seismological structure beneath dense-array seismic network
京都大学大学院理学研究科地球惑星科学専攻

佐脇 泰典

研究成果概要At Hyuga-nada in the western Nankai, vigorous high activity of shallow tectonic tremors
and very-low-frequency earthquakes has been noted in the vicinity of the subducted
Kyushu–Palau Ridge (KPR) (e.g., Tonegawa et al., 2020; Yamashita et al., 2015, 2021).
Akuhara et al. (preprint) found a striking LVZ of shear waves at ~3–4 km beneath the seafloor
over the KPR through transdimensional inversion of teleseismic GFs (Akuhara et al., 2019) andsurface wave dispersion curve from a dense OBS array observation. The LVZ structure implies
that dehydrated fluid originating from either the subducted KPR, hydrous sediment, or oceanic
crust may then ascend to become stagnant in the hanging wall due to recurrent shallow slow
earthquakes, however, the spatial distribution of LVZ was not constrained by their dense arrayof ~2 km radius. Aiming to constrain the lateral and depth distribution of the LVZ around the
KPR, we compute GFs from teleseismic and regional deep-focus events using widelydistributed campaign networks with broadband and short-period OBSs starting from 2014 at
Hyuga-nada.
We detect successive GF phases of negative and positive amplitudes around 2-s lapse time,
characterized as the LVZ and are in keeping with the presence of the LVZ above the KPR fromthe dense-array observation (Akuhara et al., preprint). High-frequency GF images show thelateral and depth variation of the LVZ. Around the subducted KPR with active shallow tectonic
tremor (Yamashita et al., 2021), the negative GF phases for the top of LVZ are distributed ~3
km above the plate interface model, without any significant negative impedance contrasts along
the plate interface. Also, the along-strike image corroborates the wide presence of LVZ over 100
km width around the source region of shallow slow earthquakes. In contrast, the GF phases withnegative impedance likely deepen towards the plate interface at the northeastern Hyuga-nada,
where there are fewer tectonic tremor activities (Yamashita et al., 2021). Our results mightreflect the lateral variation of physical properties such as frictional property, thermal structure,and upper plate permeability, together with shallow slow earthquake activities.
Using the SCL supercomputing system, we were trying to test the transdimensional
Bayesian inversion for estimating one-dimensional shear-wave velocity structure (e.g., Akuhara
et al., 2020). However, we failed to obtain the final outputs due to several complicatedproblems.

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疾患治療を目的としたピロール‐イミダゾールポリアミドの開発

Development of pyrrole-imidazole polyamides for the treatment of diseases
京都大学大学院 理学研究科 化学専攻 生物化学分科

廣瀬優希

研究成果概要ピロール-イミダゾールポリアミド (PIP)は二本鎖 DNA に塩基配列特異的に結合する分子であり、その高い結合能と配列特異性を活かして遺伝子発現制御スイッチや蛍光プローブ、
抗がん剤としての応用を目指した研究が進められている。中でも環状 PIP（cPIP）は高い結合能や配列特異性を持つことが知られており、当研究室では最近ハンチントン病や筋強直性ジストロフィ―I 型などの原因となる CAG/CTG 反復配列に対して高い結合能・特異性を持つ
cPIP を開発した。1 今年度は Discovery Studio を用いたエネルギー最小化や分子動力学シミュレーションを利用し、この CAG/CTG 反復配列標的 cPIP と DNA との結合について(1) DNA
ヘアピン構造に対する配列特異性が生じる要因の解明と(2) DNA 上でのオリゴマー化による活性の向上の検討を行った。
(1) に関して、CAG/CTG 反復配列のような DNA 反復配列はミスマッチ塩基対を含むヘアピン構造を形成することが知られており、このヘアピン構造の形成は疾患の発生や進行とかかわっていると考えられている。これまでの研究において我々が開発した cPIP がそのようなミスマッチ塩基対を含む二本鎖 DNA にも結合することや、ミスマッチ塩基対の種類によって結合能が大きく異なることが分かっていた。今回、ミスマッチ塩基対を含む DNA 配列と cPIP との複合体のエネルギー最小化を行った結果、これまでの実験で cPIP との結合が弱いことが分かっていた配列ではミスマッチ部位と cPIP との間に立体障害が生じていることが示唆された。この結果は共同研究先での研究結果と合わせて現在論文投稿中である。
(2) に関して、反復配列に結合した cPIP が Click 反応によってオリゴマー化 2 することで反復配列に対する結合能・選択性を高められることを期待した。反復配列と cPIP との複合体のエ
ネルギー最小化構造から、Click 反応を起こすアジド・アルキンと PIP をつなぐ最適なリンカー
長を見積もった。今後は実際にアジド・アルキンを導入した cPIP を合成しオリゴマー化の反応
効率を調べていく予定である。
参考文献
1. Y. Hirose, T. Ohno, S. Asamitsu, K. Hashiya, T. Bando, H. Sugiyama, ChemBioChem 2022,
23, e202100533.
2. A. T. Poulin-Kerstien, P. B. Dervan, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15811.

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非天然ヌクレオシドの開発
Development of unnatural nucleosides
京都大学 理学研究科 化学専攻 生物化学研究室

平島 眞吾

研究成果概要
核酸は遺伝情報を保存・伝達する生体分子であり、その機能は主に塩基部分が担う。
塩基の構造を改変して得られる非天然ヌクレオシドは核酸の研究における有用なツールである。2-フルオロアデニン（2FA）はフッ素化塩基の一つであり、フッ素 NMR プ
ローブや薬剤分子等として研究されてきたが、2FA の導入による核酸の高次構造への影
響は調べられていない。核酸医薬品などにおける 2FA の活用に向けて、2FA を導入した核酸の物性評価に取り組んだ。
DFT計算による2FAの物性予測のためにスーパーコンピュータを利用した。実験において、2FAとシトシンのミスマッチ塩基対が天然のアデニンとシトシンのミスマッチ塩基対よりも高い熱的安定性を示した。アデニンとシトシンのミスマッチ塩基対を含む二本鎖DNAの結晶構造（Nature 1936, 320, 552.）から、アデニンのプロトン化と異性化がミスマッチ塩基対の形成様式として提案されている（Figure 1）。そこで、2FAとアデニンそれぞれのpKaと異性化の活性化エ
ネルギーをDFT計算により予測した。計算により2FAでのプロトン化と異性化はアデニンより起こりづらいことが示唆されたため、2FAとシトシンのミスマッチは他の要因で安定化された可能性が高い。最終的には、融解温度から推定された熱力学的パラメータに基づき、芳香環のフッ素化による脂溶性の増加が引き起こしたエントロピー利得が原因ではないかと考えた。[1]また、前年度に行った分子動力学計算から算出されたヌクレオソーム中でのFRET効率の理論値を、実験で得られたFRET効率の考察に活用した論文が受理された。[2]Figure 1. 結晶構造から予想される 2FA とシトシンからなるミスマッチ塩基対の形成様式。(a)アデニンの N1 位のプロトン化による塩基対形成。(b) アミノ-イミノ異性化による塩基対形成。
発表論文（謝辞あり）[1] Hirashima, S.; Sugiyama, H.; Park, S. Characterization of 2-Fluoro-2’-Deoxyadenosine in
Duplex, G-Quadruplex and I-Motif. ChemBioChem 2022, 23, e202200222.
[2] Hirashima, S.; Park, S.; Sugiyama, H. Evaluation by Experimentation and Simulation of a
FRET Pair Comprising Fluorescent Nucleobase Analogs in Nucleosomes. Chem. Eur. J. inpress.

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
シグナル伝達タンパク質の構造解析
Structural study of signaling proteins
京都大学 理学研究科 生物科学専攻

杤尾豪人

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、細胞の各種シ
グナル伝達経路で働くタンパク質の構造解析を行なった。
自然免疫系は病原体（細菌、ウイルス）の高感度な検知と、その排除を行なうと同時に、抗体や T 細胞を主とする獲得免疫系の誘導を行なう生体防御にとって極めて重要なシステムである。病原体の検知を行なう主要な受容体としては、Toll 様受容体（TLR: Toll-like receptor）のファミリーが知られている。TLR は、細菌の細胞壁成分（糖脂質やペプチドグリカン）や鞭毛、ウイルス由来の DNA や RNA と結合することで活性化し、免疫や炎症の調節を行なう NF-κB
や、抗ウイルス応答を誘導する IRF (Interferon regulatory factor)といった転写因子を活性化して、サイトカインやケモカイン、インターフェロンの発現を促す。筆者らは、TLR による細胞内シ
グナル伝達を介在するタンパク質について、クライオ電子顕微鏡を用いた構造解析を進めている。これまでに、あるシグナルタンパク質がサブユニット配列や直径が異なる複数の線維を形成することを見出している。昨年度はそのうちの一つについて解析し、原子分解能での立体構造の決定に成功した。本年度は他の三つの型の線維についても解析し、構造決定をほぼ終えることができた。
他にも幾つかのタンパク質の構造解析を進めており、Discovery Studio を利用したほか、Alphafold2 による構造予測を行った。

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
典型元素を活用した有機合成法の創出

Development of Molecular Transformation by means of Typical Elements
京都大学大学院理学研究科化学専攻有機化学研究室

下川 淳

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、典型元素のなかでもとくにケイ素を活用した新しい反応の開発とその理解を目的とした研究を行った。
有機ケイ素化合物は合成中間体や機能性材料として広く用いられており、現代の有機化学に不可欠な分子群である。しかしその合成法は、過酷な反応条件や不安定な反応剤を必要とする場合が多く、有機ケイ素化学のさらなる発展を促す上で大きな制約となっている。令和３
年度の成果において新たに報告したナトリウムシリルシラノラートはシラノラート構造とジシラン構造を併せ持つ構造をもっており、遷移金属ケイ素錯体の優れた前駆体として期待できることがわかっている。今回銅触媒を用いた場合にもシリルシラノラートが使用できることを確認し、アルキンの３重結合上にシリル銅をシス付加できることを確認した。
この際に銅シリルシラノラートからシリル銅へと変換される段階について DFT 計算を行ったと
ころ、ケイ素―ケイ素結合が銅に対して酸化的付加するという、これまでに報告のない反応経路が導かれた。通常考えられている銅アルコキシドとジシランとのσ結合メタセシスのような形
では遷移状態が全く発見されなかった。計算化学的手法によってケイ素―ケイ素結合の酸化的付加に関する興味深い性質を見いだすことができたと考えている。

Si Si
N

Si
O
O

Na

Na
Cu O
Si
N

Si
Si O
O Na
Si
Cu Na O
Si
N
N

Si
O
Si
Si
O Na
Cu
Na
N
O Si
N

via oxidative addition of the Si–Si bond to the copper center

Si
Cu
NN
Na
O
O
Me3Si
Na
Si
O
Me3Si

発表論文（謝辞なし）“Sodium silylsilanolate as a precursor of silylcopper species.” Hiroki Yamagishi, Kenshiro Hitoshio,
Jun Shimokawa, Hideki Yorimitsu, Chem. Sci. 2022, 13, 4334–4340. (DOI: 10.1039/d2sc00227b)- 43 -

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
量子化学計算と固体 NMR を用いた新規無機物質の構造解析

Structure analysis of novel inorganic materials by using quantumchemical computing andsolid-state NMR
京都大学 理学研究科 化学専攻 分子構造化学研究室

野田泰斗

研究成果概要Gauge Including Projected Augmented Wave (GIPAW)法の登場により結晶系で NMR パラメ
ータを高速に計算できるようになった。一般に構造最適化の実行が推奨されるが、結晶系のNMR パラメータ計算では構造最適化をせずに回折実験等で得られた原子座標のままで計算をした方が実験値とよい相間を与えることが報告されている。報告者は固体 NMR を用いてランタンを含むリチウムイオン固体電解質を研究しているが、無機ランタン化合物でも最適化をしていない構造で計算された 139La の四極子結合定数が実験値とよく一致したと報告されている。[1]京都大学化学研究所のスーパーコンピューターシステムの Material Studio の CASTEP
による NMR のパラメータ計算でランタン化合物の構造最適化が必要か検証を行った。
既報[1]のランタン化合物の NMR パラメータを Material Studio ver. 22.1 の CASTEP を用いて、
GGA-PBE 汎関数と On The Fly 擬ポテンシャルを採用して行った。カットオフエネルギーと k
点メッシュの間隔をそれぞれの物質で最適化した。構造最適化は結晶格子形状を保持した状
態で体積と内部原子座標を最適化した。La(OH)3 は先に水素位置だけを最適化した後に他と同様に構造最適化した。四極子相互作用の結合定数 Cq と異方性パラメータηの計算結果を
図 1 に示す。両方とも本研究の構造最適化して計算したほうが実験値をより再現するという結果が得られた。特に水素を含む La(OH)3 では構造最適化の有無により値が大きく変わった。

図 1 種々のランタン化合物における 139La の四極子相互作用の結合定数 Cq（左）と異方性パラメータη（右）の計算値と実験値の相間。▼は既報値、○は本研究の計算値。

[1] A. L. Paterson et al., J. Phys. Chem. C 119 (2015) 25508.
発表論文（謝辞あり）
発表論文（謝辞なし）- 44 -

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
準剛体球系ガラスの脱ガラス化メカニズムの解明

Elucidating the devitrification mechanisms of quasi-hard sphere glasses
京都大学理学研究科 物理学・宇宙物理学専攻ソフトマター物理学研究室 柳島大輝
研究成果概要本研究はガラスが自発的に乱雑な状態から結晶化する現象（脱ガラス化・脱硝）のメカニ
ズム解明を目的とする。脱ガラス化は様々なガラス系において機能的劣化に直結するため、その引き金となる物理的因子の特定や阻止に繋がるデザイン原理の検証は急務である。令和４年は準剛体球系ガラスが結晶に隣接している場合に起こる脱ガラス化現象に着目した。独自に開発したブラウン動力学法の計算コードによるダイナミクスの計算と LAMMPS のエネルギ
ー最適化アルゴリズム（主に steepest descent 法）をクラスタで実行した。異なる密度で複数のガ
ラス configuration を用いた独立軌道の統計的な処理が必須であり、OpenMP 並列化による計算コードの高速化と各密度での複数の軌道の同時計算をスパコンで実現できたことは本研究の効率的執行に大きく貢献したことを明記したい。
令和４年度１０月～１２月にかけての計算によりガラスの作成方法を変えることによるダイナミクスの定性的に変化することが分かった。脱ガラス化の引き金となる結晶・ガラス界面の局所構造の特徴も特定されて、先行研究で見られたものを大きく上回る固有状態の劇的な変化が確認できた。従来の脱ガラス化
研究では着目されていないガラス層の微視的構造の差が結晶化ダイナミクスに影響を及ぼすことが明らかになった。
これらの結果と考察は以下の論文で発表する予定である。

図、準剛体球系ガラスと結晶が隣接している系。青は結晶、白はガラス。
発表論文（謝辞あり）
T. Yanagishima, J. Russo, R. P. A. D. Dullens, H. Tanaka, From ultra-fast growth to avalanche
growth in glasses, 2023, Manuscript in preparation- 45 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
重水素化による医薬分子と分子触媒の機能開拓
京都大学大学院薬学研究科 薬品分子化学分野

中 寛史

研究成果概要本研究では、化学合成によって位置選択的に重水素化された分子を合成し、スペクトル測
定によりその機能を明らかにすることを目的としている。本年度は、高度に官能基化された医薬品の重水素化にも適用可能な触媒系の開発を目指した。その結果、有機物質の可逆的な水素移動反応に有効なイリジウム錯体 (藤田触媒、Ir-1) によって、重水を重水素源としたアルコールのヒドロキシ基 α 位の重水素化が効率的に進行することを見出した 1。ロサルタンカ
リウム (1-K+) を含む、多様なアルコールの α 位選択的な重水素化が可能であった。

また、キラルな相間移動触媒（有機分子触媒）の重水素化が、触媒の頑健性を高めることを突き止めた 2。これらの成果に関連して、新たな触媒の開発に向けた検討にスーパーコンピュ
ータシステムを利用している。

発表論文（謝辞なし）
1.

Itoga, M.; Yamanishi, M.; Udagawa, T.; Kobayashi, A.; Maekawa, K.; Takemoto, Y.; Naka,
H. Chem. Sci. 2022, 13, 8744−8751.

2.

Liang, H.; Li, Z.; Liu, Y.; Murayama, S.; Naka, H.; Maruoka, K. Tetrahedron Lett. 2022, 96,
153753.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

アルコールの脱酸素化を可能とする新規レドックス補助基の開発
Redox Auxiliaries for Direct Deoxygenation of Alcohols
京都大学 大学院薬学研究科 薬品分子化学分野

竹本 佳司

研究成果概要ヒドロキシ基は有機合成化学において最頻出の官能基の一つであり、アルコールを出発原料とした様々な官能基変換法がこれまでに開発されている。その中で還元によるヒドロキシ基の除去も天然物・医薬品合成において欠かせない基本的な分子変換であるが、C–O 結合の高い結合解離エネルギーのため、遷移金属触媒等を用いたヒドロキシ基の直接的な還元は通常高温を要する。そのため、ヒドロキシ基をより反応性の高い官能基へと活性化した後に変換する手法がより一般的に用いられる。キサントゲン酸エステルを用いる Barton-McCombie 反応
はその代表例であり、その改良法も種々報告されているが、その多くは中間体の生成を必要とし、合成工程数や精製の簡便さに大きな改善の余地があった。このような背景を踏まえ、筆者
らは温和な条件下ヒドロキシ基を活性化し、精製作業を挟むことなく C–O 結合の均等開裂、水素原子移動（HAT）による還元を行える新規活性化剤の開発に着手した。
種々検討の結果、1-アルキル-2-フルオロピリジニウム塩を活性化試薬として用いて、可視光
レドックス触媒条件に付すことで、様々な多官能基性分子の水酸基を簡便に除去できることが判明した（下図）。なお、この際、ピリジン環 3 位への置換基の導入が反応進行のために重要であったが、その置換基効果について計算化学的手法を用いて考察した。

Me
Me

-

O

O
O
HO

O
O

Me
Me

+

R
F

OTf
+

N
Me

(cat.)
fac-Ir(ppy)3
iPr NEt
2
THF, blue LEDs

- 47 -

Me
Me

O

O
O
H

O
O

Me
Me

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
計算化学的手法による有機物・無機物の熱物性・輸送特性予測

Investigation of thermal and transport properties of organic and inorganic compounds
京都大学 大学院工学研究科 機械理工学専攻 熱物理工学分野 松本充弘

研究成果概要本研究は，さまざまな機能性ナノ物質の機能発現機構の解明を目的として，量子力学計算
や分子動力学法などの計算化学的手法によるアプローチをおこなうものである．本年度は，主として次の 2 つのテーマについて，本スーパーコ
ンピュータシステムを利用した大規模分子シミュレーションによる研究を行った．
１．セルロース分子の親溶媒性評価：両親媒性を持つと言われるナノセルロース結晶を対象として，
水／油界面における吸着自由エネルギーを評価した．主として古典分子動力学計算ソフトウェア
LAMMPS により，界面近傍でのナノセルロース分子にはたらく力とトルクの長時間平均から図 1 のよ図 1：水／油界面におけるセルロース分子の界面吸着自由エネルギーの例：界面からの位
置 𝑥 と回転角 𝜃𝑧 に対する 2 次元マップ．

うな自由エネルギー曲面を得た．既に報告されている吸着状態に加えて，2～3 個の水分子をはさんで水相側から吸着する新たな吸着形態を見つけた．こうした結果は，官能基修飾等によるナノセルロースの乳化作用向上などの分子設計に寄与することが期待される．この成果は学術論文として公表した[1]．
２．酸化チタン成膜過程の量子計算：シリコン型太陽電池の passivation 層として注目されている 酸 化 チ タ ン 薄 膜 に つ い て ， シ リ コ ン 結 晶 表 面 へ の 酸 化 チ タ ン 前 駆 体 （ titanium
tetraisopropoxide, TTIP）分子の衝突・解離過程を調べた．主として DFTB+パッケージによる量子計算により，TTIP 分子が結晶表面に衝突する際の反応や自由エネ
ルギー地形を詳細に解析しつつある．成果の一部は国際会議で発表した[2]ほか，学術論文を準備中である．
図 2：Si 基板と TTIP 分子の反応例．

発表論文（謝辞あり）[1] K. Ito and M. Matsumoto, “Adsorption free energy of cellulose nanocrystal on water-oil
interface,” Nanomaterials, 12, 1321 (2022), DOI: 10.3390/nano12081321
発表論文（謝辞なし）[2] K. Sotoyama and M. Matsumoto, “TiO2 layer fabrication on c-Si surface: Quantum
simulation,” Int. Conf. Materials (Dubai, December, 2022)- 48 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

第一原理計算によるトライボフィルム解析のための XAFS プロファイルの導出
Derivation of XAFS Profiles for Tribofilm Analysis by First-Principles Calculations
京都大学 大学院工学研究科 機械理工学専攻 機械機能要素工学研究室

平山 朋子

研究成果概要本研究では，京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの Materials Studio を用いて，分子のモデリングおよび X 線吸収微細構造（XAFS)の第一原理計算を実行した．XAFS
解析は，試料に X 線を照射し，X 線の吸光度から対象元素の結合状態を解析する手法である．
XAFS プロファイルのうち，吸光度が急激に増加する箇所は吸収端と呼ばれ，第一原理計算は X 線吸収端近傍構造（XANES）領域で行った．我々は，トライ
ボフィルムと呼ばれる摩擦界面に形成される膜の XAFS 解析に取り組んでおり，

吸
収
係
数

XANES 領域
吸収端実験により得られた XAFS プロファイルか入射 X 線のエネルギー(eV)

ら化学状態を推定する際に，第一原理計
算による XAFS プロファイルを指紋認証

図１ Mo-K 吸収端近傍 XAFS プロファイル的に活用している．
化学状態の推定の際にリファレンスとして使用する XAFS プロファイルには，第一原理計算
による XAFS プロファイルのほかに，標準試料を用いて実験することで得られる XAFS プロファ
イルがある．標準試料を測定する方法は，モデリングや近似なしに実際の構造を反映しているという点で信頼性があると考えられるが，事前に標準試料を準備しなければならないという問題点がある．このため，生成物が予想できない場合や生成物の入手が困難である場合には，第一原理計算による XAFS プロファイルの導出は有用である．また，価数や配位数を簡単に変更して XAFS プロファイルを導出できる点も第一原理計算による XAFS プロファイル算出の長所である．
Materials studio を用いて，分子のモデリングおよび XAFS プロファイルの導出を行った化合物の例を示す．算出された XAFS
プロファイルは，標準試料を測定して得られた XAFS プロファイルとよく対応していることが確認できた．
今後は，標準試料を準備することが困難な化合物の XAFS プロフ
ァイルの導出に取り組む．

図２

MoS2 の結晶モデルおよび第一原理計算による

XAFS プロファイル- 49 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
酵素応答性プローブの創製
Development of Enzyme-Responsive Probes
京都大学大学院 工学研究科 物質エネルギー化学専攻 三木 康嗣

研究成果概要アルデヒド脱水素酵素 1A1（ALDH1A1）は、生体内の各種アルデヒドを酸化し対応するカルボン酸へと変換する酵素であり、生理活性物質レチノイン酸の産生、外因性アルデヒドの解毒など生体内で重要な役割を担っている。特に、がん幹細胞（cancer stem cell: CSC）において高発現していることが知られており、がん幹細胞マーカーとして注目されている。我々は、
ALDH1A1 に特異的に応答する turn-on 型蛍光色素 C5S-A を開発した（Figure 1a）。しかし、C5S-A は酵素反応前において完全には消光しておらずバックグラウンド発光が観測されることから顕微鏡像のコントラストの悪化を招いていた。これは、C5S-A において消光基であるメルカ
プト基の求核付加による閉環反応が完全に進行していないことによる。本研究では、立体的な効果により結合角を圧縮し、閉環反応を促進する効果があるメチル基をメルカプト基近傍に導入することで、高コントラストにがん幹細胞を可視化する turn-on 型蛍光色素 βC5S-A を開発した（Figure 1b）。βC5S-A は ALDH1A1 と選択的に反応し、発光量が 10 倍上昇した（Figure 1c）。
顕微鏡像において、C5S-A では分化後のがん細胞（NCC）と比較し signal-to-noise 比が3.7±0.4 であったのに対し、βC5S-A では 10.3±1.6 へと改善された（Figure 1d）。このメチル基導入の効果は、分子軌道計算を用いる pKa 値の予測が活用できることも明らかにした。
(b)

N

4

S

2

N

sed-ring form (FL = OFF)

+ HY

N

CHO

COOH

2

S

N

closed-ring form (FL = OFF)

AiQd

– HY

ALDH1A1

COO–

CHO

4

4

N

I–

2

N

SH

N

2

(c)

N

2

S
Me

open-ring form (FL = ON)

C5S-A

C5S-C

✔ low response to biological thiols✔ high-contrast visualization of CSC

βC5S-A

12(d)

βC5S-A9

red channel

C5S-A

3
0

control
0

30

60
90
time (min)120

merged

NCC
CS
C

6

SH

nucleophilic quencher
open-ring form (FL = ON)✔ high signal-to-noise ratio (>10)

N

βC5S-A

N

4

COOH

CHO
4

minor

CHO

activator

FL intensity (a.u.)

or

C5S-A

(a)

NCC
CS
C

Figure 1. (a) Activator-induced nucleophilic quencher detachment (AiQd) mechanism for turn-on fluorescence probe
C5S-A. (b) ALDH1A1-responsive turn-on fluorescence probe βC5S-A bearing a methyl group for high-contrast
visualization of CSC. (c) Time-dependent fluorescence (FL) intensity change (λex = 640 nm) at 662 nm of βC5S-A
and C5S-A (1.0 μM) in a buffer solution (pH 7.4) with/without 50 nM ALDH1A1. Normalized with the FL intensity
just after treatment. (d) Confocal images of SUIT-2 cells incubated with C5S-A and βC5S-A.

発表論文（謝辞あり）
M. Oe, K. Suzuki, K. Miki, H. Mu, K. Ohe, ChemPlusChem 2022, 87, e202200319.

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
可視光応答型光触媒を用いる高効率水分解システムの開発
Development of Efficient Water Splitting System
by Using Visible Light Responsive Photocatalyst
京都大学大学院工学研究科物質エネルギー化学専攻

鈴木 肇

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの CASTEP プログラムを利用し、種々の層状酸ハロゲン化物光触媒のバンド構造解析に取り組んだ。一例として、シン
グルハロゲン層とダブルハロゲン層の二種類が交互に積層する構造を有する Sillén 型酸ハロ
ゲン化物 SrBi3O4Cl3（Fig. 1a）についての研究を紹介する。
SrBi3O4Cl3 は類似物質である BiOCl や SrBiO2Cl と比べて顕著にバンドギャップが狭窄化され、可視光吸収能を有することが見出されたが、その起源は明らかとなっていなかった。そこ
で、DFT 計算により SrBi3O4Cl3 のバンド構造解析を行った。伝導帯下端（CBM）付近の状態
密度に注目すると、主にシングルハロゲン層側の Bi1 が寄与していることが明らかとなった（Fig.
1b）。さらに、CBM 付近の軌道分布の可視化から（Fig. 1c）、シングルハロゲン層を介した Bi1同士が相互作用する様子が確認され、これにより CBM 位置が押し下げられたと考えられる。
一方で、価電子帯上端（VBM）付近の状態密度に注目すると、O アニオンの軌道に加えて、ダブルハロゲン層の Cl アニオン（Cl2）の軌道が VBM に大きく寄与していることが明らかとなった（Fig. 1d）。これら両 Cl アニオンにおいて、マーデルングサイトポテンシャルを算出すると、ダブルハロゲン層の Cl2 は近接 Cl アニオン同士の静電的反発により、シングルハロゲン層の Cl1に比べて静電的に不安定化されていることが明らかとなった（Fig. 1e）。
以上のことから、SrBi3O4Cl3 の特異的な可視光吸収は、シングルハロゲン層を介した Bi–Bi間の軌道相互作用による CBM の低下、さらにはダブルハロゲン層の Cl アニオンの静電的不安定化による VBM の上昇、の両者が要因となっていることが強く示唆された。

Fig. 1 (a) Structural model of SrBi3O4Cl3. (b) PDOS and (c) orbital distributions around CBM of
SrBi3O4Cl3. (d) PDOS around VBM of SrBi3O4Cl3. (e) Ionic energy levels of chloride anions.
発表論文（謝辞あり）
Suzuki, H.; Ozaki, D.; Ishii, Y.; Tomita, O.; Kato, D.; Nozawa, S.; Nakashima, K.; Saeki, A.;
Kageyama, H.; Abe, R. J. Mater. Chem. A, submitted.

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

パラジウム錯体触媒を用いた分子内 C(sp3)-H 結合アリール化反応による
環状アミド合成
Pd-Catalyzed Synthesis of Cyclic Amides via Intramolecular C(sp3)-H Bond Arylation
京都大学 大学院工学研究科 物質エネルギー化学専攻 藤原 哲晶
研究成果概要4-アリール-1,4-ジヒドロイソキノリン-3-オンは，抗炎症剤や抗腫瘍剤に代表されるよ
うに，いくつかの薬理活性分子に現れる重要な骨格である．この骨格の合成法としてい
くつかの手法は知られているが，工程数の少ない簡便な合成法の開発が望まれている．今

回我々は，パラジウム触媒によるアミド α 位の C(sp3)-H 結合の分子内アリール化反応によって環状アミド化合物である 4-アリール－1,4-ジヒドロイソキノリン-3-オン骨格を構築する手法の開発に取り組んだ．

基質 1a を用いる反応においてリン配位子の効果を検証した（スキーム 1）．触媒前駆体として 2.5 mol%の Pd2(dba)3·CHCl3，5.0 mol%のリン配位子，塩基として 1.5 当量の炭酸セシウム存在下，DMA 溶媒中 80 ℃で反応を行った．リン配位子を添加しない条件ではほとんど反応が進行しなかったが，単座のリン配位子であるトリフェニルホスフィン（L1）を添加すると GC 収率 56%と中程度の効率で反応が進行した。トリシクロヘキシ
ルホスフィン（L2）を添加すると収率が向上した．ここで L2 のリ
ン原子上の一つの置換基をビフェニルに替えた Buchwald 配位子を検討した．CyJohnPhos（L3 ），SPhos（L4），XPhos（L5）を検討したところ L3 では 34%と低収率にとどまったのに対し L4 では86%と高効率で反応が進行した．
また、
L4 よりかさ高い L5 では 64%と収率が低下した．二座のリン配位子である dppe（L6），BINAP（L7），
Xantphos（L8）についても検討したが，単座リン配位子と比べて収率は低下した．現在，基質適用範囲の拡張と DFT 計算による反応機構解析を進めている．

スキーム 1．パラジウム触媒反応におけるリン配位子の効
果- 52 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
有機電子機能性材料の素子形成と界面伝導特性評価

Functional organic electronic device formation and characterization of Interfacialconductivity property
京都大学大学院 工学研究科 分子工学専攻 関研究室

筒井祐介

研究成果概要本研究では,京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し,計算化学統合パッケージ Materials Studio を用いて,有機混合原子価化合物の物性評価を理論的に行う予定である。 複数のレドックス中心が架橋分子ユニットで結ばれた分子系は，酸化や還元に伴い混合原
子価状態を発現する。こうした混合原子価化合物はレドックス反応に伴う電荷やスピン分布の変化や分子内の電荷移動を調べる上で重要なモデル系と考えられる。中でも，分子内電子移動現
象は有機 FET や有機 EL 等の分子エレクトロニクス素子を構成する分子において重要な基礎過程であり,混合原子価化合物のレドックス中心間の電子的相互作用の程度によって異なり，
Robin–Day によってクラスⅠからクラスⅢまでに分類されている。 混合原子価化合物のレドック
ス中心間の電子的相互作用の評価は通常 ESR 測定（電子スピン共鳴測定）等で行われるが,
実験データだけでは特定は困難である。そこで,Gaussian を活用して,有機混合原子価化合物の最適化構造やスピン密度を量子化学計算におけるシミュレーションを行い,実験および理論的な両方の観点から混合原子価状態の解明に努める予定である。

- 53 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
吸着工学・乾燥工学等に関する分子論的検討

Theoretical Studies on Microscopic Problems in Separation Engineering and Drying
京都大学 大学院 工学研究科 化学工学専攻 分離工学分野

鈴木哲夫

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、吸着工学、乾燥工学、食品工学などの種々のプロセスに関連する物理化学的な諸問題を取り上げ、分子軌
道法や分子動力学法などの計算機科学的手法を用いて検討を行うことを目的としている。今年度はトレハロースの水和状態を分子動力学（MD）計算により検討した。以下その概要を報告する。
二糖の１種であるトレハロースは、2 つの D-グルコースが 1,1-結合した非還元糖である。でんぷんの老化防止作用や保湿作用があることから、食品や化粧品などの添加剤として多用されている。また、タンパク質の凍結や凍結乾燥時の保護作用などについて、様々な研究報告がなされている。本研究では、食品工学、生化学などで有用な基礎的知見を得ることを目的として、MD 計算により水溶液凍結時の氷晶成長に伴うトレハロースの濃縮過程を調べた。
MD 計算のプログラムは Amber18 を用いた。1440 個の水分子からなる約 44Å×44Å×24Å の大きさの氷(Ih 相)の結晶の分子モデルを作成した。その氷晶を MD 計算の基本セルの中央に配置し、周囲にトレハロース分子 100 個、水分子 3800 個からなる濃度 33 wt%のトレハロース
水溶液を配置した。得られた基本セルの大きさは約 44Å×44Å×100Å となった。このモデルに 3次元周期境界条件を適用し、1 bar、-30 ℃の NPT アンサンブル MD 計算を実行した。熱平衡
計算後の 500 ns 間において、氷晶の成長、およびそれに伴うトレハロースの凝集過程について検討した。
基本セル内で氷晶が成長し、トレハロースが凍結濃縮される様子を可視化プログラム VMDを用いて観察した。時間が進むにつれて、トレハロース水溶液中の水分子の一部が凍結し、氷晶が成長することが確認できた。この氷晶の成長に伴い、500 ns においてはトレハロース水溶液が 44 wt%まで濃縮されたことがわかった。
また、MD 計算より、いずれの濃度においても、複数のトレハロースが会合してクラスターを形成することが示唆された。そこで、濃度 33 wt%（シミュレーション時間：10 ns）のときと、44
wt%（シミュレーション時間：500 ns）のときについて、トレハロースが形成するクラスターのサイズを調べた。ここで、クラスターのサイズはトレハロース分子の会合数により評価した。なお、会合数の算出においては、任意の 2 つのトレハロース分子について、互いの重心間距離が 9.0
Å 以下であれば、それらは会合していると判定した。
33 wt%では、クラスタを構成するトレハロース分子数は最大 10 分子程度で、数種のサイズのクラスタが同程度の割合で存在した。濃縮が 44 wt%まで進むと、それらのクラスタが凝集してより巨大なクラスタを形成し、56 分子で構成された紐状のクラスタが生じた。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ポリオール類の水素化反応用銅系触媒の開発

Development of Cu based catalyst for selective hydrogenation of polyols
京都大学大学院工学研究科化学工学専攻反応工学研究室

藤墳大裕

研究成果概要本研究では、申請者がこれまで実験的に開発してきたポリオール選択水素化用炭素担持銅
触媒を基に、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、水素化反応のさらなる高選択化、高速化に資する銅系触媒の提案・開発を目指したものである。
これまでに炭素担持銅系触媒を調製し、グリセリン(C3 ポリオール)、エリスリトール(C4 ポリオール)の選択水素化脱酸素反応、キシロース(C5 ポリオール)の選択水素化反応に有効である
ことを見出している。実験によって、当該触媒への第二金属の添加によって反応速度、反応選
択性ともに敏感に変化することから、添加金属種によって触媒表面における吸着状態、反応経路が変わることを意味している。また、見かけの反応速度から生成物の吸着阻害が示唆されたことから、対象反応系での触媒表面の吸着状態の理解が反応系の生成速度向上のために重要であることが示唆された。そこで、添加金属による Cu 表面の性状の変化および Cu 表面
上(添加金属との界面を含む)へのポリオール類と水素の吸着状態を計算し、ポリオール類による反応性の違い、反応を促進する添加金属の探索を行う。
今年度は操作、計算手順の習得を兼ね、ポリオール類の構造最適化を行い、触媒表面を介さない異性化反応に対し遷移状態探索を実施した。次年度は Cu 表面へのポリオール類と水素の吸着、反応機構の計算を行う。実験結果と本計算との整合性を確認したうえで、Mg 添加
Cu 表面の構築、ポリオールと水素の吸着、反応経路推定を行う予定である。また、触媒調製が可能な添加金属種(Ni, Pt, Ru 等)に展開し、水素化反応活性を向上しうる添加金属種の検討を目指す。
発表論文（謝辞あり）

発表論文（謝辞なし）
W. Wang, T. Tago, H. Fujitsuka, “Hydrodeoxygenation of C3–4 polyols to C3–4 diols overcarbon-supported bimetallic MgCu@C catalysts prepared from ion exchange resin”, Catal.
Today (2022) in press. DOI: 10.1016/j.cattod.2022.06.042- 55 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
カイラル分子のイオン化反応過程の研究
Ionization reaction process of chiral molecules

京都大学工学部物理工学科機械システム学コース生命数理科学研究室 筆本 涼太
研究成果概要自然界の鏡像異性体の偏りがどのように発生したかについて、鏡像異性体中の電子と宇宙に存在するニュートリノ等の粒子との弱い相互作用による反応が起源であるとの説が研究されている。本研究では、鏡像異性体分子とニュートリノの散乱により鏡像異性体分子中の共有結合を担う電子が弾き飛ばされることで共有結合が維持できなくなり、フラグメント化すると考え、
アラニン、グリシン、セリン、バリンの 4 種類のアミノ酸を対象として、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用してフラグメント化前後のエネルギーを比較することでフラグメント化の可否を判定した。
また、フラグメント化の可否を判定するにあたって、フラグメント化後のエネルギー計算のために京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用して切断される結合を推定する手法を提案、検証した。

- 56 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所

スーパーコンピューター

利用報告書

最低空軌道を用いた局所化学ポテンシャルの近似手法
Approximation of local chemical potential using the lowest unoccupied molecular orbital
京都大学大学院 工学研究科 マイクロエンジニアリング専攻 生命数理科学研究室
田中海斗
研究成果概要リチウムイオン伝導体内の Li の伝導経路を明らかにすることは, リチウムイオン 2 次電池の改良のために重要である. しかし, 既存にある手法を用いたイオン伝導経路推定では計算コストが莫大となる問題がある. そこで, 申請者の研究グループにて定義されている
局所化学ポテンシャルを用いたイオン伝導経路が検討されている.
本研究では, イオン伝導経路推定に局所化学ポテンシャルを用いるにあたり, 従来の近似手法の見直し, 新たな近似手法の提案を行った. 具体的には, 最低空軌道を用いた近似手法を新たに提案した. 新たな近似手法の妥当性を確認するために, 先行研究[1]にて行われているプラチナクラスター(Pt2 と Pt2H2)への水素分子吸着位置推定を新たな近似手法を用いて再計算した. また, 他の検証例として Coronene(C24H12)への Li 原子吸着位置推定についても調べた. これらの計算は, Gaussian16 を用いた量子化学計算によって行った.
研究成果として, 今回の検証例に対しては, 新たな近似手法が従来の近似手法よりも良い近似であることが示された. しかし, プラチナクラスターへ水素分子を吸着させる際に,もともとプラチナクラスターに付いている水素原子が移動してしまうので, クラスター表面の局所化学ポテンシャルで吸着位置を評価することが難しくなった. また, Coronene は原子の数が多いため, 分子表面の局所化学ポテンシャルの評価方法が課題となった. 今後の課題として, 分子表面の局所化学ポテンシャルの定量的な評価方法を考えることが挙げられる. Coronene のように構成する原子の数が増えると, 表面上の局所化学ポテンシャルの評
価が難しくなる. そのため, 吸着位置を推定するための定量的な評価方法を考える必要がある. 現在, 結合の種類(イオン結合や共有結合)によって方向性の強弱が異なることに着目して, 評価方法を考案している.
参考文献[1] P.Szarek, K.Urakami, C.Zhou, H.Cheng, and A.Tachibana. J.Chem.Phys. 130, 084111 (2009)- 57 -

令和 ４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
琵琶湖水中におけるウイルスメタゲノム解析
Metagenomics of viruses in Lake Biwa
国立環境研究所琵琶湖分室 沈尚

研究成果概要2018 年から 2022 年にかけて、琵琶湖（4 地点）および流入河川（12 河川）から採水した（計46 サンプル）。細菌画分中の薬剤耐性遺伝子については、まず試料を孔径 2.7 µm または孔径 1.2 µm のフィルターでろ過し、ろ液に含まれる細菌を孔径 0.2 µm のフィルターで捕集した。
その後 DNA 抽出し、ショットガンシーケンスを行った。ウイルス画分中の薬剤耐性遺伝子については、まず孔径 0.2 µm のフィルターでろ過し、ろ液に含まれるウイルスを鉄共沈および塩化セシウム密度勾配超遠心法を用いて濃縮・精製した。さらに DNase 処理し、溶存態 DNA を分解した。その後、DNA 抽出し、ショットガンシーケンスを行った。
細菌中に含まれる薬剤耐性遺伝子の検出およびその定量は、得られたリードを薬剤耐性遺伝子データベース（CARD）にマッピングすることで行った（RPKM）。ウイルス中に含まれる薬剤耐性遺伝子の検出およびその定量は、まずウイルスゲノムを構築し、CARD および
ResFams を対象にアノテーションを行った。次にウイルスの存在量を FPKM として定量し、薬剤耐性遺伝子を保有するウイルスの存在量を薬剤耐性遺伝子の存在量として定量した。
細菌画分では RND 型薬剤排出ポンプや薬剤を修飾する酵素群（リン酸転移酵素、アセチル基転移酵素、ヌクレオチド転移酵素）が多数検出された。一方、ウイルスゲノムにはキノロン系
耐性遺伝子、β-ラクタマーゼ、グリコペプチド耐性遺伝子が比較的多く検出された。また検出されたバンコマイシン耐性関連遺伝子の中で耐性発現を誘導する遺伝子 VanR・VanS は、ウイ
ルスゲノムから多く検出され（FPKM ベースでバンコマイシン耐性関連遺伝子全体の 20%）、
細菌画分からはほとんど検出されなかった（5%）。
細菌画分とウイルス画分では含まれる薬剤耐性遺伝子の組成が異なることが明らかとなった。
これは、水平伝播の経路によって細菌が獲得しうる薬剤耐性遺伝子が異なる可能性を示している。またバンコマイシン耐性の発現調整遺伝子がウイルスに多く存在していたことは、ウイル
ス感染が耐性発現に関与していることを示唆している。
発表論文（謝辞あり）
1.

Shen S, Anazawa T, Matsuda T, Shimizu Y. Draft Genome Sequences of
Sphingomonadaceae Strains Isolated from a Freshwater Lake. Microbiol Resour Announc.
2022 May 19;11(5):e0007022. doi: 10.1128/mra.00070-22.

2.

Shen S, Anazawa T, Matsuda T, Shimizu Y. Complete Genome Sequence of a Phage
Infecting Sphingomonadaceae. Microbiol Resour Announc. 2022 Jul 21;11(7):e0036622.
doi: 10.1128/mra.00366-22.

- 58 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ロジウム触媒によるカルベン挿入反応におけるカルボキシラト配位子の立体効果

Steric Effect of Carboxylate Ligands of the Rhodium-Catalyzed Carbene Insertion Reactions
京都大学 大学院工学研究科 物質エネルギー化学専攻 藤原 哲晶
研究成果概要
二つのロジウムイオンを四つのカルボキシラト配位子で架橋した錯体は，ロジウム－
ロジウム結合に対しエカトリアル位にカルボキシラト配位子が位置し，アキシアル位が触媒反応点となる．配位子の構造によって反応点周りの立体が制御できれば，位置または立体選択的なカルベン挿入反応が実現できる．我々は，かさ高いカルボキシラト配位子を用いて二核ロジウム錯体を合成し、かさ高さがカルベン挿入反応における反応性や選択性に与える影響を調査した．モデル反応として，基質 1 を用いた分子内カルベン挿入

反応を Rh2(OPiv)4 を触媒として行ったところ，2 と 3 の混合物が合計収率 47%で得られ、24 : 76 の化学選択性で 3 が優先した（スキーム 1）。一方、かさ高いトリベンジル酢酸
イオンをもつ触媒を用いると合計収率 78%で，3 が主生成物として得られた．メチレン
鎖を 1 つ伸長したカルボキシラト
配位子をもつ錯体では選択性は低下した．昨年度までに Rh2(OPiv)4触媒による反応において DFT 計
算による機構解析を進めたところ，実験により得られる化学選択性をある程度再現できる一方，活性化障壁のエネルギー差にやや乖離がスキーム 1．ロジウム触媒による分子内カルベン挿入反応におけるカルボキシラト配位子の顕著な効果あった．そこで，さらに精度の高い計算により経路解析を進めたと
ころ，シクロプロパン化の活性化障
壁 (TS II, 6.3 kcal/mol) がアリル位の C-H 結合に挿入する反応のそれ(TS I, 10.5 kcal/mol) よりも低い傾
向は以前の計算と変わらなかったが，両者のエネルギー差は小さくな
り，実験結果を説明する良いモデルであることが分かった （スキーム

スキーム 2．カルベン挿入反応の反応座標（B97XD/SDD

2）．

for Rh, others for 6-311G(d,p), CPCM (CH2Cl2) at 313 K）- 59 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
光・電気・磁気機能性有機分子の分子軌道計算

Theoretical calculation of photo-, electro-, and magneto-functional organic systems
京都大学 大学院工学研究科 合成・生物化学専攻

松田 建児

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、我々のグループで合成した ペリ位に二重にジフェニレン縮環したテトラアザナフタレンの分子間相互作用を評価した。この化合物は七員環構造に由来して分子の長軸方向に 98°と大きくねじれた構造を示すことが X 線構造解析により分かっていた。分子の長さに対するねじれ度合いは
13.0°/Å であり、これまで合成された有機 π 共役化合物の中で最大級の値となるものである。

結晶中では van der Waals 半径の和よりも短い C…N 間距離 3.09 Å で近接した直行型の無限一次元鎖が形成されていた。結晶構造から抽出した 2 分子についてエネルギー分解解析(ALMO-EDA/ωB97M-V/)を行った結果、ビフェニレン部位の分散力やピリダジン間の静電相互作用に加えて、ピリダジンの孤立電子対に由来する軌道（HOMO–1）とテトラアザナ
フタレンの π*軌道（LUMO+1）の間に電荷移動相互作用による安定化が示唆された。これはカルボニル化合物以外で lp/π*相互作用による超分子構造が見いだされた珍しい例である。

発表論文（謝辞あり）
M. Hisada, D. Shimizu, K. Matsuda J. Org. Chem. 2022, 87, 9034–9043.
M. Hisada, D. Shimizu, K. Matsuda Org. Lett. 2022, 24, 3707–3711.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
エネルギー機能材料の電子構造と光物性Electronic states and optical properties of the functional energy materials
京都大学 大学院エネルギー科学研究科 エネルギー基礎科学専攻
量子エネルギープロセス分野 蜂谷 寛
研究成果概要チタン酸ストロンチウム（SrTiO3, STO）に電子伝導性を付与した n 型半導体として、
La/Nb ドープ STO (STO:La/ STO:Nb) が知られている。不純物置換による電子ドープは、La
ならば Sr サイトを、Nb ならば Ti サイトを置換することによって起こるとされる。その際、不純物サイトを囲む Ti イオンがずれ、La ドープの場合には不純物サイトを挟んで対称に起こるということが実験により確認されている。また、ドープによって立方晶は正方晶となり対称性は下がるが、ほぼ立方晶とみても問題ないと言えるレベルの変化であるということも分かっている。本研究では、この構造解析や光電子分光の結果を再現する電子状態計
算を行うことを目的とし、Quantum ESPRESSO を用いた計算を行った。
交換相関ポテンシャル PBEsol, PAW 擬ポテンシャルを用いた。STO:La に関しては2×2×2のユニットセルを、
STO:Nb に関しては 3×3×3 のユニットセルをスーパーセルとして、
構造緩和、バンド構造、状態密度、電荷密度分布の計算を行った。DFT+U 法による計算を行い、無ドープの STO でバンドギャップ値 Eg 格子定数 a のパラメータ U への依存性を調べたところ、U = 9.0 eV で最も Eg を再現した。
STO:La で正方晶を仮定して構造最適化と格子定数の緩和を行っても a = c の立方晶となった。実験値 a = 3.906 Å, c = 3.907 Å に対して、計算値は a = c = 3.958 Å となった。実験では La を囲む Ti-O-Ti のなす角が、ドープ量によるが、〜170°へと O が La に引きつけられるように歪むのに対し、2×2×2 スーパーセルの周期境界条件での計算では 176°へと歪んだ。
これは、Ti が一層を挟んで外側にも力を受けるため、歪みが小さくなったのだと思われる。
電子状態に関しては、ドープによって伝導帯が下がり、フェルミ準位（EF）が無ドープの場
合のバンドギャップ内から伝導帯の中に少しだけ入り込んで、金属的な電子伝導が生じ、X
線光電子分光(XPS)ではいちばんフェルミエネルギー直下に鋭いバンドが観測されることが明らかになっているが、本計算ではこの状態は La を囲む 8 個の Ti 原子の 3d 軌道から成ることがわかった。
STO:Nb では、
ユニットセル 3×3×3 で中央の Ti を Nb に置き換えて同様の計算を行った。
置換した単位格子の外側を囲む単位格子は等方的に膨張し、中心の境界の単位格子の原子はわずかに内側に歪んだ。電子状態の変化は La ドープの場合と比べると小さいことがわかった。フェルミエネルギー直下に鋭いバンドを形成する状態は、外側の単位格子の Ti 原子の 3d 軌道およびその O 原子の 2p 軌道との混成状態から成るということがわかった。したがって、置換原子が伝導面である Ti-O 面内にあるにもかかわらず、n 型半導体としてのキ- 61 -

ャリア伝導は、置換されていない光子の Ti-O 面のフェルミ面直下の状態でじゅうぶんに起
こりえることが明らかになった。

Sr

Ti

Ti

O

O
Sr

Ti
Sr

0.2

Ti

O

O
La

Ti
Sr

0.3

O

Sr

0.1

Ti
O

Sr

0

図 1 Total and partial density of states for

図 2 2D charge density plots for SrTiO3:La

SrTiO3:La calculated with DFT+U (U = 9.0 eV)

calculated with DFT+U method plotted formethod.

the (110) plane (U = 9.0 eV).

0.3
0.2
0.1
0

図 3 Total and partial density of states for

図 4 2D charge density plots for SrTiO3:Nb

SrTiO3:Nb calculated with DFT+U (U = 9.0 eV)

calculated with DFT+U method plotted formethod.

the (110) plane (U = 9.0 eV).

発表論文(謝辞なし)[1] B. Zhou, T. Hayashi, K. Hachiya, T. Sagawa, Thin Solid Films, 757, 139389 (2022)[2] Y. Okazaki, M. Kimura, K. Hachiya, T. Sagawa, J. Mater. Chem. C, 11, 935 (2023)- 62 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
材料界面・表面と生体分子の相互作用解析

Analysis on the interaction between biological molecules and material interface and surface
京都大学大学院エネルギー科学研究科エネルギー応用科学専攻
資源エネルギーシステム学分野
袴田 昌高
研究成果概要ナノポーラス金（ナノメートルオーダの孔径・リガメント径を有する金、nanoporous gold, NPG）の細胞挙動への影響が種々検討されている。異なる孔径を持つ NPG 培養基板が細胞接着と分化に及ぼす影響を理解することを研究の目的とし、その一部として、京都大学化学研究所
スーパーコンピュータシステムを利用し、細胞接着斑 (focal adhesion, FA) の形成に関するモ
ンテカルロ (MC) シミュレーションを行った。
Cahn–Hilliard 式に基づき、NPG の多孔質構造のモデルを作成した。多孔質構造には 20
nm から 150 nm の均一な孔径を持たせた。細胞接着を担う膜タンパク質であるインテグリンのクラスター化を、単一のインテグリンの活性化、単一のインテグリンの ECM への結合、インテグ
リン同士の結合の 3 つの反応に分けて考えた。6 × 6 µm2 の正方形のモデル領域を 100 × 100の正方形グリッドに分割し、1000 個のインテグリンをランダムに配置して、インテグリンのクラス
ター化の MC シミュレーションを実施した。
NPG が単一のインテグリンの ECM への結合エネルギーにのみ影響する場合、クラスター化したインテグリンの数は孔径の減少とともに減少した。また、FA サイズは孔径の減少とともに増加する傾向があった。細胞接着は、FA の密度よりも FA のサイズに依存することが知られている。したがって、孔径の細胞接着性への依存性を、NPG による ECM への結合エネルギーの変化のみから説明することはできない。
一方、NPG がインテグリンの結合エネルギーと会合エネルギーの両方に影響を与えると仮定した場合、FA の密度とサイズは孔径の減少とともに減少した。これは実験的な観察結果と一致した。
その他の計算結果、実験結果、また先行研究との照合により、NPG 基板により誘起された細胞外シグナルは、インテグリンのクラスタリングに関連するタリンとキンドリンといった特定の細胞内タンパク質に伝達されていることが示唆された。

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
植物アレルゲンの構造
Structure of allergens derived from plant materials
京都大学大学院農学研究科品質設計開発学分野 丸山 伸之

背景と目的「花粉食物アレルギー症候群」は、花粉と食物のアレルゲン間での交差反応によって起こるアレ
ルギーである。花粉が一次感作源とされており、生の野菜や果物を摂取した際に症状が出る頻度が高い。口腔アレルギーを示すことが多いが、全身症状を示すこともある。
「花粉食物アレルギー症候群」の原因となる代表的なアレルゲンは感染特異的タンパク質-10(pathogenesis-related
protein: PR-10)やプロフィリンである。PR-10 やプロフィリンは一次構造の保存性が高いことか
ら植物間で立体構造が類似し、交差反応しやすいとされている。最近、GRP が「花粉食物アレル
ギー症候群」の原因アレルゲンである可能性が指摘されている。GRP は snakin/GASA プロテイン
ファミリーに属する抗菌ペプチドで、植物において病原菌に対する防御などに寄与するとされる。
GRP は分子量 7-8kDa であり、12 個のシステイン残基から成る 6 個のジスルフィド結合をもつ。これらのジスルフィド結合によって GRP は熱や消化酵素に対する耐性を持つ。モモ(Pru p 7)、ウメ(Pru m 7)、オレンジ(Cit s 7)、ザクロ(Pun g 7)の GRP が果物類のアレルゲンと報告されている。
これらの GRP 間におけるアミノ酸配列同一性は非常に高く、Pru p 7 は Pru m 7 と同一のアミノ酸配列をもつ。さらに、スギ花粉においても Cry j 7 が報告され、アミノ酸配列の類似性から、ヒノキ科花粉と果物の GRP 間で交差反応し「花粉食物アレルギー症候群」を引き起こす可能性が考えられている。

結果
本研究では、大規模に収集した果物類アレルギー患者血清を対象に GRP に感作されている陽性検体を選抜した。また、スギ及びヒノキ花粉に含まれる GRP に対する抗ウサギ血清を作製し、それらの花粉中での存在について検討し、比較した。さらに、スギ・ヒノキ花粉と果物類アレルギ
ーでの GRP の交差反応を検証するために、それぞれの組換えタンパク質を作製するとともに、選抜する GRP 陽性検体を用いて、スギ及びヒノキ花粉と果物類の GRP の交差反応を解析する。交差反応に関与する可能性があるアミノ酸残基への変異導入や、構造変化による血清との反応性への影響について解析した。

＊これらの構造の推定のためにアプリケーション Discovery Studio を使用した。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
磁場配向を利用した固体 NMR 解析手法の開発

Applications of magnetic orientation techniques to solid-state NMR spectroscopy
京都大学大学院 農学研究科 森林科学専攻

久住 亮介

研究成果概要固体 NMR で化学シフト（CS）テンソルを解析すれば、原子核周りの電子状態について精密な情報を得ることができる。しかしながら、CS テンソルを完全に決定するためには数 mm サイズの巨大な単結晶が要求される。そこで我々はこれまでに、μm サイズの微結晶でも CS テンソルの解析が可能な、磁場配向微結晶懸濁体（Magnetically Oriented
Microcrystal Suspension, MOMS）の in situ 固体 NMR 法の開発に取り組んできた（Kusumi
et al., J. Magn. Reson. 309, 106618 (2019)）。この MOMS-NMR 法を利用すれば、従来はCS テンソルの解析が不可能であった試料においても、精密かつより容易な解析が可能になると期待される。
本研究では、13C 選択ラベル化されたセルロース II 板状結晶での MOMS-NMR を想定
し、固体 NMR スペクトルのシミュレーションを行った。シミュレーションに必要なCS テンソルには、
京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの Materials Studio2018（Dassault Systems）に内包の CASTEP モジュールによる量子化学計算の結果を使用した。その結果、セルロース II 板状結晶を MOMS-NMR に供した際に得られる単結晶振動パターンをシミュレートすることができた。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
セルロース微結晶の分散液中における構造
Structure of cellulose microcrystals in dispersion
京都大学 農学研究科

小林 加代子

研究成果概要
セルロース微結晶の表面に特定の官能基を導入すると、形状が変化することや、高分子に対する核剤性能が向上することがわかっている。しかしながら、そのメカニズムについては不明である。また、一般的に電子顕微鏡や原子間力顕微鏡などで観察される微結晶は乾燥状態であり、分散液中でどのような状態にあるかは不明な点が多い。そこで本研究では分子動力学（MD）計算を用いて、分散液中でセルロース微結晶かどのような状態にあるか、表面構造によってそれがどのように異なるかを調べることを目的としている。
今年度は、Material Studio 2021 HF1 を用いて、表面に様々な官能基を導入したセルロース微結晶の構造最適化を行い、ポリ-L-乳酸（PLLA）との相互作用エネルギー計算を行なった。はじめに、Amorphous Cell モジュールを用いて作成した PLLA と、セルロース II 型
結晶の表面モデルを構造最適化し、これらを組み合わせて界面モデルを構築した。これを用いて、Quench タスクによって MD 計算を実行した。温度およびエネルギーが平衡に達したことを確認し、ポリマーと表面モデルの全エネルギーから、表面モデルおよびポリマーのみの全エネルギーを差し引くことによって、相互作用エネルギーを算出した。
計算の結果、表面官能基にメチル基を導入すると、エネルギー的に不安定な状態になる場合があることがわかった。現在、計算条件や PLLA の分子量などを変化させ、この結果の妥当性を含めたさらなる検証を行っている。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
一酸化炭素酸化菌の分子生物学的研究
Molecular biology of carboxydotrophs

Kyoto University, Graduate School of Agriculture, Division of Applied Biosciences,
Laboratory of Marine Microbiology, Takashi Yoshida
研究成果概要Prokaryotes called carbon monoxide (CO) oxidizers use CO as carbon or energy sources with
CO dehydrogenases (CODHs), which are divided into nickel-containing CODH (Ni-CODH)
sensitive to O2 and aerotolerant molybdenum-containing CODH (Mo-CODH). For CO oxidizers,
redox state of surrounding environments may be a limiting factor to utilize CO because known COoxidizers have either Ni- or Mo-CODH. However, genome and phylogenetic analyses of our new
thermophilic bacterial isolate, strain G301, revealed that it is Parageobacillus sp. that has genes forboth Ni-CODH and Mo-CODH. By comparison of the G301 genome with its close relatives,

G301 was appeared to be the only isolate possessing both Ni-CODH and Mo-CODH genes
while its close relatives have either or none of them. Reconstruction of the respiratory
machinery indicated that CO oxidation by Ni-CODH was coupled with H2 production, and CO
oxidation by Mo-CODH was coupled with reduction of O2 and nitrate. Our genome comparison
revealed no significant differences in genome structures and cellular functions between the COoxidizers and the non-CO oxidizers of Parageobacillus, suggesting that genes encoding CODHs

would be retained exclusively for anaerobic and aerobic CO metabolisms and their related
respirations in this genus.
To expand diversity of CO oxidizers, we cultured sediment of Jiunji-onsen of Shizuoka
with CO and conducted metagenome analyses. We obtained Metagenomic Assembled Genomes(MAGs) of Thermolithobacter ferrireducens as a newly hydrogenogenic CO oxidizers. Further
we successfully isolated the hydrogenogenic CO oxidizers from some aquatic environments andsequenced their genomes.
Anaerobic CO oxidizers bearing Ni-CODH gain carbon and energy from CO withmetabolic pathways such as Wood-Ljungdahl pathway (WLP). WLP consists of two branches:
methyl branch that uptakes CO2 and H2 by formate dehydrogenase (Fdh) and carbonyl branchthat uptakes CO or CO2 by Ni-CODH/acetyl CoA synthase. To gain insight into microbial
contributions to CO metabolisms in the human gut, we analyzed prokaryotic MAGs in a gut
microbiome dataset. We identified 1,302 potential CO oxidizers (4.3%) out of 30,609 MAGs.
Majority of them belong to orders Oscillospirales (31.6%), Lachnospirales (29.1%), andVeillonellales (26.3%) of phylum Bacillota. MASs of Oscillospirales and Lachnospirales
possessed incomplete WLP pathway. These MAGs lacked genes related to utilization of CO2 +- 67 -

H2 for formate synthesis but possessed genes for utilization of formate derived from glycolysis.
Veillonella MAGs possessed gene clusters possibly related to CO oxidization coupled withoxaloacetate production and/or nitrate respiration.
CO is also occurred in the ocean. Aerobic CO oxidizers are predicted to consume over 80%
of oceanic CO. Although aerobic CO oxidizers are presumably to be ubiquitous in the ocean,
global distribution and diversity of them remain unknown. Thus, we investigated 52,325
marine MAGs to identify aerobic CO oxidizers bearing Mo-CODH and biogeographic
distribution of them. As a result, 1,792 MAGs belonging to 274 species in nine phyla wereidentified as aerobic CO oxidizers. Depth, temperature, dissolved oxygen (DO), and salinity ofenvironments where MAGs of CO oxidizers and non-CO oxidizers distributed were notsignificantly different (p>0.05), thus niche partitioning was not suggested.
発表論文（謝辞あり）
・Isolation and genomic and physiological characterization of Parageobacillus sp. G301, theisolate capable of both hydrogenogenic and aerobic carbon monoxide oxidation (2023)
bioRxiv, DOI: 10.1101/2023.01.17.524042
学会発表（謝辞あり）
日本微生物生態学会 第 35 回大会
・海洋表層の炭素、エネルギー循環を駆動する好気的一酸化炭素酸化菌の探索
・琵琶湖第二湖盆底泥における潜在的 CO 酸化活性を持つ微生物の探索
・淡水底質環境からの水素(H2)生成型一酸化炭素(CO)酸化菌の分離及び性状解析
・水圏環境中に潜在する水素生成型一酸化炭素酸化菌の探索とゲノム特性の解明
The International Human Microbiome Consortium Congress 2022
・ Comprehensive genomic analysis uncovered CO-utilizing pathways in human gut
microbiome- 68 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
水圏ウイルスおよび原生生物の分子生物学的研究
Molecular biology of aquatic viruses, and protists

Kyoto University, Graduate School of Agriculture, Division of Applied Biosciences,
Laboratory of Marine Microbiology, Takashi Yoshida
研究成果概要
Viruses infecting marine prokaryotes have a large impact on the diversity and dynamics oftheir hosts. Model systems suggest that viral infection is frequency dependent and constrainedby the virus-host encounter rate. However, it is unclear whether frequency-dependent infection
is pervasive among the abundant prokaryotic populations with different temporal dynamics. To
address this question, we performed a comparison of prokaryotic and viral communities using
16S rRNA amplicon and virome sequencing based on samples collected monthly for 2 years at aJapanese coastal site, Osaka Bay. Concurrent seasonal shifts observed in prokaryotic and viralcommunity dynamics indicated that the abundance of viruses correlated with that of theirpredicted host phyla (or classes). Cooccurrence network analysis between prokaryotes andviruses revealed 6,423 cooccurring pairs, suggesting a tight coupling of host and viralabundances and their “one-to-many” correspondence. Although stable dominant species showed
few cooccurring viruses, a fast succession of their viruses suggests that viruses infecting these
populations changed continuously. Our results suggest that frequency-dependent viral infection
prevails in coastal marine prokaryotes regardless of host taxa and temporal dynamics.
Viral infection of marine microalgae alters organic matter composition of the algae, whichshould affect prokaryotic dynamics. We investigated the effects of viral infection of the red tide
alga Heterosigma akashiwo on prokaryotic communities. Cell lysate of H. akashiwo infected bya virus was abundant in branched-chain amino acids, and enhanced growth of different
prokaryotes including Vibrio compared to cell extracts from non-infected H. akashiwo. It
suggested that Vibrio, which utilize branched-chain amino acids, respond to the lysate ofvirus-infected cells.
Microcystis aeruginosa is predicted to interact and coexist with broad- andnarrow-host-range viruses within a bloom; however, little is known about their effects on
Microcystis population dynamics. Here, we developed a real-time PCR assay to quantify theseviruses with broad- and narrow-host-range and monitored these viruses in a environment withhost Microcystis population dynamics. In the sampling period, total Microcystis abundance
showed two peaks in May and August with a temporary decrease in June. The abundances of thebroad-host-range virus increased from April to May and from July to October with a temporary- 69 -

decrease in June, in which its dynamics were in proportion to the increase of total Microcystis
abundances regardless of changes in host population composition. The narrow-host-range
viruses were considerably less abundant than the broad-host-range virus and generally did notfluctuate in the environment. Considering that M. aeruginosa increased the abundance andsustain the bloom under the prevalence of the broad-host-range virus, host abundant and diverse
antiviral mechanisms might contribute to coexistence with its viruses.
Viral infection dynamics of marine cyanobacteria affects nutrient cycles, however, thenumber of infection pairs of cyanobacteria and viruses, and the daily dynamics of each pairremain unsolved. Therefore, we performed time-course metagenomic and metatranscriptomic
analyses of seawater of Osaka Bay. We found 169 viruses closely related to viruses which infectSynechococcus. The transcript abundance of these viruses and Synechococcus peaked at thesame time, suggesting that different viruses infect simultaneously.
The growth of marine microalgae is influenced by coexisting prokaryotes. The haptophyte
Pavlomulina ranunculiformis is globally distributed, but ecological knowledge is scarce.
Therefore, we investigated the effect of coexisting prokaryotic communities on the growth of P.
ranunculiformis. In the absence of prokaryotes, the loss of the cells of P. ranunculiformis was
faster after the late log phase than in the presence of prokaryotes, suggesting that prokaryotes
affect the survival of this alga. Prokaryotic community structure analysis suggested that bacteriaof the families Rhodobacteraceae and Flavobacteriaceae were dominant during the logarithmic
and stationary phases, respectively, and that they affected the survival of this alga.

発表論文（謝辞あり）
・Prevalence of Viral Frequency-Dependent Infection in Coastal Marine Prokaryotes Revealed
Using Monthly Time Series Virome Analysis (2023). mSystems, e00931-22
・ Ecological Dynamics of Broad- and Narrow-Host-Range Viruses Infecting theBloom-Forming Toxic Cyanobacterium Microcystis aeruginosa (2023) Appl. Environ.
Microbiol., e02111-22
・Taxonomic difference in marine bloom-forming phytoplanktonic species affects dynamics ofbothbloom-responding

prokaryotes

andprokaryotic

viruses.

(2023).

biorxiv.

doi.org/10.1101/2023.01.31.526402

学会発表（謝辞あり）
日本微生物生態学会 第 35 回大会
・ハプト藻類 Pavlomulina ranunculiformis NIES-3900 株における共存原核生物群集との相互作用
・海洋性真核微細藻類に対するウイルス感染が原核生物群集構造に及ぼす影響- 70 -

・大阪湾における優占シアノバクテリア感染性ウイルスの日周感染動態の解明
令和 4 年度日本水産学会近畿支部後期例会
・大阪湾における優占シアノバクテリア感染性ウイルスの日周感染動態の解明- 71 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
微細藻類等の分子育種に関する研究
Study on microalgal molecular breeding
京都大学 農学研究科 応用生物科学専攻

澤山 茂樹

研究成果概要微細藻類やラビリンチュラ類等の真核微生物の一部は、ω３系脂肪酸やカロテノイド等の有用物質生産能を有している。カロテノイド生合成系に関与する遺伝子には未同定のもの、制御機構が未解明のものが多く存在している。本研究では、京都大学化学研究所スーパーコン
ピュータシステムを利用し、広範なデータからの注釈付を行うことでそれらの候補遺伝子を探索し、分子生物学実験に活用している。また、ラビリンチュラ類はω３系脂肪酸の生産源として近年注目されているが、それらの生態や環境適応については未解明である。当研究室では、本種の特定の環境変化への分子適応メカニズムを明らかとするため、網羅的転写データを取得し、その解析も実施している。
発表論文（謝辞あり）
Transcriptome analysis of Aurantiochytrium limacinum under low salt conditions.
Kubo Y, Morimoto D, Kato S, Shiroi M, Ohara K, Higashine T, Mori Y, Yoshimi T, Takeuchi M,
Sawayama S.
J Appl Microbiol. 2023 Jan 23;134(1):lxac004. doi: 10.1093/jambio/lxac004.
PMID: 36626746
Transcriptional responses of Aurantiochytrium limacinum under light conditions.
Kubo Y, Morimoto D, Shiroi M, Yoshimi T, Ohara K, Higashine T, Mori Y, Takeuchi M,
Sawayama S.
J Appl Microbiol. 2022 Jun;132(6):4330-4337. doi: 10.1111/jam.15527. Epub 2022 Apr 1.
PMID: 35279928- 72 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ハロベンゼンと二酸化炭素との分子間相互作用の解析

Analysis of intermolecular interaction between halobenzene and carbon dioxide
京都大学 大学院人間・環境学研究科 相関環境学専攻 分子・生命環境論講座
津江 広人
研究成果概要多孔性材料は，気体分子の分離・精製・貯蔵などの用途に広く適用可能なため，古くから研究され，現在でもなお新規材料の開拓が活発に進められている．これまでに当研究室では，有機分子性結晶が発現する気体吸着特性の解明を目的として，安価かつ生体適合性をもつ
ジペプチドに着目し，その結晶構造と気体吸着挙動の関係について報告してきた．その研究過程において，N 末端を保護した BocGly-L-Phe （以下，1 と略記．図１）の単結晶が，二酸化炭素を高選択的に吸着することが明らかになっている．

図 1 1 の分子構造
本研究では，1 が示す二酸化炭素に対する親和性をより向上させることを目的として，側鎖フ
ェニル基へのハロゲン基の導入の効果を理論面から評価するため，京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを用いて，モデル化合物としての各種ハロベンゼンと二酸化炭素との分子間相互作用についての解析を行った．
具体的には，Gaussian 16 を用いてベンゼン，フルオロベンゼン，クロロベンゼン，ブロモベン
ゼン，二酸化炭素の構造最適化を MP2 レベルで行った後，ベンゼンと二酸化炭素ならびに各
ハロベンゼンと二酸化炭素の間の距離および配向を変化させながら，それらに働く分子間相互作用エネルギーを MP2 レベルで計算した．基底関数重なり誤差については，counterpoise
法により補正した．その結果，ハロベンゼンの方が，ベンゼンよりも二酸化炭素と効果的に相互作用することが分かった．また，最安定構造を比較したところ，ハロベンゼンと二酸化炭素の間の距離および配向については，ハロゲン基の種類により違いが見られたものの，分子間相互作用エネルギーについては，ハロゲン基の違いによって大きくは左右されないことが明らかとなった．

- 73 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
13 族元素含有有機金属錯体の特異な光学特性の機構解明

Investigation of optical properties of organometallic complexes containing group 13 elements
京都大学 大学院地球環境学堂 地球親和技術学廊

伊藤 峻一郎研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、13 族元素を含有する金属錯体の光学特性について、量子化学計算を用いた解析を行ってきた。当研究室
ではこれまでに、13 族元素であるホウ素やアルミニウム、ガリウムなどを中心元素とする種々の錯体を合成し、それらの吸収・発光特性に関する評価を行ってきた。特に、ホウ素錯体を含有する共役系高分子のフィルム状態における発光色が、溶媒蒸気アニーリングによって変化するという特徴的な現象を見出した。また、この現象が発現するかどうかが、高分子ユニットの連結方法の規則性、すなわちレジオレギュラリティーの違いに依存することがわかった。今回、この原因を調査するため、Gaussian 16 を用い、密度汎関数理論（DFT）計算並びに時間依存
DFT 計算を行って化合物の電子状態を評価した。
対象とする分子は Fig. 1 に示した高分子であり、計算のためのモデルとして、３つの繰り返しユニットからなる低分子に対してDFT 計算を実施した。計算には、汎函数
および基底関数として B3LYP/6-31G(d,p)
を採用した。得られた最適化構造は、振動計算によって対応するポテンシャルエネル
ギー曲面上の極小構造であることを確かめた。最適化構造に対して時間依存 DFT 計
算を行うことで、吸収・発光挙動の違いを考察した。結果として、レジオシンメトリック

Fig. 1 Chemical structures of conjugated polymersな構造（Fig. 1 下）に特徴的な head-to-

containing a boron diiminate complex. Top,

head–tail-to-tail という三連子構造が存在

regioregular;

すると、安定な励起状態が形成され、刺激

regiosymmetric.

middle,regiorandom;bottom,

応答性が失われることが示唆された。この構造を持たないレジオレギュラーな高分子（Fig. 1 上）では鋭敏な応答性が得られたと結論づけた 1。
発表論文（謝辞あり）
1. Ito, S.; Fukuyama, M.; Tanaka, K.; Chujo, Y. Macromol. Chem. Phys. 2022, 223 (9),2100504, DOI: 10.1002/macp.202100504.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
細菌群集ネットワークの動態予測
Prediction of microbiome dynamics
京都大学生態学研究センター 東樹研究室

藤田博昭

研究成果概要微生物群集は人類にとって有用な生態系機能を有しており、医療や農業といった幅広い分野で利用される。しかし、微生物群集はしばしば急激な群集構造の変化を起こし、それに伴って、微生物群集が持つ生態系機能も変化する。群集構造の変化の要因を解明し、予測することは、微生物生態学における重要な課題のひとつである。
細菌群集を構築する実験生態学的なアプローチと定量的 DNA メタバーコーディングを融合させた群集時系列動態分析システムを構築し、細菌群集動態の予測可能性を理論生態学的に考察した。細菌群集動態の予測は、ヒト腸内細菌叢や農地土壌細菌叢の管理における大きな課題とされてきた。その一方で、そうした微生物群集の動態がそもそも予測可能なものであるのかを検討できる実証データは、これまで存在しなかった。そこで、土壌および水圏生態系由来の細菌叢を対象として、6 つの異なる処理を施したのべ 48 の細菌群集を構築し、110 日間に渡り培養した。24 時間ごとに得られた培養液サンプルから DNA メタバ
ーコーディングによる時系列群集構造分析を行った。その上で、非線形力学に基づく個体
群・群集動態アトラクターの推定を行ったところ、近い将来（数日先）の群集構造がある程度の精度を持って予測できることが示された。また、細菌種間の相互作用を表すヤコビ行列を基に生物群集の安定性を評価したところ、その安定性指数（局所リアプノフ指数）が理論的に予測される閾値を超えた数日後に、大きな群集構造の変化が起きやすいことが示唆された。また、統計物理学に基づいて「群集安定性ランドスケープ」の構造を推定したところ、代替安定状態間の推移を仮定した理論的枠組でも、群集構造の劇的な変化の「危険性」を評価できることが明らかになった。

発表論文（謝辞あり）
Fujita H, Ushio M, Suzuki K, Abe SM, Yamamichi M, Canarini A, Hayashi I, Fukushima K,
Fukuda S, Kiers ET, and Toju H. 2023. Alternative stable states, nonlinear behavior, andpredictability of microbiome dynamics. Microbiome. DOI : 10.1186/s40168-023-01474-5.

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
フレームワーク型金属錯体分子結晶の創成
Fabrication of framework-type metal complex molecular crystals
京都大学 高等研究院物質―細胞統合システム拠点

古川 修平

研究成果概要本研究では、ロジウム二核パドルウィール錯体、銅二核パドルウィール錯体を基本骨格に有する金属錯体多面体（metal-organic polyhedra, MOP）の合成を行った。この MOP 分子を原料とし、分子間に空隙が発現するように結晶化させることで、フレームワーク型分子結晶を合成した。
具体的には、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、フレームワーク
型分子結晶中における分子間相互作用を詳細に解析した。本研究で得られた MOP の単結
晶 X 線構造解析の結果に対し、密度汎関数法を用いた計算化学的な解析を施すことで、
MOP 分子間に働く相互作用を①交換反発、②静電相互作用、③誘起相互作用、④分散相互作用の４成分に分けて定量化した。相互作用エネルギーの内訳から、MOP 分子が分子間に空隙を発現しながら結晶化するメカニズムを議論した。なお、本研究で行った計算化学的解析はすべて京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムに既に導入されている計算パッケージ「Q-Chem」を用いて行った。
本研究における MOP 分子結晶の合成・解析は現在も進行中である。次年度以降は多様な構造の MOP 分子をさらに合成し、これらの分子結晶について分子間相互作用の詳細な解析を行うことで、フレームワーク型分子結晶を狙って合成するための一般的な分子設計手法を開発する予定である。以上の研究成果を踏まえ、次年度中に原著論文を国際誌に投稿予定である。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
配位高分子ガラスを用いたイオン伝導体合成
Synthesis of ion conductive coordination polymer glasses
京都大学 高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 堀毛 悟史

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムによるフォノン計算から、イオン伝導性を示す配位高分子（Coordination polymer、以下 CP）ガラスのイオン伝導特性と格子振動の相関の解明を目的とした。
CP は金属イオンと架橋配位子の自己集積から形成される結晶性材料である。これまで結晶相における構造や機能性の評価が中心であったが、近年では融解挙動や機械的刺激により、ガラス状態を示す CP 群が見出された。結晶とは異なる分子・イオンの運動性を示すことから、
イオン伝導をはじめとした機能が注目されている。
本研究では、リチウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドとスクシノニトリルから、[Li(TFSI)(SN)1.5]; TFSI = bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, SN = succinonitrile (CP-1) を合成し、単結晶 X 線構造解析により結晶構造を同定した。熱重量分析、熱量分析、放射光 X 線
全散乱測定から、CP-1 は融解に伴いガラス状態を示すことを明らかにした。ニトリル系の配位子はリチウムイオン（Li+）と相互作用が一般的な配位結合と比べ小さいことが予想される。そこ
で、ガラス状態の CP-1 における Li+の運動性を調べるために、アルゴン雰囲気下の温度可変
交流インピーダンス測定を実施した。CP の構成要素として配位子に架橋されているにも関わらず、ガラス状態の CP-1 は室温において 3.5×10−5 S cm−1 の高い Li+伝導を示すことが分かった。この特徴的な Li+の運動性を理解するために、ニトリル系配位子の柔軟性を系統的に変化させながら結晶 CP を合成した。配位子の柔軟性に応じて、異なる融点・ガラス転移点・Li+伝導特性が得られた。CP 構造と物性の相関関係を理解するために、スーパーコンピュータを用いたフォノン状態密度計算を行ったところ、格子振動が大きくなるにつれて、Li+伝導度も向上
することが分かった。
本研究では、ガラス状態の CP が特異的な Li+の運動性を示すことを明らかにした。全固体リ
チウムイオン電池の材料等への応用も期待でき、現在は論文の投稿準備を進めている段階である。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
自己集合を利用したタンパク質のカプセル化
Protein encapsulation within synthetic cages
京都大学 高等研究院 物質-細胞統合システム拠点

藤田大士

研究成果概要本研究は、自己集合現象を利用した中空構造を有する有機ケージ分子の合成、およびこれを用いたタンパク質などの生体高分子の包接と機能化を目的としており、その分子設計において京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用した。
自己集合現象は、物理的あるいは数理的な駆動力に基づいて小分子が自発的に集まること
で大きな構造体を形成する現象であり、あらゆる物質スケールで広く自然界に散見される。たとえばウイルスのカプシドのような球状構造体も自己集合現象により与えられる産物であり、これを人工的に模倣しようという試みの１つが有機ケージ分子の合成研究である。有機ケージ分子は強固な共有結合で形成される安定な構造体であり、ドラッグデリバリーやナノサイズの反応容器としての応用が期待できる。一方、既報の有機ケージはサイズにして精々5 nm 程度であり、タンパク質などの生体高分子を包接する場としては不適である。よって本研究では、より大きな中空空間を与える有機ケージを効率的に合成するために、グラフ理論に基づいた分子設計を行い、これを実証することとした。前年度までの成果として、分子直径 6 nm の有機ケー
ジの合成とその単結晶の取得に成功しており、放射光施設での X 線構造解析の段階までプロ
ジェクトが進んでいる。本年度は、我々のグラフ理論的考察に基づいた自己集合理論の限界を知る目的で、さらに巨大な有機ケージ分子の合成に取り組んだ。自己集合体の設計を見直し、高い溶解性を担保しながら構造単位となる分子ユニットの伸長を行なった。得られた分子ユニットを用いて自己集合を行い、質量分析や核磁気共鳴分析を用いて解析を行なったところ、最大直径 9 nm の有機ケージの形成が問題なく進行することを見出している。前年度までに合成した有機ケージと比べて、直径にして 1.5 倍、容積にして 3 倍以上の大きさであり、大幅なサイズ拡張に成功したといえる。一方で、構造解析という視点からは、本研究で合成する有機ケージが中空物質であることから、従来の X 線結晶構造解析の手法をそのまま適用することは難しい。よって今後の方針としては、水中分散性と安定性を向上させた有機ケージを再設
計し、クライオ電子顕微鏡と単粒子解析法によってその構造を明らかにしていく予定である。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
特定のタンパク質を認識する人工化学抗体の開発
Development of chemical antibody recognizing specific proteins

京都大学 高等研究院 物質-細胞統合システム拠点 谷口グループ

日髙 拓也

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、特定のタンパク質に結合可能な化合物（ペプチドや小分子化合物など）を設計することを目指している。従来、特定のタンパク質を認識する研究ツールとしては生物由来の抗体が一般的であり、ウェスタン
ブロッティングや顕微鏡イメージング、次世代シーケンシング等のさまざまな生化学実験に用いられてきた。
抗体は非常に有用な研究ツールである一方、以下のような問題点も存在する。
・生物由来のため、同一の抗原を標的としても、その性能は製品間・ロット間でばらつきがあり、再現性に影響を及ぼす。また高価である。
・分子量が大きく生細胞内への導入が難しいため、生細胞イメージング等への応用が難しい。
そのため、特定のタンパク質を認識可能なペプチドや小分子化合物を設計できれば、その小さい分子量と合成の容易さから、安定した品質とより多様な応用可能性を秘めた“人工化学抗体”の開発につながると期待される。
令和 4 年度は特に、米国ワシントン大学の研究グループから報告された、標的タンパク質表
面の情報から標的結合タンパク質の de novo 設計を行うパイプライン(Nature 2022, 605,551-560.)に着目し、このパイプラインを標的結合ペプチドの設計に転用することを試みた。公
開されているパイプラインがスーパーコンピューターシステムおよび研究室のローカル環境にて実行できることを確認した一方、ある程度硬い構造をもつタンパク質と比較してペプチドはフレキシブルな構造を持つため、このパイプラインを転用することは難しいと判断した。またAlphaFold2 にさまざまなアミノ酸配列のペプチドと標的タンパク質の複合体構造予測をさせ、予測構造の confidency をもとに標的結合能の推定を試みた。しかし現在のところ既知のペプ
チドリガンドを使った評価では実験結果と相関のある結果は得られていない。
令和 5 年度は引き続き、人工化学抗体の de novo 設計に向けた研究を行う。特にドッキング
シミュレーションや MD 計算を中心とした手法に着目し、標的タンパク質に結合するペプチドや小分子化合物の設計を目指す。

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令和 ４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
多能性細孔物質の深化
Development of multifunctional porous materials

京都大学 高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 北川グループ

大竹研一

研究成果概要多孔性物質は古代エジプトの時代（例：活性炭）から現代まで（例：ゼオライトなど）に至る長
きにわたって人類の生活に欠かせないものとして利用されてきた。もし、活性炭やゼオライトが担ってきた貯蔵、分離、変換などの機能について、それらを凌駕する、もしくは全く新しい機能を有する多孔性物質が創製されれば、人類の生活に革新的な変化をもたらす事が期待される。
そのためには、微少空間を持つ物質の合成、構造、性質についての新しいサイエンスの開拓が必要である。我々は、有機配位子と金属イオンが自己組織化プロセスによって組み上がる
結晶性の多孔体である、多孔性配位高分子(Porous Coordination Polymer：PCP)を基盤として、多様な機能空間のデザインを試み、新現象・新機能の探索を行ってきた。PCP はその骨格構
造に均一な細孔(直径数 Å〜数 nm)を有し、そこへ様々な気体分子を吸着させ取り込むことができる。さらに、一部の PCP は、ガス吸着に伴い結晶格子が変形する“フレキシブル”な挙動を見せる。この結晶格子の変形はガス種選択的に起こり、通常、ある一定のガス圧力以上になると急激に格子が変形(開孔)し吸着が起こる。この現象は「ゲート型吸着」と呼ばれている。
世界中で既に多様な PCP が開発され、多様なガス特異的ゲート吸着が報告されているが、そのメカニズムはそれぞれ異なっている。種々のゲート型吸着メカニズムを理解するためには、格子変形に伴うエネルギー（格子変形エネルギー）と、ガス吸着による安定化エネルギー（吸着エネルギー）との両者を考慮する必要がある。本研究では、京都大学化学研究所スーパー
コンピュータシステムを利用し、PCP の結晶構造を基にしてガス分子の吸着サイトを予測し、ゲート開閉前後のエネルギー変化とガス吸着エネルギーの計算を行っている。
ゲート型吸着を示す PCP について、Material Studio の DMol3 パッケージを用いた密度汎関数法(LDA, VWN)による構造最適化、続い て Adsorption Locator パッ ケージを 用い た
Simulated-Annealing 法によるガス吸着サイトのモンテカルロ探索を行った。PCP の細孔中のVan der Waals 相互作用は、Lennard-Jones (LJ) potential を用いて計算を用いた。
得られたガス吸着状態の構造を基に、一点計算(GGA, PBE)によりエネルギーを求め、PCP の格子変形エネルギーと吸着エネルギーの関係を明らかにすることで、ゲート型吸着の起源について解明した。こうした知見は、PCP への選択的吸脱着を利用した将来のガス分離・貯蔵技術開発のための有用な知見となる。

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発表論文（謝辞なし）
Ziqian Xue, Jia-Jia Zheng, Yusuke Nishiyama, Ming-Shui Yao, Yoshitaka Aoyama, Zeyu Fan,
Ping Wang, Takashi Kajiwara, Yoshiki Kubota, Satoshi Horike, Ken-ichi Otake,* Susumu
Kitagawa”Fine Pore-Structure Engineering by Ligand Conformational Control of Naphthalene
Diimide-Based Semiconducting Porous Coordination Polymers for Efficient Chemiresistive Gas
Sensing "Angew. Chem. Int. Ed. 202３, 6２, e202215234
Yan Su, Ken-ichi Otake, Jia-jia Zheng, Satoshi Horike, Susumu Kitagawa, Cheng Gu"Separating water isotopologues using diffusion-regulatory porous materials"

Nature, 611, 289–294, 2022
Mickaele Bonneau , Christophe Lavenn , Jia-Jia Zheng, Alexandre Legrand, Tomofumi Ogawa,
Kunihisa Sugimoto , François-Xavier Coudert , Regis Réau , Shigeyoshi Sakaki, Ken-ichi
Otake, Susumu Kitagawa“Tunable acetylene sorption by flexible catenated metal–organic frameworks”

Nature Chemistry, 14, 816–822, 2022

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令和 4 年度

京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステム利用報告書
振電相互作用に関する理論的研究
Theoretical Study on Vibronic Couplings
京都大学福井謙一記念研究センター理論研究部門

佐藤徹【研究成果概要】
励起状態と基底状態間や励起状態間の遷移は、それがフォトンまたはフォノンのどちらにより引き起こされるかに応じて、輻射遷移と無輻射遷移に分類される。分子における核の運動を扱う表現として Born–Oppenheimer (BO) 表現と Crude Adiabatic (CA) 表現がある。本研究では、CA 表現に基づき、多モードを考慮した内部転換速度定数の表式を導出し、9-フルオレノンを例として計算を行った。また、振電相互作用の密度形式である振電相互作用密度 (VCD) および、振動双極子モーメ
ントで重み付けした終振電状態の状態密度により、内部転換過程における振電相互作用とエネルギーギャップの役割について明らかにした。

CA 近似における、電子状態 m から n への内部転換の速度定数は
∑
IC
IC
kn←m
=
kn←m,α(1)

αICは振動モード α のフォノンの放出・吸収を伴う内部転換速度定数であり、
kn←m,α2π|Vnm,α |2 Θα(2)ℏ
ここで、Vnm,α は電子状態 n と m の間の非対角振電相互作用定数 (VCC)、Θα は振動双極子モーメ
ントで重み付けした終状態の状態密度である。非対角 VCD は非対角 VCC の被積分関数として与えられる。
∫
Vnm,α = dx ηnm,α (x)(3)
ICkn←m,α=

ここで、

ηnm,α (x) = ρnm (x) × vα (x)(4)ρnm (x) は電子状態 n と m の間の重なり密度、vα (x) は振動モード α のポテンシャル導関数である。
9-フルオレノンの S1 -S0 間の内部転換速度定数を計算した。その計算値は 8.3 × 107 s−1 であり、実IC
験値を良く再現した。また、α = 34, 48 に対する kn←m,αが大きな値を持つことがわかった。α = 34の非対角 VCD 解析の結果、重なり密度は C1-C2 の伸縮振動により生じる α = 34 のポテンシャル
導関数と強くカップルし、この結合上に大きな非対角 VCD を与える。その結果、α = 34 の非対角
VCC は主に C1, C2 から生じることがわかった。さらに、振動双極子モーメントで重み付けした終振電状態の状態密度から、重み付け状態密度は励起エネルギーに関して指数関数的に減衰し、その減衰の程度は対角 VCC と振動数に依存することがわかった。本研究の手法により、内部転換速度定数を振電相互作用とエネルギーギャップの寄与に分割して理解し、さらにその起源を特定することが可能となった。
【発表論文】(謝辞あり)(1) Y. Hattori, R. Kitajima, W. Ota, R. Matsuoka, T. Kusamoto, T. Sato, and K. Uchida Chem.
Sci. 13, 13418 (2022).

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
遺伝子情報を用いた海洋生態学研究
Research on marine ecology using genetic information

国立研究開発法人 海洋研究開発機構 海洋機能利用部門 生命理工学センター
西村 陽介
研究成果概要昨年度に引き続き、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、メタゲノム
データを活用した微生物生態系の研究と、微生物配列情報解析ツールの開発を行った。
優占する系統群の多くが未培養である海洋微生物の研究において、培養を行わずにゲノム多様性や代謝戦略、進化の過程を解明できるメタゲノム解析が注目されている。公開された
海洋メタゲノムデータを網羅的に利用するとともに、メタゲノムからゲノムを再構築する独自の手法を開発することで、2,057 メタゲノムから 52,325 個の原核生物ゲノムを再構築した。これらのゲノムは海洋微生物生態系を理解する上で貴重なリファレンスとして利用されている。
実際に、これらの原核生物ゲノムを活用して、北極域に存在する窒素固定細菌の生態学的分布や代謝ポテンシャルを明らかにし、論文発表を行った。
メタゲノムデータから、光受容体等の有用な微生物遺伝子資源の探索を行うために、莫大な配列データから特定の遺伝子ファミリーの配列を抽出し、遺伝子系統分類を行う
ための解析パイプラインを開発した。開発したツールを用いて、様々な環境に由来する
公開されたメタゲノムデータやメタトランスクリプトームデータから、200,000 以上の微生物型ロドプシン配列を網羅的に収集し、その系統分類を行うとともに、既知のロド
プシン機能の文献情報を収集し、ロドプシンの情報基盤を整備している。
発表論文（謝辞あり）
1.

Yosuke Nishimura and Susumu Yoshizawa. 2022. ' The OceanDNA MAG catalog contains
over 50,000 prokaryotic genomes originated from various marine environments.' ScientificData 9:305. doi:10.1038/s41597-022-01392-5

2.

#Takuhei Shiozaki, #Yosuke Nishimura, Susumu Yoshizawa, Hideto Takami, Koji
Hamasaki, Amane Fujiwara, Shigeto Nishino, Naomi Harada. 2022. ‘Distribution andsurvival strategies of diazotrophs in the Arctic Ocean revealed by global-scale
metagenomic analysis.’ bioRxiv 2022.10.28.514325. doi:10.1101/2022.10.28.514325

3.

Kento Tominaga, Nana Ogawa-Haruki, Yosuke Nishimura, Hiroyasu Watai, Keigo
Yamamoto,

Hiroyuki

Ogata,

Takashi

Yoshida.

2023.

‘Prevalence

of

viral

frequency-dependent infection in coastal marine prokaryotes revealed using monthly timeseries virome analysis.’ mSystems 8:e00931-22 doi:10.1128/msystems.00931-22- 83 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
アライメント手法を見直し、新たな分子系統解析手法を開発する

Revisiting alignment methods, and developing the novel phylogenetic method
東京大学大学院新領域創成科学研究科先端生命科学専攻 松井求研究成果概要最大節約法，最尤法，ベイズ法はいずれも Multiple sequence alignment（MSA）に基づく手法
であり、良い MSA を構築できない問題には適用が困難である。一方で、近隣結合（NJ）法は
MSA の代わりに pairwise sequence alignment（PSA）に基づく系統樹推定が可能だが、ブート
ストラップ法による内部枝評価ができないという問題があった。この問題を解決するために、我々は PSA に基づく系統推定法「Graph Splitting（GS）法」と、ブートストラップ法に代わる内部枝評価法「Edge Perturbation（EP）法」を開発してきた。EP 法は NJ 法と組み合わせることもできるため、NJ+EP 法と GS+EP 法を組み合わせることで広範囲の問題を解決できると期待できる。
今年度は、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、大規模進化シミュ
レーションを繰り返しながら、GS 法と NJ 法を融合した方法の開発を試みた。様々な条件のもと、一連の標準的な手法と性能を比較した結果、進化距離が十分小さい時は GS 法のようにペア
ワイズ配列アライメント(PSA)に基づく NJ 法を使用し、大きい時は GS 法を使う、というように使
い分けることで常に最良の系統樹を推定できることがわかった。このことは、現在広く使用されている ML 法や BI 法ではなく、距離法に分類される NJ 法と GS 法の組み合わせが最良の系
統樹推定法であることを示唆している。進化距離が大きな遺伝子群の系統樹再構築は、例えばタンパク質の初期進化といった”古い”問題だけでなく、「病原菌・ウイルス・癌の短い時間ス
ケールにおける高速な進化」といった“モダンな”問題を解決するためにも必要な技術である。
一方で、進化距離が小さな場合でも、配列数が多い場合や矛盾を多く含む MSA については、
最尤法やベイズ法、最大節約法を適用することは難しい。したがって、本研究で提案する NJ
法と GS 法の組み合わせは、今後様々な未解決問題を解決できるのではないかと考えている。
発表論文（謝辞なし）
Takao K Suzuki, Motomu Matsui, Sira Sriswasdi, and Wataru Iwasaki, Lifestyle Evolution
Analysis by Binary-State Speciation and Extinction (BiSSE) Model, Methods in Molecular
Biology, 2022, 2569:327–342
Nanako Kanno, Shingo Kato, Moriya Ohkuma, Motomu Matsui, Wataru Iwasaki, and Shinsuke
Shigeto, Nondestructive microbial discrimination using single-cell Raman spectra andRandom Forest machine learning algorithm. STAR Protocols, 2022, 3(4):101812
Motomu Matsui, バイオインフォマティクスでポストコッホ生態系を解き明かす, 日本微生物生態学会誌, 2022, 37(1), 37–39- 84 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

規則性合金の触媒作用に関する理論的研究
Theoretical study on catalysis of ordered alloys
京都大学触媒電池元素戦略研究拠点

古川 森也

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、CO2 によるプロ
パン酸化脱水素に有効な(PtCoNi)(SnInGa)合金触媒（HEI）の作用機構について DFT 計算を利用した詳細な機構解明を行った。PtSn の Pt サイトに Co, Ni を、Sn サイトに In をドープすることで Fermi 順位近傍に Co および Ni の 3d に由来する準位が現れ、結果として d バンド中心が上昇し、CO2 の吸着と活性化や C－H 活性化が促進され結果として反応が大幅に促進されることが判明した（図 1）[1]。また、また DFT 計算から求めた CO2 や C3H8 の活性化エネルギ
ーは HEI 触媒が最も低い値を示し、触媒活性の序列と矛盾しない結果が得られた。以上の結果から、計算により実験結果をよく再現できていること、および本計算モデルの妥当性が示された。[1]

図 1．DFT 計算の概要 (a) (PtCoNi)(SnIn)モデル構造における d-DOS および、(b) 各
触媒表面上での C3H8 脱水素および CO2 活性化における活性化障壁の比較．

発表論文（謝辞あり）[1] F. Xing, J. Ma, K. Shimizu, S. Furukawa, Nat. Commun., 2022, 13, 5065.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
密度汎関数法を用いた NO 還元用代替触媒探索
DFT-based screening of NO reduction catalyst
福岡工業大学工学部生命環境化学科 蒲池高志

研究成果概要
現在ガソリン車の排ガスに含まれる NOx を還元する触媒として Pd、Pt、Rh などのレアメタルが使われている。これらレアメタルに大きく依存しない社会の構築は長期的課題であり、「元素戦略」として様々な取り組みがなされている。本研究では、密度汎関数法を用いた網羅的な計算により、NOx を還元する触媒として最適な２成分合金を探索している。これまでの計算から、
N-O 結合開裂の活性化エネルギーは金属の表面エネルギーと相関していることが明らかとなっている。これまでに、密度汎関数計算に基づいた AFLOW データベースに登録されている337 種類の２成分合金について、最も安定な面の表面エネルギーを京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムの CASTEP プログラムを用いて決定した。令和 4 年度は、各種遷移金属表面上のステップについて、N-O 結合開裂および N2,O2 生成活性化エネルギーや反応熱を計算しており、将来的にインフォマティクスに役立つ相関関係を見出したい。
発表論文（謝辞なし）
1. “Systematical study on the electronic properties of monoazaphenanthrene compounds by theoretical
calculations and experimental observations”
N. Hamamoto, R. Yamashita, S. Arae, R. Irie, T. Kamachi, H. Fujimoto, Chemical Physics, 552, 111370,(2022).
2. “Toward Computational Screening of Bimetallic Alloys for Methane Activation: A Case Study of MgPt
Alloy”
M. Yoshida, Y. Tsuji, S. Iguchi, H. Nishiguchi, I. Yamanaka, H. Abe, T. Kamachi, K. Yoshizawa, ACS
Catalysis 12, 9458-9472, (2022).
3. “Oxidative Addition of Methane and Reductive Elimination of Ethane and Hydrogen on Surfaces:
From Pure Metals to Single Atom Alloys”
Y. Tsuji, M. Yoshida, T. Kamachi, K. Yoshizawa, Journal of the American Chemical Society, 144,
18650-18671, (2022).

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
高次高調波によるアト秒 X 線パルスの増幅
Amplification of X-ray attosecond pulses

Department of Physics, UPC-Polytechnic University of Catalonia, Carles Serrat
研究成果概要In 2022, as a continuation of our research performed in 2021 and 2020, we have further
investigated the amplification of attosecond pulses in helium. In 2020, the research was based on
the single-electron numerical solution of the time-dependent Schrödinger equation (TDSE) for
atomic processes in intense laser fields. The simulations performed with helium as amplifying
medium provided interesting insight of the physical processes involved in the experimentallyobserved amplification around 100 eV, far from the ionization threshold of helium. An article
reporting both theoretical and experimental results was published [C. Serrat, J. Seres, E. Seres, TH. Dinh, N. Hasegawa, M. Nishikino and S. Namba, "Parametric attosecond pulse amplificationfrom high order harmonic generation in He+ far from the ionization threshold.", Optics Express
28, 24243 (2020)]. In order to simulate propagation effects in parametric amplification process,in we then performed numerical simulations based on the single-atom response calculated bysolving the 1D Schrödinger equation in the strong field approximation (SFA) in the nonadiabaticform, so that the full electric field of the laser pulse is used to calculate the nonlinear dipole
moment. The simulations were compared with recently obtained results from the experiments andwe found good agreement between theory and experimental measurements, demonstrating a new
nonlinear effect on the parametric amplification produced by plasma dispersion. These results
were published in: J. Seres, E. Seres, C. Serrat, T. H. Dinh, N. Hasegawa, M. Ishino, M. Nishikino,
K. Nakano, and S. Namba "Nonlinear propagation effect in x-ray parametric amplification duringhigh harmonic generation", J. Opt. Soc. Am. B 39, 1263 (2022). As a continuation of our research,
we have considered full 3D propagation of harmonics within the SFA for the single atominteraction and considering several T-shaped amplification geometries, extensively studying
many different medium and laser parameters in order to reproduce the recent experimental results.
The present simulations are being analyzed and a combined experimental and theoretical article
is being prepared.
発表論文（謝辞あり）“Nonlinear propagation effect in x-ray parametric amplification during high harmonic
generation”, J. SERES, E. SERES, C. SERRAT, T. H. DINH, N. HASEGAWA, M.
ISHINO, M. NISHIKINO, K. NAKANO, AND S. NAMBA, J. Opt. Soc. America
B34, pp.1263-1271 (2022).

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
スギゲノムの解読と解析
Genome sequencing and analysis of Japanese cedar
東京大学新領域創成科学研究科メディカル情報生命専攻

笠原 雅弘

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、スギゲノム配列の解読と解析を行った。著者の本システム利用の大部分は本システム上で解析を行っている
共同研究者とのデータ共有であり、独自の解析はあまり行っていない。データサイズが非常に大きく、パソコンのローカルストレージにダウンロードできないサイズのデータ共有や解析デー
タの統計生成に主に用いていた。
以下、独自解析部分について述べる。Oxford Nanopore Technologies 社が発売している
PromethION DNA シークエンサーの試薬が高性能化した。新しい試薬は R10 と呼ばれており、塩基精度が R9 世代のものと比べて大きく上がっていることが謳われている。このため、R10世代の出力配列がゲノムアセンブリ等の問題にどのように適用できるか（スギではないＤＮＡ配列を用いてではあるが）予備解析を行った。
R10 世代の PromethION シークエンサーの出力を minimap2 を用いて参照ゲノムにマッピ
ングし、samtools と whatshap を用いて一塩基多型の発見とフェージング解析を行った。塩基精度が PacBio HiFi リードに近いため、PacBio HiFi リード向けのオプションをそのまま用
いて解析を行った。この結果、R10 世代の PromethION リードは PacBio HiFi リードと同等の解析オプションとパイプラインでも基本的には解析が可能であることを確認した。ただし、PromethION リードの特徴に合わせたチューニングを行うことで将来的には更なる解析精度向上ができるであろうことが推察された。また、R10 世代の試薬は頻繁にアップデートが行われていたため、今後の Nanopore リードの活用とそのパフォーマンス予測のためには kit14 などのより新しい試薬によりパフォーマンス解析を行っていく必要があると考えられる。

発表論文（謝辞あり）
Fujino, Takeshi, Yamaguchi Katsushi, Toshiyuki T. Yokoyama, Toshiya Hamanaka,
Yoritaka

Harazono,

Hiroaki

Kamada,WataruKobayashi,

et

al.

2023.

“A

Chromosome-Level Genome Assembly of a Model Conifer Plant, the Japanese Cedar,
Cryptomeria Japonica D. Don.” bioRxiv. https://doi.org/10.1101/2023.02.24.529822.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
スギゲノムの解読と解析
Genome sequencing and analysis of Japanese cedar

東京大学新領域創成科学研究科メディカル情報生命専攻

藤野 健

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、スギゲノムの解読と解析に取り組んだ。
スギのゲノムサイズはフローサイトメトリーを用いた既存の解析で約 11 Gb という推定が得られており、これはヒトゲノム（約 3 Gb）に比べてはるかに巨大である。また、スギゲノムは極めて頻度の高い反復配列を持つことが予備解析から判明している。このため、スギゲノムの解析には大きな計算資源を必要とする。
我々はスギから高分子 DNA を抽出し、PacBio HiFi リードを得ることでゲノムアセンブリを行った。この結果、N50 で約 12Mb, 合計で約 9 Gb のコンティグを得ることができた。さらに
Omni-C 技術によって構築した Illumina ライブラリをシークエンシングした結果と合わせることで、コンティグの 97 % を 11 本の染色体上に配置することができた。
こうして得られたアセンブリを検証しアノテーションを行うにあたり、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用した。遺伝学的地図の作成に使用したマーカー配列をゲノム
アセンブリ上にマップし対応関係を調べることでアセンブリの正確性を評価した。アノテーショ
ンは、RepeatModeler による反復配列の同定、HISAT2 や minimap2 による RNA-seq データのマッピング、BRAKER による遺伝子予測、StringTie や PASA によるゲノム上での transcriptome
アセンブリ、EVidenceModeler によるコンセンサスアノテーションの作成という一連の手順で行われた。さらに transcriptome アセンブリ、反復配列ライブラリおよび既存配列データベース（SwissProt, TrEMBL, RefSeq, OrthoDB）をもとにしたアノテーションのフィルタリングを行った。
BUSCO によりアノテーションに含まれる core gene set の割合を調べたところ約 91 %の完全性を持つという評価が得られた。

発表論文（謝辞あり）
Fujino, Takeshi, et al. "A chromosome-level genome assembly of a model conifer plant,
the Japanese cedar, Cryptomeria japonica D. Don." bioRxiv (2023): 2023-02.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
真核生物の細胞内共生後のアミノアシル tRNA 合成酵素の進化

Eukaryote aminoacyl-tRNA synthetase evolution after endosymbiont
東京大学大学院新領域創成科学研究科メディカル情報生命専攻 岩崎研究室
浜口 悠貴

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、様々な真核生物のミトコンドリアアミノアシル tRNA 合成酵素(mt-ARS) 20 種の包括的な系統学的解析を行った。対象とした生物群を以下に列挙する。
オピストコンタ：後生動物などから成る Metazoa、Choanoflagellate、真菌類の担子菌門や子嚢菌門、ツボカビ類や接合菌類などから成る Basal Fungi linage、単細胞ホロゾア Capsaspora
owczarzaki、 アプソゾア Thecamonas trahens、ヌクレアリア類 Fonticula alba
アメーボゾア： Dictyostelium discoideum などの粘菌や Acanthamoeba castellanii
アーケプラスチダ：緑藻類・紅藻類・灰色藻類
SAR スーパーグループ：珪藻類、偽菌類、Bigyra、繊毛虫類、アピコンプレクサ類、クロメラ類、褐虫藻、ネコブカビ類 Plasmodiophora brassicae、クロララクニオン藻類 Bigelowiella natans
ハプト藻類： Emiliania huxleyi や Chrysochromulina parva などの円石藻類
クリプト藻類：Guillardia theta、Cryptophyceae sp. CCMP2293
Discoba: Naegleria gruberi や Andalucia godoyi などの盤状クリステ類
Metamonoda : Streblomastix strix、Monocercomonoides exilis などのミトコンドリアが退化、もしくは消失した生物種
20 種の ARS の最尤樹は、ミトコンドリア共生成立後に真核生物の mt-ARS が複数回 水平伝播（HGT）されたことを強く示唆するものであった。その結果、複数の最近が HGT ドナーであると推定された。また、真核生物 27 クレード間で、HGT の頻度も HGT ドナーも大きく異なっており、特に光合成真核生物クレードの mt-ARS は多くの細菌から HGT をうけていることが明らかになった。これらのデータは、ほぼ 全ての mt-ARS が複数の起源を持ち、いくつかの真核生物クレードで細菌性 ARS に置き換えられたこと、mt-ARS の起源と進化の道筋が従来予想されていたよりも多様であることを示すものであった。

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
DNA 配列空間に新規機能を予測する情報技術
Prediction of unknown function of proteins in sequence space

東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 岩崎研究室

大前 公保

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、DNA 配列空間に新規機能を予測する新たな情報技術の確立を目指す。
原核生物では類似した機能を持ちながら相同ではない遺伝子同士が進化の過程でしばしば置き換わることが知られる。我々はこの“遺伝子の二者択一進化”を網羅することで、多数の機能未知遺伝子の機能を相同性に依らずに推定した。約 2.7 万種の高品質なゲノムを用いてドメインから属のあらゆる分類群で任意のオルソロググループ（遺伝子）の組み合わせの在不在を集計し、8 割以上の種で逆相関の分布パターンを示す組を二者択一進化したペアとして抽出した。さらに、複雑な二者択一進化の全体像を捉えるために、抽出したペア同士をエッジで連結した遺伝子ネットワークを作成した。本ネットワークを詳細に解析することで、多数の分類群で検出された遺伝子ペアは進化の過程で頻繁に置き換わり（最大 333 回）、類似した機能を有することが明らかになった。また、遺伝子の二者択一進化はイソプレノイド生合成系
や TCA 回路で頻繁に起こることや、生息環境の遷移を妨げる環境障壁を原核生物が突破して別の環境に進出する際に二者択一進化が起こることが明らかになった。55 個の機能未知遺伝子は既知遺伝子と広範な系統で対偶ペアを形成したことから、類似あるいは補完的な機能を有することが推定された。中でも DNA 修復に関わるヌクレアーゼ遺伝子と対を成す機
能未知遺伝子が構造的特徴を共有することを示し、推定の有用性を裏付けた。本成果は投稿準備中である。また本研究で作成した対偶ネットワークをデータベースとして公開する準備を進めている。
また、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用して得られた一酸化炭素デ
ヒドロゲナーゼに関する研究成果も国際専門誌に受理された。詳細は昨年度の利用報告書の通りである。
発表論文（謝辞あり）
Inoue M., Omae K., Nakamoto I., Kamikawa R., Yoshida T., Sako Y. Biome-specificdistribution of Ni-containing carbon monoxide dehydrogenases. Extremophiles, 26, 1-11 (2022)- 91 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

対偶遺伝学とメタエピゲノミクスによる微生物ダークマターの機能解析
Functional characterization of microbial dark matter by contrapositive genetics and metaepigenomics
東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻 岩崎研究室

富永賢人

研究成果概要対偶遺伝学法は、比較ゲノム解析により在不在パターンが逆相関する（排他関係にある）遺伝子ペアを抽出することで、互いにその機能が相補する遺伝子ペアを同定する手法である。
本手法は相同性に依存せず機能未知遺伝子の機能推定が可能である。さらに、それらの遺伝子が排他関係となる理由を解析することで、機能既知の遺伝子についての進化学・生態学的な知見の拡充が期待できる。本年度はこの対偶遺伝学法の実証例として、海洋微生物を対象に以下のような比較ゲノム解析を行った。
(１)海洋原核生物の網羅的な対偶・共起遺伝子ペアの探索
海洋メタゲノムに存在する膨大な微生物由来の機能未知遺伝子の機能推定のため、様々な海域由来のメタゲノムよりアセンブリされた原核生物ゲノム 8,466 ゲノム(OceanDNA MAG
catalog, Nishimura and Yoshizawa, 2021)を用いて、網羅的に共起関係および排他関係にある遺伝子ペアを抽出した。その結果、1,302,061 個の共起関係と、163,988 個の排他関係を抽出した。共起遺伝子は、互いにゲノム上の近傍に存在する傾向があったが、１ペアのみゲノム上の離れた位置にありながら頻繁に共起するペアを同定した。このペアは機能未知遺伝子と外来 DNA の取り込み装置であったことから、機能未知遺伝子も外来 DNA の取り込みに関係があると考えて、現在解析を行っている。また、排他関係の中には 20 以上の系統で排他関係が生じているペアが存在した。このような頻繁に見られる排他関係の中から、特に機能既知遺伝
子と機能未知遺伝子のペアに着目し、その機能未知遺伝子の機能解析を進めている。
(2)海洋 Flavobacteria 科細菌が保有する環境要因と相関の見られる機能未知遺伝子の探索
上記の原核生物ゲノムの中から、特に海洋 Flavobacteria 科細菌のゲノムについて、海洋メ
タゲノム試料における存在量に基づき、本科の分布域は 3 つの表層型（極域・中緯度・低緯度）と深層型に分類した。深層型のゲノムは最もサイズが大きく、多様な有機物分解酵素を持ち、至適増殖速度の推定値が速かった。一方、表層型のゲノムは、より低緯度型ほどその逆の傾向を示した。上記の生息地分布に基づき、特定の環境に集積する遺伝子を抽出した。その結
果ヘム結合タンパク質 SOUL など複数の機能未知遺伝子について、特定の環境に優占する
ゲノムにのみ集積する例を発見し、これらの遺伝子がそれぞれの環境への適応において重要な役割を果たすと考えられた。本研究の成果については、進化学会、微生物生態学会、ゲノム微生物学会などの国内学会において発表するとともに、現在投稿論文を作成中である。

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
計算化学を活用した天然物の合成研究
Natural products synthesis utilizing computational chemistry
富山県立大学 工学部生物工学科 生物有機化学講座

占部 大介

研究成果概要
近年、NMR や ECD スペクトル予測を利用した新規天然物の構造解析が盛んに報告されている。特に、DFT に基づく高精度なスペクトル計算は、従来の分光学的手法のみでは判別できない類似した構造を区別する強力な手段となりつつある。一方で、実際に天然物のスペクト
ル計算を試みる際は、その配座異性体の存在がしばしば計算処理を大規模化・煩雑化させる
ため、実験化学者が手軽に利用できる手段とは言い難い。一般に、量子化学計算によるスペクトル予測は、分子のとり得る立体配座について網羅的に計算した後、それらのエネルギー分
布に従って各々の計算値を加重平均して得られる。このため、天然物のような複雑な分子においては、極めて多くの配座異性体を計算処理する必要が生じる。本研究ではまず、このような天然物の配座多様性に由来する大規模な計算処理を効率化するために、プログラム群
ACCeL(https://accel.kfchem.dev/)を独自に開発した。
ACCeL は、配座異性体の一括処理を前提とし、Gaussian などの計算化学ソフトウェアの大量の入出力データを迅速かつ正確に処理できる python ライブラリである。ACCeL は、①低い
学習コスト、②高い汎用性、③高度な計算自動化能力の 3 つの特徴を有している。例えば、
ACCeL では対応する計算処理を.（ピリオド）で連結することで、多段階の計算処理を実行できる。このため、プログラミング未経験者でも容易に処理工程を記述・理解できる。下図には低精度な計算で得られた立体配座群を選別して、高精度な計算の入力ファイルを作成する際の多段階処理を例示した。

次に、希少放線菌から単離された 3 種の新規天然物群について、ACCeL を用いて迅速な構造解析を 行っ た。具体的には、Nomimicin 類のテトロン酸部位にお ける互変異性、Catellatolactam 類の立体化学、kumemicinone 類の構造を解析することで、これら天然物の構造を推定するに至った。天然物化学に計算化学を積極的に活用することで、従来の手法のみでは得難い多角的な情報がもたらされ、迅速かつ正確な構造解析をすることができた。
本研究成果は第 64 回天然有機化合物討論会にてポスター発表した。

- 93 -O
O
O

nomimicin A(E) OH

H

H

OH

OH

O

HO

O
HN

R
O

catellatolactam B

HO

O

(S)

12

(S) 6a

OH O

(S)

4a

OH

OH

kumemicinone C

発表論文（謝辞なし）
1) Liu, C.; Zhang, Z.; Fukaya, K.; Urabe, D.; Harunari, E.; Oku, N.; Igarashi, Y.
"Catellatolactams A-C, Plant Growth-Promoting Ansamacrolactams from a Rare
Actinomycete of the Genus Catellatospora" J. Nat. Prod., 2022, 85, 1993-1999.
2) Karim, Md. R. U.; Fukaya, K.; In, Y.; Sharma, A. R.; Harunari, E.; Oku, N.; Urabe, D.;
Trianto, A.; Igarashi, Y. "Marinoquinolones and Marinobactoic Acid: Antimicrobial andCytotoxic ortho-Dialkylbenzene-Class Metabolites Produced by a Marine Obligate
Gammaproteobacterium of the Genus Marinobacterium" J. Nat. Prod., 2022, 85,
1763-1770.
3) Zhang, Z.; In, Y.; Fukaya, K.; Yang, T.; Harunari, E.; Urabe, D.; Imada, C.; Oku, N.;
Igarashi, Y. "Kumemicinones A-G, Cytotoxic Angucyclinones from a Deep Sea-Derived
Actinomycete of the Genus Actinomadura" J. Nat. Prod., 2022, 85, 1098-1108.
4) Zhang, Z.; Zhou, T.; Yang, T.; Fukaya, K.; Harunari, E.; Saito, S.; Yamada, K.; Imada, C.;
Urabe, D.; Igarashi Y. "Nomimicins B-D, new tetronate-class polyketides from amarine-derived actinomycete of the genus Actinomadura," Beilstein J. Org. Chem., 2021, 17,2194-2202.

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令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
凝集誘起発光についての理論的研究
Theoretical Study on the Aggregation-Induced Emission
千葉工業大学山本 典史

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、凝集誘
起発光についての理論的研究に取り組んだ。
近年，単体では発光しないが，分子が多数凝集すると発光する特性を持つ蛍光色素が注目されている。この現象は凝集誘起発光と呼ばれている。クマリンを三脚巴状に縮合した化合物（triskelion-shaped molecule）は、希薄溶液中に分散した状態では蛍光をほとんど発しないが、凝集状態になると発光強度が 100 倍程度増加する。このような凝集誘起発光（Aggregation-Induced Emission; AIE）特性を示すメカニズムとして、凝集に伴って湾曲構造の反転運動が抑制されるためと推測されているが、詳細は明らかになっていなかった。
本研究では、三脚巴状分子の AIE 過程に関して、量子化学計算と分子動力学計算に基づく自由エネルギープロファイル解析に取り組んだ。
本研究で取り組んだ解析により、三脚巴状分子について、基底状態と励起状態が交差する円錐交差点の構造は、ベンゼン環骨格内の炭素原子 1 個が持ち上げられるように変形し、非平面な envelope 型となることが明らかになった。また、自由エネルギープロファイルから、希薄溶液中でこの分子が発光しない原因は、光照射後、励起した Franck-Condon 点から
円錐交差点へ自発的に緩和することで無輻射緩和するためであることが明らかになっている。
さらに凝集構造中では、光励起後、分子の構造変化を経て円錐交差点に至る無輻射経路がエネルギー的に不利となり、発光を示すことが明らかになっている。これらのことから、三脚巴状分子の AIE メカニズムが明らかになった。
発表論文（謝辞なし）
Ueda, M., Kokubun, M., Yanagi, N., Yamamoto, N.,Mazaki, Y., Janus-type AIE Fluorophores:
Synthesis and Properties of p-extended Coumarin-bearing Triskelions, Molecules, 27, 7450
(2022)- 95 -

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
高活性遷移金属錯体の合成による新反応開拓

Development of New Reaction Based on Novel Transition Metal Catalysts
中央大学理工学部応用化学科

岩本 貴寛

研究成果概要芳香族化合物の骨格の一部を金属に置き換えたメタラ芳香族化合物は、その特異な電子状態に対する基礎化学的興味から大きな注目を集めている。すでに、多様なメタラ芳香族分子が合成され、またそれらの電子状態を反映した特徴的な反応性も見出されつつある。一方、芳香族の化学は共役系拡張を基軸に発展してきた。π 共役系の拡張は電子状態に大きな摂動を与え、ひいては新たな機能性共役分子の創製に繋がることから、一般的な芳香族分子においては活発に研究されている。しかし、π 拡張したメタラ芳香族分子は合成法の欠如から限られた例しかなく、そのため π 拡張が物性や反応性に及ぼす効果は明らかではない。
当研究室では、CH 活性化を巧みに利用することで、ベンゼンおよびベンゾフラン環が縮環したイリダオキサベンゼン錯体 1 および 2 のワンポット合成に成功している。本化合物の芳香族性に関する知見を得るために、Gaussian 16 により種々の電子状態評価を行った。NICS から化
合物 1 および 2 のいずれも既知のイリダベンゼンと同程度の NICS 値を示したことから、共役系拡張後も芳香族性が維持されていることが示唆された（Figure 1）。

Figure 1. Scan of NICSisotropic and NICSZZ values calculated at GIAO-B3LYP/6-311G** (C,H, O) and SDD (Ir) with GD3BJ.

発表論文（謝辞あり）
Iwamoto, T.; Saito, K.; Mitsubo, T.; Kuwabara, T.; Ishii, Y. Organometallics 2023, 42, 167–173.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
酵素・補酵素複合体の分子モデリング
Molecular Modeling of Enzyme-Ligand Complex
岡山大学 グローバル人材育成院

田村 隆

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、ペプチド系抗生物質 Goadsporin の密度汎関数計算を行い，Amber 力場を利用して本ペプチド分子の分子動力学計算を行うための分子力場パラメータの作成を行った。Goadsporin の初期構造はChemDraw を用いて平面図として構造式を描いた。これを Chem3D で読み込んで立体構造を構築して，これを統合計算化学システム MOE において Amber99 力場による構造最適化を行った。これを初期構造として京大化研スパコンにて GaussView で読み込み，Molecular
Mechanics による分子力場計算， AM1 による半経験的分子軌道計算を行い，さらに B3LYPS
による密度汎関数 (DFT) 計算を行った。DFT 計算の最適化構造を HF 法によるエネルギー計算を行った。Antechamber コマンドによる電荷計算を行い，分子構造は MOL2 フォーマット
に変換して出力した。不足した力場は frcmod で追加して補ない，Na+で電荷中和した。
ターン 2

ターン 1

疎水コア

ターン 3

疎水コア 1

Goadsporin (平面図)

ターン 3

分子動力学計算

疎水コア 2疎水コア 1

ターン 2

ターン 1

周期境界水モデル OPCBOX (12Å)

分子道力学計算によって中での Goadsporin 分子(10 nsec)

最適化した Goadsporin- 97 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

新規抗菌薬の開発を目標とした病原性細菌由来タンパク質の立体構造予測
Structure prediction of proteins from pathogenic bacteria for the development of new
antimicrobial drugs
国立感染症研究所 細菌第二部 第四室

森 茂太郎

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、病原性細菌由来タンパク質の立体構造予測を行うことによって、新規抗菌薬の開発に結びつけることを目標としている。今年度は、結核菌の細胞表層に存在している PPE17、PE17 タンパク質について、それぞれ単独の立体構造と複合体の立体構造を AlphaFold2 で予測した (図を参照)。得られた立体構造の予測モデルを用いることによって、機能発現に重要だと思われる構造部位を推定することができた。

(図) 左; PPE17 タンパク質, 中央; PPE17-PE17 タンパク質複合体, 右; PE17 タンパク質- 98 -

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
温泉環境に生息する微生物のメタゲノム解析
Metagenomic Analyses of Microbes in Hot Springs
東京工業大学 生命理工学院 生命理工学系 McGlynn 研究室 平井颯

研究成果概要This study focused on the microorganisms inhabiting five hot springs in Akita and Aomori
prefectures and Jinata hot spring. As each hot spring site has unique geochemical conditions, it
is expected that environmental adaptation of microorganisms is observed from the comparative
genomics. The metagenome-assembled genomes (MAG) were reconstructed using thebioinformatics tools in the supercomputer system, and we performed the metabolic potential
analysis.
In the next fiscal year, we will focus on the physiology and metabolism of specific clades toreveal their uniqueness in the targeted hot springs. To overcome the limited number of available
genomes, we will also analyze MAGs from the curated genomic catalogs (e.g. Genomes from
Earth’s Microbiomes catalog, OceanDNA MAG catalog).

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
温泉環境に生息する微生物のメタゲノム解析

Metagenomic Analyses of Microbes in Hot Springs
東京工業大学 地球生命研究所

Fatima Li Hau

研究成果概要During the fiscal year 2022 I conducted a study using the Kyoto supercomputer to analyze
metagenome data obtained from iron-rich hot springs in the Akita and Aomori prefectures ofJapan. This research aimed to identify the metabolic capabilities of the microbial communities
present in these extreme environments.
The supercomputer allowed me to analyze large amounts of sequencing data, which resulted in
the identification of various metabolic pathways present in the hot springs' microbial communities.
Through this analysis, we discovered that these communities have a diverse range of metabolic
capabilities, including the ability to use iron as an electron donor for energy production.
This research provided new insights into the metabolic capabilities of microbial communities inextreme environments, which could have significant implications for understanding the roles ofthese communities in biogeochemical cycles and potentially in biotechnological applications.
A model for carbon cycling, nitrogen cycling and sulfur cycling was
generated for all the samples in the study and graphicalrepresentation such as the one presented in Fig 1. weregenerated.
The following biogeochemical cycling figure was able to bemade thank to the use of the supercomputer and provided useful
insight which will help in writing a paper during 2023.
Fig1. Carbon cycling in iron rich springs- 100 -

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京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

多孔性金属錯体内における分子拡散の分子動力学シミュレーション
Molecular Dynamics Simulation of Molecular Diffusion in Metal–Organic Frameworks
東京大学大学院工学系研究科応用化学専攻 細野暢彦
研究成果概要多孔性金属錯体（Metal-Organic Framework: MOF）は、ナノサイズの細孔を無数に有する結晶性化合物であり、その細孔にはガス分子のような小分子から、分子量 400 万を超える極めて長い高分子までもが取り込まれることがこれまでの研究からわかっている 1。特に、長い紐状の形を持つ高分子鎖は、本来の絡み合った構造を解きながら末端より MOF の細孔へと浸入することが、これまでの実験や分子動力学シミュレーション（MD）により明らかにされている 2。最近我々は、この高分子浸入の速度や細孔内拡散経路が、高分子鎖の化学構造および部分官能基によっても大きく異なり、結果として MOF への吸着量にも違いが現れることを実験的に見出した 3,4。本研究では、京都大学科学研究所スーパーコンピュータ
システムを利用して、本高分子拡散プロセスの全原子 MD を行う
ことにより、本現象の分子論的な描像を得ることでそのメカニズムの全貌解明に迫った。シミュレーションにおいては大規模並列計算に特化した LAMMPS ソフトウェアを選択し、計算環境を整備した。
単結晶構造データをもとに MOF の構造データを作成し、その細孔内部にゲスト高分子としてポリエチレングリコール（PEG）を配置することで初期構造を得た。十分な構造緩和計算を経て、
100 ns の MD 計算を実行することで MOF 細孔内における PEGの拡散挙動を追跡した（Figure 1）。PEG の主鎖構造に数種の官能基を付与した PEG の誘導体についても同様の計算を行い、拡散挙動の違いについて有意な差が存在することを明らかにした。

Figure 1. A snapshot of the
MD simulation.

参考文献
1.

N. Oe, N. Hosono, T. Uemura, Chem. Sci. 2021, 12, 12576-12586.

2.

T. Uemura, G. Washino, S. Kitagawa, H. Takahashi, A. Yoshida, K. Takeyasu, M. Takayanagi,
M. Nagaoka, J. Phys. Chem. C 2015, 119, 21504-21514.

3.

N. Mizutani, N. Hosono, B. Le Ouay, T. Kitao, R. Matsuura, T. Kubo, T. Uemura, J. Am.
Chem. Soc. 2020, 142, 3701-3705.

4.

T. Sawayama, Y. Wang, T. Watanabe, M. Takayanagi, T. Yamamoto, N. Hosono, T. Uemura,Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 11830-11834.

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令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
マウス腸内微生物由来膜小胞の機能解析

Functional analysis of membrane vesicles of mouse intestinal microbiota
産業技術総合研究所 生物プロセス部門 生物資源情報基盤研究グループ 森永 花菜
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、マウスの腸内細菌が生産する膜小胞 (メンブレンベシクル・MV) の機能解明を目指す。細菌が生産する MVは、細胞膜から構成されており、その内部に細菌由来の核酸やタンパク、毒素などが含まれていることが知られている。このことより、MV は、遺伝子の水平伝播や、細菌間、さらには細菌宿主間の情報伝達など、多様な機能を有することが近年明らかとされている。しかしながら、これらの明らかとされた機能の多くが、一種類の細菌を試験管内で培養して得られた知見である。多様な微生物が存在するような環境における MV の機能については、未解明な部分が多い。本研究では、近年宿主の健康や疾患に寄与することが明らかにされつつある腸内細菌叢に着目し、腸内細菌が生産する MV に含まれるゲノム情報を元に、マウス腸内における MV の機能を解明することを目的とした。
マウス糞便及び糞便由来 MV から DNA を抽出し、シーケンシングした。シーケンスデータより、マウス糞便及び MV に含まれる細菌ゲノムを構築し、比較することで、マウス腸内においてどのような細菌種が MV を生産しているのかを推定した。その結果、マウスの腸内細菌叢には、MV を生産する特徴的な細菌種が存在することが明らかとなった。今後、さらなる解析によって、腸内で MV がどのような機能を有するのかを明らかにする予定である。

- 102 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
分子ナノカーボンの合成反応機構解明と電子物性評価

Reaction mechanism investigation and electronic property evaluation
for molecular nanocarbons
名古屋大学大学院 理学研究科 伊藤英人
研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステム内における Gaussian プロ
グラムを利用し、新規に合成した様々な多環芳香族化合物について DFT 計算による電子状
態計算、電子軌道計算、吸収・円二色性スペクトル、IR・Raman スペクトルの予測計算や分子構造変化・ラセミ化障壁の計算、反応機構解明と活性化障壁の計算などを行った。
(1) 含硫黄縮環π拡張反応によるπ拡張チオピリリウム・チアントレンの合成と電子状態計算
最近、官能基化されていない単純芳香環や多環芳香族炭化水素に対し、求電子的な硫黄原子部位をもつ新規π拡張剤を用いて一段階で含硫黄π拡張骨格へと拡張させる反応「含硫黄縮環π拡張（thia-APEX）反応」を開発した（論文 1,2）。この中で合成したπ拡張チオピリリウ
ム 3aa, 3ga やπ拡張チアントレン 3ca, 3ea などについて、吸収・蛍光スペクトル測定を行うとともに、DFT 計算によって求めた電子軌道順位や軌道分布、TD-DFT 計算による電子遷移、分子構造のフラッピングのか活性化障壁な度を求め、構造有機化学的な議論を行なった。

- 103 -

(2) 拡大[17]ヘリセンの合成、構造・物性解析
一般的なヘリセンより大きな径をもつヘリセンは拡大ヘリセンと呼ばれ、その中で新たに[2,1][17]ヘリセン（17helicene）の合成に成功した（論文 2、下図(a)）。17helicene は kekulene 様の投影構造をもつ拡大ヘリセンであり、広範囲にわたる電子軌道の非局在化（下図(b)）と、一
般的な芳香族分子と同様の分子全体の周辺部位に広がる diatropic 環電流の存在が計算により見積もられた（下図(c)）。17helicene はこれまで合成されてきた類似の拡大ヘリセンとは異なり、速度論的にエナンチオマーの光学分割が可能であることが計算により見積もられ（下図(d),エナンチオマー化障壁 28.0 kcal/mol）、実際にキラルカラムを用いた HPLC によりエナンチオ
マーを分離することに成功した。また計算によって円二色性吸収(CD)の予測（下図(f)）を行うとともに、実際に CD・円偏光発光スペクトルの測定に成功し（下図(e)）、同型の光学活性拡大
ヘリセンとして初めて円二色性を詳細に議論することができた。

(3) 金属リチウムを用いたメカノケミカル脱水素環化反応
ボールミルを用い、リチウムワイヤーから切り出した金属リチウムとビナフチル誘導体を用いたアニオン性脱水素環化反応を開発し、ペリレン誘導体、電子不足含窒素ナノグラフェン、
quinterrylene を含む種々の未踏ナノグラフェンの効率的合成が可能となった（論文 3、下図(a)）。同時に、DFT 計算によって、本反応はビナフチル誘導体（1x）のアニオンラジカル体（1x•–）あるいはジアニオン体（1x2–）から環化が進行することが予想され、ジアニオンからの環化がより進行しやすいことが明らかとなった。また、芳香環の種類によって環化の収率が大きく異なる理由についても調査したところ、含五員環化合物（1j）の反応では始原系のシクロペンタ
ジエニルアニオン様の安定化効果のため、また、9-ナフチルアントラセン（1w）では環化の遷移状態（TS1w-DA-OS）における大きな立体障害のため、それぞれ活性化エネルギーが 26.2, 289
kcal/mol と高く見積もられ、実際にみられた低反応性の結果と良い相関があることがわかった。
また、DFT 計算によって合成したナノグラフェン、リレン類の電子物性・構造計算や NMR、IR,
Raman 計算なども行い、合成化学的・構造有機化学的な理解を深めた。

- 104 -

発表論文（謝辞あり）
1. Rapid access to polycyclic thiopyrylium compounds from unfunctionalized aromatics bythia-APEX reaction.
Kou. P. Kawahara, Hideto Ito,* Kenichiro Itami.*
Chem. Commun. 2023, 59, 1157–1160. DOI: 10.1039/D2CC06706D
2. One-step synthesis to polycyclic thianthrenes from unfunctionalized aromatics bythia-APEX reaction.
Kou. P. Kawahara, Hideto Ito,* Kenichiro Itami.*Org. Chem. Front. 2023, Advance Article. DOI: 10.1039/D2QO02058K
3. Expanded [2,1][n]Carbohelicenes with 15- and 17-Benzene Rings.
Michihisa Toya, Takuya Omine, Fumitaka Ishiwari, Akinori Saeki, Hideto Ito,* Kenichiro
Itami,*
ChemRxiv. DOI: 10.26434/chemrxiv-2023-k9pzj.
In revision.
4. Lithium-mediated mechanochemical cyclodehyrogenation.
Kanna Fujishiro, Yuta Morinaka, Yohei Ono, Tsuyoshi Tanaka, Lawrence T. Scott, Hideto
Ito,* Kenichiro Itami,*
ChemRxiv. DOI: 10.26434/chemrxiv-2023-k4z34.
J. Am. Chem. Soc. 2023, 145, in press.

- 105 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
新規ナノ物質の設計に向けた第一原理計算研究
First-Principles Study for Designing Novel Nanomaterials
北海道大学触媒科学研究所

飯田健二

研究成果概要本研究では，京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用してナノ物質の第一原理計算を行う。電子構造や光学特性を原子レベルで明らかにして，得られた知見に基づき光や電圧を利用する不均一系触媒の設計指針を提案するべく研究を進めている。本
年度は，PtIn2 合金ナノ粒子の電子遷移の機構を明らかにした。
[目的] 可視域に局在表面プラズモン共鳴(LSPR)吸収を示す材料としては，周期表 11 族の単金属(Cu，Ag，Au)のみが使われてきた。しかし近年，B2(塩化セシウム)型や C1 型の合金ナノ粒子が可視域に LSPR 吸収を示すことが京大化研寺西研究室にて見いだされた。我々は，合金ナノ粒子の設計に資する知見を得るべく理論計算研究を進めてきた。
2022 年度は，C1 型構造を持つ PtIn2 に着目して，光励起の機構を解析した。
[計算手法] 高い並列化効率を有する第一原理計算プログラム
SALMON を用いた大規模計算によって，直径数 nm のナノ粒子の光励起電子ダイナミクスをシミュレーションした。結晶構造か
ら直径約 3 nm の Pt249In432 合金ナノ粒子(図 1)を切り出して計算した。また，光触媒や光電極の研究へと展開していくため，溶液中のナノ粒子や固液界面の光や電圧に対する応答を計算するこ
1,2とが出来るようにプログラムを拡張した。

[結果と考察] 光励起の機構を明らかにするべく，2.8 eV で 20 fs

図 1. 対 象 と し た
Pt249In432 ナノ粒子。

のパルス光を照射したときの電子占有数の変化を解析した。光照
射中の 10 fs の時に比べると，光照射後の 20 fs では占有数が全体的に大きく変化していた。
これは光の照射にともない電子遷移が進んだことを示す。さらに遷移強度の軌道エネルギ
ーに対する依存性を比較したところ，10 fs ではフェルミレベル(0 eV)近傍の−1 ~ 1 eV で大きく変化していた一方で，20 fs では−3 ~ −2 eV および 2 ~ 3 eV で大きく変化していた。金ナノ粒子では，フェルミレベル近傍の自由電子のバンド内遷移が d 電子のバンド間遷移を誘起することが知られている。Pt249In432 に対する本計算結果は，−1 eV から 1 eV にある電子が光応答して，その後に−3 ~ −2 eV の電子がバンド間遷移することを示す。PtIn2 ナノ粒子の光励起について，LSPR に起因するキャリア生成の機構が発現していることが分かった。
[発表論文(謝辞あり)] [1] K. Iida, J. Phys. Chem. C, 126, 7492-7499 (2022). [2] K. Iida, J. Phys.
Chem. C, 126, 9466-9474 (2022).

- 106 -

令和４年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
光・磁気・電気的特性を複合的に示す新規分子性物質の開発
Studies on Multifunctional Molecular Materials
大阪公立大学大学院 理学研究科 化学専攻 藤原研究室

酒巻 大輔

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコ
ンピュータシステムを利用し、低分子系パイ共役
分子を対象に Gaussian プログラムを利用した電子状態計算を行い、酸化還元能、電荷輸送特性、光吸収・発光特性についての知見を得る。
主な対象は原子数 100 程度の低分子系有機分子を扱い、これらについて Gaussian プログラムによる構造最適化、振動解析および TD-DFT
計算による吸収スペクトルの予測をおこなう。以下に、本年度の研究の概略を記す。アセンの
炭素原子の一部をヘテロ原子で置き換えたヘテロアセンは、発光特性、半導体特性など様々な機能を有し、高い化学的安定性と合成の簡便さから複合機能材料として期待できる。これまでの研究より、benzo[b]phenoxazine (BPO)に対して二段階の酸化的カップリングを行うことで、十字形二量体を経由し、窒素と酸素原子を含むダブルヘテロヘリセン分子 1 を効率的に合成で き る こ と が 示 さ れ た 。 本 研 究 で は 、 BPO の 酸 素 原 子 を 硫 黄 原 子 で 置 き 換 え た
benzo[b]phenothiazine (BPT)に対して本手法を適用し、窒素と硫黄原子を含むダブルヘテロ
ヘリセン分子 2 の合成を試みた。TD-DFT 計算から分子 2 の HOMO→LUMO 遷移はほぼ禁制であり、UV-vis 吸収スペクトルにおいて極めて弱い
吸収として観測された。分子 2 は凍結溶液中および固体マトリックス中において、分子 1 より強い燐光発光を示した。この原因を調べるため、励起一重項および三重項状態の構造最適化および各状態間のスピン-軌道相互作用定数(SOCC)の計算を行った。その結果、
分子 2 は T2 状態が S1 状態とエネルギー的に近接しており、さらに S1→T2 のスピン軌道相互作用定数(SOCC)が大きいことから、S1→T2 の項間交差が起きやすくなっていることが示された。本研究をまとめた論図 1 分子 2 の励起状態のエネルギーと SOCC

文は現在投稿中である。
発表論文（謝辞なし）
1. D. Sakamaki, Y. Inoue, K. Shimomura, D. Taura, E. Yashima, S. Seki, Tetrahedron Lett. 2023, 114,
154294.

- 107 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書

複数種の赤潮の消長過程におけるウイルス叢遷移様態の網羅的解析
Comprehensive analysis of viral succession during the transition of multiple types of algal
blooms
高知大学自然科学系理工学部門高橋迪子

研究成果概要本研究では、京都大学科学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、高知県浦ノ内湾で採取した海底泥から単離されたアメーバ感染性ウイルス 16 株の配列解析を行った。本研
究で単離されたアメーバ感染性ウイルスは、特徴的な形態とバクテリアに近い大型の粒子サイズであることを顕微鏡観察により確認しており、それらの系統推定が待たれていた。本研究では、ウイルス由来の DNA から NovaSeq によるシークエンスを行った後、本システムのソフトウェ
アおよび計算資源を用いてリードの前処理、ゲノム構築、遺伝子予測、分子系統解析等を行った。その結果、16 株中 13 株においてはウイルス科の同定に成功した。同一試料から少なく
とも 4 タイプの巨大ウイルスが単離されたことを形態観察から推定していたが、これを分子系統解析によって裏付けることができた。残る 3 株については、形態観察結果とゲノムデータの不一致、あるいは配列データの不足などの理由から、再度検証する必要がある。現在、分子系
統解析の完了した 13 株のデータを用いて、論文執筆中である。

- 108 -

令和 4 年度

京都大学化学研究所 スーパーコンピュータシステム 利用報告書
ゲノム情報を用いた新奇微生物酵素遺伝子群の探索と同定
Genomic survey and characterization of novel microbial enzymes
立命館大学 立命館グローバル・イノベーション研究機構

井上 真男

研究成果概要本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用したバイオインフォマティクス解析によって、微生物の新たな酵素・タンパク質をコードする遺伝子群の探索や分類を行い、さらにこれらの立体構造や機能を明らかにすることを目的とした。今年度の主な研究成果を以下に示す。
(1) バクテリアにおいて DNA 組換え抑制因子として働く MutS2 コアドメインの X 線結晶構造を明らかにした。AlphaFold2 による立体構造予測モデルを用いることで位相を決定し、実験的な構造情報の取得に至った。立体構造に基づく分子機能解析によって MutS2 がどのように
DNA 組換え中間体を認識するのかについて有力なモデルを提唱することができた。 (2) 好気型と嫌気型の一酸化炭素デヒドロゲナーゼを有する初めての細菌分離株を得ることに成功し、その生理・ゲノム性状を明らかにした。 (3) 地球化学的な硫黄・セレン循環を駆動する複数の新種細菌の完全長ゲノム配列を決定した。本代謝の鍵酵素遺伝子群や転写調節因子遺伝子群を同定し、微生物ゲノムにおける系統分布を明らかにした。さらに、AlphaFold2 を用いることで、これらのタンパク質群の構造機能予測を行った。精製酵素や遺伝子組換え株を用いた機能解析によって本代謝経路および転写制御機構を明らかにした。 (4) 新奇呼吸酵素複合体遺伝子群について微生物ゲノム分布を明らかにしたほか、酵素複合体の AlphaFold2 予測構造から立体構造の多様性と分子進化に関する知見を得た。
発表論文（謝辞あり）
1.

Inoue M., Omae K., Nakamoto I., Kamikawa R., Yoshida T., Sako Y. Biome-specificdistribution of Ni-containing carbon monoxide dehydrogenases. Extremophiles 26, 9(2022).

2.

Fukui K., Inoue M., Murakawa T., Baba S., Kumasaka T., Yano T. Structural andfunctional insights into the mechanism by which MutS2 recognizes a DNA junction.
Structure 30, 973-982.e4 (2022).

発表論文（謝辞なし）
1.

Imaura Y., Okamoto S., Hino T., Ogami Y., Katayama Y.A., Tanimura A., Inoue M.,
Kamikawa R., Yoshida T., Sako Y. Isolation and genomic and physiologicalcharacterization of Parageobacillus sp. G301, the isolate capable of both hydrogenogenic
and aerobic carbon monoxide oxidation. bioRxiv, 10.1101/2023.01.17.524042 (2023).

- 109 -

京大化学研究所- 2022年度 -システム稼働時間
部門別利用状況

システム稼働状況

バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

スーパーコンピュータシステム
日本ヒューレット・パッカード合同会社

福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

システム稼働時間
稼働状況

年間運転時間(h)
稼働

システム名

保守 運休

8645.9 114.1
大規模共有メモリサーバ

(h)

(h)

システム運転状況
システム稼働率 : 98.7 %(sdf1/sdf2)

8393.8 366.2
(h)

(h)

8758.0

2.0

(h)

(h)

CPUクラスタシステム稼働率 : 95.8 %(ap001-ap124)

GPUクラスタシステム稼働率 : 100.0 %(apg01-apg18)

計算サーバの月別システム稼働時間
システム名
大規模共有メモリサーバ(sdf1/sdf2)

年月 稼働時間(b) 保守時間(c) 故障時間(d) 運転時間(e=b+c+d) 稼働率(b/e)
4月

706:20

5月

13:40

720:0098 %

744:00744:00100 %

6月

720:00

720:00100 %

7月

744:00744:00100 %

8月

744:00744:00100 %

9月

720:00

720:00100 %

10月

744:00744:00100 %

11月

720:00

720:00100 %

12月

744:00744:00100 %

1月

643:35744:0086 %2月

672:00672:00100 %

3月

744:00744:00100 %

計8645:55

114:058760:00

98.7 %

月平均

720:299:30

729:5998.7 %

100:25- 110 -

CPUクラスタ(ap001-ap124)

GPUクラスタ(apg01-apg18)

4月

585:105月

134:50

720:0081 %744:00744:00100 %

6月

720:00

720:00100 %

7月

744:00744:00100 %

8月

712:30

31:00

744:0095 %

9月

674:1045:50

720:0093 %10月

694:3549:25

744:0093 %

11月

690:20

29:40

720:0095 %

12月

741:302:30

744:0099 %

1月

744:00744:00100 %

2月

599:00672:0089 %

3月

744:00744:00100 %

計8393:150:30

366:158760:00

95.8 %

月平均

699:26

0:02

30:31

729:5995.8 %

4月

720:00

720:00100 %

5月

744:00744:00100 %

6月

720:00

720:00100 %

7月

742:30744:0099 %

8月

744:00744:00100 %

9月

720:00

720:00100 %

10月

744:00744:00100 %

11月

720:00

720:00100 %

12月

744:00744:00100 %

1月

744:00744:00100 %

2月

672:00672:00100 %

3月

743:000:30

0:30

744:0099 %

計8757:30

2:00

0:30

8760:00

100.0 %

月平均

729:47

0:10

0:02

729:59100.0 %

0:30

73:00

1:30

- 111 -

京大化学研究所- 2022年度 -システム稼働時間
部門別利用状況

システム稼働状況

バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

スーパーコンピュータシステム
日本ヒューレット・パッカード合同会社

福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

利用者数の月別推移
項番

部局名

1 化学研究所

利用者 計算ノード アプリ
(人)

147

利用者数 登録者数 (人) 利用者数
(53)

(18)

(5)

(3)

13

(9)

(6)

9 医生物学研究所

1(1)

10 薬学研究科・薬学部

5

(5)

(2)

11 工学研究科・工学部

44

(22)

(11)

12 エネルギー科学研究科

3

(3)

(3)

13 農学研究科・農学部

7

(6)

(1)

4

(3)

(1)

1

(1)

22 生態学研究センター

1(1)

23 高等研究院

7(7)

29 福井謙一記念研究センター

1(1)

30 産官学連携本部

1(1)

31 学際融合教育研究推進センター

1

32 その他55

2 エネルギー理工学研究所

5

3 生存圏研究所
4 防災研究所

1

5 宇治地区事務部
6 理学研究科・理学部
7 医学研究科・医学部
8 附属病院

14 総合人間学部
15 人間・環境学研究科
16 経済研究所
17 数理解析研究所
18 情報学研究科
19 生命科学研究科
20 地球環境学堂・学舎
21 学術情報メディアセンター(5)

24 次世代開拓研究ユニット
25 先端医工学研究ユニット
26 触媒・電池元素戦略ユニット
27 iPS細胞研究所
28 ウイルス研究所
(1)

(51)

- 112 -■(Email利用者) ■(計算ノード利用者)

部局別のCPU使用時間
項番

部局名

1 化学研究所
2 エネルギー理工学研究所

共有メモリサーバ

CPUクラスタ

GPUクラスタ ログインノード

55548日02時間38分 186194日20時間29分 42785日23時間48分
01時間43分

10日21時間19分

3897日07時間23分 4277日17時間07分

10時間00分

1518日18時間53分

00時間31分

3 生存圏研究所
4 防災研究所

191日09時間32分

5 宇治地区事務部
6 理学研究科・理学部

11日13時間17分 15485日06時間06分 2398日23時間05分 106日02時間24分

7 医学研究科・医学部
8 附属病院
9 医生物学研究所

00時間23分

10 薬学研究科・薬学部

1666日23時間05分

212日13時間11分

10時間37分

11 工学研究科・工学部

19196日21時間55分 99016日16時間49分 6850日16時間20分

2日08時間33分

12 エネルギー科学研究科

31日07時間34分

73日22時間53分

00時間15分

621日11時間53分

2153日21時間11分

431日23時間01分

5日06時間45分

8796日16時間38分

4369日20時間35分 2430日22時間53分

2日12時間06分

22 生態学研究センター

365日13時間28分

2683日10時間05分

194日13時間51分

03時間18分

23 高等研究院

406日21時間51分

265日15時間34分

59日13時間23分

1日16時間11分

13 農学研究科・農学部
14 総合人間学部
15 人間・環境学研究科
16 経済研究所
17 数理解析研究所
18 情報学研究科
19 生命科学研究科
20 地球環境学堂・学舎
21 学術情報メディアセンター

24 次世代開拓研究ユニット
25 先端医工学研究ユニット
26 触媒・電池元素戦略ユニット
27 iPS細胞研究所
28 ウイルス研究所
29 福井謙一記念研究センター
30 産官学連携本部
31 学際融合教育研究推進センター
32 その他

13620日13時間30分 549491日12時間29分 61560日06時間45分 191日09時間39分- 113 -

京大化学研究所- 2022年度 -システム稼働時間
部門別利用状況

システム稼働状況

バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

スーパーコンピュータシステム
日本ヒューレット・パッカード合同会社

福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

バッチジョブ実行時間 (HPE Superdome Flex & HPE Apollo 2000)
項番

項目

QUICKキュー SMALLキュー

1 総ジョブ件数

1907

2 総CPU時間

APCキュー

20943121372327

APGキュー
3331

SDFキュー
37660

7日08時間11分 6847日17時間54分 873183日18時間22分 11734日22時間10分 127786日00時間21分

3 平均CPU時間

00時間05分

00時間47分

00時間58分

3日12時間31分

3日09時間26分

4 最大CPU時間

00時間04分

02時間23分

36日04時間29分

22日16時間37分

68日13時間10分

5 平均ジョブ実行時間

00時間03分

00時間09分

00時間08分

11時間48分

04時間27分

6 最大ジョブ実行時間

00時間01分

00時間12分

23時間09分

15時間39分

19時間16分

7 平均ジョブ待ち時間

00時間01分

00時間21分

00時間17分

01時間19分

00時間48分

8 最大ジョブ待ち時間

00時間01分

05時間46分

08時間30分

03時間29分

13時間38分

バッチジョブ件数

(件)

(時間)

CPU時間

月別のCPU使用時間とバッチジョブ件数(2022年度)
月

CPU使用率CPU時間

バッチジョブ件数 ■ CPU時間h)

4月

57.2 % 104242日20時間51分

23759745月

61.4 % 111265日19時間24分

3300146月

59.5 %

99061日08時間42分

23857897月

63.7 % 114381日04時間16分

1607398月

59.8 % 105542日05時間17分

3017579月

60.5 % 120196日01時間31分

316801010月

64.5 % 128766日04時間44分

289161011月

60.3 % 108715日02時間21分

61205812月

66.0 % 125214日02時間20分

2792992

1月

64.6 % 123143日19時間19分

7364572月

66.9 % 117164日02時間56分

2848706

3月

51.8 % 110916日20時間46分

3020550

年度計- 1368609日16時間32分

21624656

月平均61.4 % 114050日19時間22分

1802054- 114 -

CPU使用率(%)

京大化学研究所- 2022年度 -システム稼働時間
部門別利用状況

システム稼働状況

バッチジョブ処理状況
応用ソフトウェア利用状況

スーパーコンピュータシステム
日本ヒューレット・パッカード合同会社

福本 淳司、大久保 宏一、上原 英也、西川 和嗣

応用ソフトウェア利用時間 (ジョブ件数とCPU時間)
ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間

ジョブ件数とCPU時間- 115 -

2022年度
WWWサービスの利用状況
日本ヒューレット・パッカード合同会社

西川和嗣

更新日時：2023年4月1日 00時30分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

10,07024,126

149,829551,549

55.28 GB

5月

9,781

20,386

141,790514,775

39.95 GB

6月

9,660

21,810132,140

499,82832.82 GB

7月

10,38323,530149,426

568,772

43.53 GB

8月

8,988

21,390148,433

472,41656.24 GB

9月

9,004

19,905130,546454,44437.57 GB

10月

9,478

21,783

152,697

511,21234.92 GB

11月

9,681

21,224

156,465

519,91740.78 GB

12月

9,202

19,449139,944490,874

37.15 GB

1月

10,481

22,137

148,725537,674

45.38 GB2月

10,33820,521

144,214529,24244.75 GB3月

10,391

22,502

167,462542,268

44.92 GB合計

117,457

258,763

1,761,671

6,192,971

513.29 GB

国内外の利用比率（2022年度）
10,481

5,240

2013年

2014年

2015年

2016年

2017年

2018年

訪問者数の推移 (2013年1月より表示)- 116 -

2019年

2020年

2021年

2022年

2022年度
ゲノムネットサービス利用統計西川 和嗣(日本ヒューレット・パッカード合同会社)
KEGG 生命システム情報統合データベース
KEGG (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes) はゲノムや分子レベルの情報から細胞、個体、エコシ
ステムといった生命システムの機能や有用性を理解するためのリソースです。生命システムのコンピュータ表現として、遺伝子やタンパク質（ゲノム情報）と化合物など（ケミカル情報）の分子部品の情報を、分子間の相互作用・反応・関係ネットワーク（システム情報）の知識で統合した生命システム情報統合データベースです。さらに
生体システムのゆらぎとして疾患・医薬品情報（ヘルス情報）も統合されています。
カテゴリ
システム情報ゲノム情報

ケミカル情報ヘルス情報

データベース内 容

KEGG PATHWAY

KEGG パスウェイマップ

KEGG BRITE

BRITE 機能階層・テーブルKEGG MODULE

KEGG モジュール

KEGG ORTHOLOGY

機能オーソログ

KEGG GENOME

全ゲノム配列既知の KEGG 生物種

KEGG GENES

遺伝子・タンパク質

KEGG SSDB

GENES の配列類情報

KEGG COMPOUND

化合物

KEGG GLYCAN

糖鎖

KEGG REACTION

生体内化学反応

KEGG RCLASS

反応クラス

KEGG ENZYME

酵素

KEGG NETWORK

疾患関連のネットワーク要素

KEGG VARIANT

ヒト遺伝子バリアント

KEGG DISEASE

ヒト疾患

KEGG DRUG

医薬品

KEGG DGROUP

医薬品グループ

ゲノムネットデータベースリソース
内 容

サービス
KEGG OCKEGG OC (KEGG Ortholog Cluster) へのインタフェース

Virus-Host DB ウィルスとその宿主のデータベース
Taxonomy

生物種分類の早見表および検索

varDB

抗原変異性遺伝子のデータベース

ゲノムネットの計算ツール
ゲノムネットでは以下の３つのカテゴリーで計算サービスを提供しています。配列解析の標準的なプログラム以
外はすべて京都大学化学研究所バイオインフォマティクスセンターで開発されたものです。
配列解析
サービス

内 容
- 117 -

BLAST
FASTA
MOTIF

配列類似性検索
配列モチーフ検索

CLUSTALW
MAFFT
PRRN
TREE

配列のマルチプルアライメントおよび進化系統樹解析

ゲノム情報解析サービス

内 容

DiGAlign

ゲノムアラインメントビューアー

ViPTree

ウィルスゲノムのproteomic treeを生成

KAAS

ゲノムまたはESTコンティグの自動アノテーションとパスウェイマッピング

GENIES

カーネル法での多様なオミクスデータ統合による遺伝子ネットワーク予測

DINIES

医薬品ー標的ネットワーク予測

KofamKOALA

遺伝子機能予測とKEGGマッピング

ケミカル情報解析サービス

内 容

SIMCOMP

化合物類似構造検索

SUBCOMP

化合物部分構造検索

KCaM

糖鎖類似構造検索

PathComp

化合物間の反応経路計算

PathSearch

類似反応経路検索

PathPred

分解・合成反応経路予測

E-zyme化合物間の酵素反応と酵素遺伝子予測

DBGET/LinkDB: ゲノムネット統合データベース検索システム
DBGET は世界中に存在する分子生物学データベースを対象とした統合データベースシステムです。ゲノムネッ
トや KEGG のバックボーンシステムとして利用されています。DBGET でサポートする分子生物学データは、各データベースのエントリー（ページ）をノード、エントリー間の参照情報をエッジ（リンク）とした膨大なグラフとして表現されます。各データベースエントリーはデータベース名とエントリー名（またはアクセッション番号）のペアで指定され、これは一般には対応するページのURLに変換することができます。このような名前空間を考え、名前同士のつながりを蓄積したのが LinkDB データベースです。
DBGET/LinkDB システムでは多数のデータベースを統合するために、データベース利用条件の違い（ミラーリ
ング可、キーワードインデクシング可、リンクのみ）を考慮して、各データベースを以下の５つのカテゴリーに分類しています。

カテゴリー

検索コマンドbget bfind blink

備考

1. KEGGデータベース

yes

yes

yes

2. その他のDBGETデータベース

yes

yes

yes

3. Web上の検索可能データベース

no

yes

yes

4. Web上のリンクのみのデータベース

nono

yes 各サイトのサービスを利用

5. PubMedデータベース

yes

no

yes

KEGGデータベース (カテゴリー1)- 118 -

ゲノムネットでミラーリング

ゲノムネットが提供するKEGGデータベースは以下の通りで、多くのものは毎日更新されています。
データベース

内 容

備考

brite

機能階層・オントロジー

KEGG BRITE

pathway

パスウェイマップ

moduleKEGGモジュールorthology

オーソログ (KO) グループ

genomeKEGG生物種

mgenome

メタゲノム

genes

高精度ゲノム中の遺伝子カタログ

mgenes

メタゲノム中の遺伝子カタログ

compound

化合物

KEGG COMPOUND

glycan

糖鎖

KEGG GLYCAN

reaction

化学反応

rclass

反応クラス

enzyme酵素分類

network

疾患関連のネットワーク要素

KEGG NETWORK

variant

ヒト遺伝子バリアント

KEGG VARIANT

disease

ヒト疾患

KEGG DISEASE

drug

医薬品

dgroup医薬品グループ

expression

マイクロアレイ遺伝子発現プロフィール

KEGG PATHWAY
KEGG ORTHOLOGYKEGG GENOME
KEGG GENES

KEGG REACTION

KEGG DRUG
著者による登録

その他のDBGETデータベース (カテゴリー2)
ゲノムネットがミラーリングしているデータベースは以下の通りです。
データベース
refsequniprot

内

refnuc

核酸塩基配列refpepタンパク質アミノ酸配列

swissprot
tremblrg001

refgene rg002
rg003

容

元サイト
NCBI

タンパク質アミノ酸配列

SIB / EBI

海洋微生物メタゲノムのリファレンス遺伝子セット（OM-RGC） EMBL
ヒト腸内細菌メタゲノムのリファレンス遺伝子セット（IGC）

BGI/EMBL

海洋微生物メタゲノムのリファレンス遺伝子セット（MATOU） Tara Oceans

pdb

タンパク質立体構造

RCSB

pdbstr

PDBアミノ酸配列

京都大学

epd

真核生物プロモーター

ISREC

prositemotifdic pfam

ExPASyタンパク質配列モチーフ

EBI

ncbi-cdd

NCBI

pmd

変異タンパク質

国立遺伝学研究所

aaindex

アミノ酸指標京都大学

carbbank

糖鎖構造 (更新なし)

帝京大学/ジョージア大学

prosdoc

PROSITE文献ExPASy- 119 -

Web上の検索可能データベース (カテゴリー3)
ゲノムネットでキーワード検索のみできるデータベースは以下の通りです。
データベース内 容

元サイト

genbank
insdc

ddbj

NCBI
国立遺伝学研究所

核酸塩基配列embl

EBI

ncbi-gene

Entrez 遺伝子データベース

NCBI

ensembl

真核ゲノムアノテーション

Ensemblhgnc

ヒト遺伝子名

HGNC

brc-dna

ヒト完全長cDNAクローン

理研BRC

brc-epd

植物の完全長cDNAクローン

理研BRC

go

遺伝子オントロジーGOinterproタンパク質ファミリー・ドメイン

EBI

pubchem

PubChem 化合物データベース

NCBI

chebi

ChEBI 化合物データベース

EBI

pdb-ccd

PDB リガンド辞書

PDB

lipidmaps

脂質代謝

LIPIDMAPS

lipidbank

脂質

LipidBank

knapsack

植物二次代謝産物

KNApSAcK

hmdb

ヒトメタボローム

HMDB

3dmet

天然化合物の立体構造

3DMET

drugbank

医薬品とターゲット

DrugBank

ligandbox

医薬品の立体構造

LigandBox

sider

医薬品の副作用

SIDER

LinkDB検索のみ可能なデータベース (カテゴリー4)
LinkDBで検索可能なデータベースは以下のとおりです。
https://www.genome.jp/linkdb/link_only.html
PubMedデータベース (カテゴリー5)
内

データベース
pubmed

容医学・生化学文献データベース- 120 -

元サイト
NCBI

月別のWWWサービス利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 22時00分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

3,330,334

7,424,379

22,636,739

75,248,134

2710.08 GB

5月

3,338,767

7,353,959

25,340,317

81,987,022

3657.69 GB

6月

2,819,784

6,144,291

19,665,567

71,252,833

3394.47 GB

7月

2,650,740

5,502,650

16,628,869

63,962,047

2510.88 GB

8月

2,539,348

5,120,591

15,867,899

66,427,761

3562.04 GB

9月

3,280,586

6,832,328

19,577,853

85,821,074

5645.30 GB

10月

3,447,657

7,487,584

21,326,253

100,552,023

6842.28 GB

11月

3,489,381

7,690,570

24,007,736

107,324,825

6890.61 GB

12月

3,479,002

7,618,144

21,351,196

99,182,4006353.47 GB

1月

3,557,799

7,808,665

24,068,794

104,501,954

6317.05 GB

2月

3,404,333

7,410,285

23,837,045

103,060,908

7032.84 GB

3月

3,741,716

8,324,927

26,521,328

116,016,197

15680.39 GB

合計

39,079,447

84,718,373

260,829,596 1,075,337,178 70597.11 GB

日本: 124,725,002 件
海外: 136,104,594 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 121 -

0件

月別のKEGG利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 23時10分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

3,002,981

6,401,023

14,651,515

60,772,595

1117.07 GB

5月

3,134,281

6,870,223

17,567,079

67,550,334

1593.89 GB

6月

2,642,131

5,730,656

14,549,557

59,914,760

1706.63 GB

7月

2,496,700

5,133,491

12,098,279

54,049,908

998.58 GB

8月

2,387,493

4,751,834

11,924,758

56,614,381

2322.95 GB

9月

3,104,882

6,415,719

15,255,395

75,463,9114223.58 GB

10月

3,262,010

7,048,381

16,467,215

88,762,379

5066.93 GB

11月

3,290,049

7,239,443

17,669,266

93,517,018

5305.98 GB

12月

3,278,383

7,103,619

15,886,095

88,192,514

5070.83 GB

1月

3,354,152

7,271,955

14,622,955

89,576,640

5085.82 GB

2月

3,219,226

6,960,311

15,820,661

88,817,911

5033.62 GB

3月

3,513,692

7,769,092

17,535,198

98,926,783

5663.61 GB

合計

36,685,980

78,695,747

184,047,973

922,159,134

43189.49 GB

日本: 117,283,001 件
海外: 66,764,972 件
不明:0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）
4,653,620

2,326,810

2016年

2017年

2018年

2019年

2020年

訪問者数の推移 (2016年1月より表示)- 122 -

2021年

2022年

月別のMEDICUS利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時08分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

2,823,619

5,991,666

10,484,572

48,233,204

596.08 GB

5月

2,988,491

6,490,209

11,661,833

52,981,821

656.01 GB

6月

2,509,174

5,397,041

9,679,558

47,571,711

566.89 GB

7月

2,379,996

4,832,760

8,633,586

43,075,686

503.02 GB

8月

2,248,941

4,425,335

8,132,414

45,267,614

1787.47 GB

9月

2,566,792

5,300,812

9,872,770

61,568,052

3624.95 GB

10月

2,992,023

6,446,782

11,637,459

74,173,012

4354.92 GB

11月

3,123,088

6,785,810

12,716,537

78,605,461

4607.72 GB

12月

3,112,151

6,678,850

11,466,866

75,039,991

4391.46 GB

1月

3,210,907

6,892,883

12,109,164

78,845,2404616.84 GB

2月

3,065,883

6,535,863

12,062,137

76,015,059

4413.33 GB

3月

3,332,544

7,278,440

13,374,144

84,707,814

4882.24 GB

合計

34,353,609

73,056,451

131,831,040

766,084,665

35000.94 GB

日本: 113,343,218 件
海外: 18,487,822 件
不明:0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）
3,332,544

1,666,272

2016年

2017年

2018年

2019年

2020年

訪問者数の推移 (2016年1月より表示)- 123 -

2021年

2022年

月別のお薬手帳利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時27分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

9,449

11,08648,26254,073206.44 MB

5月

8,021

9,616

44,33849,352

186.27 MB

6月

6,614

8,086

38,70542,535159.15 MB

7月

8,841

10,38443,35346,657149.24 MB

8月

11,262

12,972

51,74056,138175.14 MB

9月

8,403

9,948

40,501

44,109149.76 MB

10月

9,207

11,03646,03950,019176.44 MB

11月

9,793

11,54846,70950,154163.49 MB

12月

10,082

11,98550,82754,069174.63 MB

1月

11,37913,43455,34259,061186.84 MB

2月

11,377

13,332

52,04355,253165.25 MB

3月

15,954

18,44665,562

68,595

195.74 MB

合計

120,382

141,873583,421630,015

2.04 GB

日本: 566,637 件
海外: 16,784 件
不明:

0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）
15,954

7,977

2016年

2017年

2018年

2019年

2020年

訪問者数の推移 (2016年4月より表示)- 124 -

2021年

2022年

月別のKEGG API利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月19日 14時46分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

31,49975,72751,388,774

51,389,175

584.55 GB

5月

28,96472,802

45,666,664

45,667,067

642.01 GB

6月

27,29068,161

41,739,997

41,740,215

904.81 GB

7月

24,12960,12950,567,830

50,568,167

718.77 GB

8月

24,71260,51678,387,054

78,387,400

742.93 GB

9月

783,491

2,219,058

80,827,012

80,827,347

1002.75 GB

10月

933,0172,725,656

53,468,685

53,468,993

794.41 GB

11月

30,26973,18042,672,091

42,672,553

752.62 GB

12月

28,13364,59947,409,563

47,410,069

709.67 GB

1月

22,72552,792

31,123,646

31,124,679

645.65 GB

2月

27,452

66,98047,599,286

47,599,744

758.02 GB

3月

33,55786,39969,585,714

69,586,202

994.39 GB

合計

1,995,238

5,625,999

640,436,316

640,441,611

9250.58 GB

日本: 17,687,381 件
海外: 622,748,935 件
不明:0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）
1,638,217

819,108

2016年

2017年

2018年

2019年

2020年

訪問者数の推移 (2016年1月より表示)- 125 -

2021年

2022年

月別のKEGGを除くサービス利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 17時59分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

298,532

809,355

3,391,238

7,194,420

826.53 GB

5月

162,942

339,357

3,769,680

7,801,000

1412.66 GB

6月

135,819

277,8292,595,294

6,298,039

989.23 GB

7月

114,759

246,4662,678,146

5,804,711

859.09 GB

8月

112,433

232,160

2,356,060

6,099,410

811.81 GB

9月

135,349

275,284

2,327,484

5,922,409

880.06 GB

10月

151,736

301,587

2,671,598

6,987,080

1190.46 GB

11月

161,575

320,148

3,159,022

7,797,166

935.08 GB

12月

162,665

390,969

2,999,318

6,357,272

798.94 GB

1月

169,091

405,5102,740,656

6,129,956

669.47 GB

2月

150,293

312,301

2,355,182

6,074,482

1334.30 GB

3月

187,826

392,820

2,887,706

7,934,7209245.90 GB

合計

1,943,020

4,303,786

33,931,384

80,400,665

19953.53 GB

日本: 4,813,396 件
海外: 29,117,988 件
不明:0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）
298,532

149,266

2016年

2017年

2018年

2019年

2020年

訪問者数の推移 (2016年4月より表示)- 126 -

2021年

2022年

月別のLinkDB利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 09時46分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

149,129

311,057

534,189

685,287

60.72 GB5月

32,39841,149381,658

526,880

40.47 GB6月

16,87324,464426,295

556,805

26.07 GB7月

15,073

26,536

268,104

389,33129.62 GB8月

14,44819,854

360,629595,44235.37 GB9月

16,901

22,971

184,496

312,74744.70 GB10月

19,42926,521

205,546

359,053

34.73 GB

11月

20,417

27,875

181,937

338,888

46.73 GB12月

16,172

21,818

191,580

357,191

31.51 GB

1月

14,714

19,769183,818

293,42131.26 GB2月

17,71725,345

190,477

324,31549.28 GB3月

21,77332,406

222,381

381,486

58.44 GB

合計

355,044599,765

3,331,110

5,120,846

488.91 GB

日本:

82,111 件

海外: 3,248,999 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 127 -

0件

月別のMGENES利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時13分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

531

676

1,382

2,212

9.70 GB

5月

606

792

2,959

3,875

399.46 GB

6月

574

745

2,256

3,409

134.68 GB

7月

452

616

1,837

2,701

318.22 MB

8月

453

603

1,715

2,399

328.10 MB

9月

1,410

1,652

2,253

3,009

28.95 GB

10月

532

692

2,595

3,432

17.21 GB

11月

538

739

1,451

2,303

70.56 GB

12月

447

614

2,413

3,293

96.02 GB

1月

474

619

1,097

1,911

70.48 GB

2月

457

591

1,076

1,828

429.41 GB

3月

669

852

1,749

3,742

8059.69 GB

合計

7,143

9,191

22,783

34,1149316.80 GB

日本: 4,097 件
海外: 18,686 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 128 -

0件

月別のOC利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時19分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

6,769

9,712

11,866

14,17858.42 GB

5月

341

570

1,634

3,674

48.88 GB

6月

395

623

1,460

4,493

42.50 GB

7月

281

526

1,128

4,244

39.79 GB

8月

237

356

933

2,440

46.33 GB

9月

323

457

1,395

3,045

47.92 GB

10月

316

447

1,029

2,893

3.50 GB

11月

337

517

1,360

3,844

82.50 GB

12月

264

460

932

2,386

2.97 GB

1月

263

449

910

2,477

10.71 GB

2月

296

474

1,185

3,347

14.41 GB

3月

321

531

3,457

5,198

6.03 GB合計

10,143

15,122

27,28952,219403.96 GB

日本: 1,798 件
海外: 25,491 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 129 -

0件

月別のVirus-Host DB利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時41分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

5,017

6,996

18,734

74,6189.26 GB

5月

5,199

7,045

83,331

142,804

32.69 GB

6月

4,817

6,619

15,18273,67114.76 GB

7月

4,584

6,588

32,18888,53725.63 GB

8月

4,974

6,659

19,51375,846

20.11 GB

9月

5,409

7,180

14,91075,47915.04 GB

10月

6,178

8,351

21,99691,43513.04 GB

11月

6,740

9,433

41,065

118,823

13.09 GB

12月

5,962

7,750

23,091

90,95910.74 GB

1月

5,808

7,689

16,05784,0337.68 GB

2月

5,878

7,762

16,77385,507

13.58 GB

3月

7,767

10,50238,544

120,891

26.49 GB合計

68,33392,574

341,384

1,122,603

202.10 GB

日本: 63,454 件
海外: 277,930 件
不明:0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）
12,984

6,492

2016年

2017年

2018年

2019年

2020年

訪問者数の推移 (2016年8月より表示)- 130 -

2021年

2022年

月別のTaxonomy利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時38分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

774

1,095

1,580

7,186

134.28 MB

5月

649

798

1,298

6,664

91.73 MB

6月

606

719

1,119

6,035

91.62 MB

7月

466

571

1,003

5,055

127.69 MB

8月

729

866

1,107

4,900

723.64 MB

9月

784

894

1,239

5,976

13.41 GB

10月

1,549

1,890

2,591

8,433

241.74 MB

11月

1,001

1,398

2,871

9,003

1.95 GB

12月

1,301

1,541

2,018

6,743

903.87 MB

1月

1,079

1,264

2,734

8,237

1.99 GB

2月

1,158

1,313

2,150

10,5725.43 GB

3月

1,427

1,674

2,349

10,4703.06 GB

合計

11,523

14,02322,05989,27428.10 GB日本: 1,045 件
海外: 21,014 件
不明:

0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）
2,266

1,133

2017年

2018年

2019年

2020年

訪問者数の推移 (2017年1月より表示)- 131 -

2021年

2022年

月別のReaction Ontology利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時32分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

1,503

2,096

7,546

78,733803.30 MB

5月

1,528

2,234

7,653

79,810777.48 MB

6月

1,324

1,720

6,200

90,153900.59 MB

7月

950

1,450

5,352

69,485669.25 MB

8月

914

1,425

5,650

54,554531.30 MB

9月

1,180

1,687

6,932

68,871705.29 MB

10月

1,166

1,580

7,850

97,488954.56 MB

11月

1,182

1,555

7,245

96,213938.33 MB

12月

1,088

1,434

6,368

65,874650.82 MB

1月

894

1,193

6,098

58,024583.12 MB

2月

1,120

1,374

5,965

69,872690.64 MB

3月

1,383

1,681

8,124

94,561945.86 MB

合計

14,232

19,42980,983

923,638

8.94 GB日本: 7,589 件
海外: 73,394 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 132 -

0件

月別のvarDB利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時38分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

830

1,136

2,213

4,452

72.77 MB

5月

804

1,004

2,300

5,056

74.60 MB

6月

702

918

2,169

4,040

51.47 MB

7月

644

843

1,811

3,542

49.26 MB

8月

650

863

1,838

3,496

50.52 MB

9月

839

1,079

2,209

4,047

51.02 MB

10月

821

1,158

2,678

4,866

63.97 MB

11月

903

1,441

2,613

5,005

67.12 MB

12月

708

1,163

1,923

3,348

41.97 MB

1月

805

1,294

1,950

3,456

44.33 MB

2月

628

1,051

1,737

3,147

39.85 MB

3月

811

1,225

2,107

3,833

48.73 MB

合計

9,145

13,17525,54848,288655.63 MB

日本:

981 件

海外: 24,567 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 133 -

0件

月別のSequence Analysis利用状況（2022年度）(BLAST / FASTA / MOTIF/ MAFFT / CLUSTALW / PRRN / TREE)
更新日時：2023年4月4日 13時35分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

30,35755,3351,030,457

1,560,299

86.26 GB

5月

46,124

98,1401,665,336

2,205,062

96.38 GB6月

31,63958,844

773,709

1,296,178

69.55 GB7月

25,35348,7801,081,354

1,542,691

64.06 GB

8月

22,593

43,577925,179

1,335,24133.80 GB9月

27,12051,078804,562

1,286,542

45.81 GB

10月

30,46355,748821,134

1,346,964

129.85 GB

11月

38,21872,175

1,056,896

1,669,606

111.77 GB

12月

61,039193,373

1,513,361

2,003,889

87.10 GB1月

47,135

165,789

1,486,255

1,953,905

90.42 GB2月

38,32484,248728,954

1,226,882

64.61 GB3月

43,76296,490752,782

1,327,389

92.37 GB合計

442,127

1,023,577

12,639,979

18,754,648

972.01 GB

日本: 2,736,224 件
海外: 9,903,755 件
不明:0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）

月別のサービス訪問者数比較（2022年度）
月

BLAST

FASTA

MOTIF

MAFFT

CLUSTALW

PRRN

TREE

4月

4,420

854

3,178

949

23,394

620

4,562

5月

18,504

985

3,609

1,039

24,532

664

4,924

6月

6,202

892

3,344

1,147

22,640

579

4,271

7月

3,686

797

2,941

767

19,233

454

3,543

8月

3,098

683

2,867

821

17,154

473

2,919

9月

3,514

812

3,093

889

21,038

446

3,872

10月

4,211

920

3,483

1,245

23,311

641

4,239

11月

7,108

895

4,100

1,326

27,647

642

5,730

12月

35,173

741

3,587

1,036

22,738

510

4,486

1月

22,956

746

3,109

930

21,183

504

4,577

2月

12,980

758

3,364

986

22,219

486

4,563

3月

13,494

866

4,203

1,084

26,826

506

5,111

合計

135,346

9,949

40,878

12,219271,915

6,525

52,797- 134 -

月別のBLAST利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 17時15分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

4,420

7,344

44,55069,787

3.81 GB

5月

18,504

48,824

376,668

401,998

11.55 GB

6月

6,202

10,85050,83375,002

3.92 GB

7月

3,686

6,689

46,77570,186

3.51 GB

8月

3,098

5,430

39,49860,766

3.12 GB

9月

3,514

6,976

42,68365,3743.29 GB

10月

4,211

7,335

46,172

72,3834.34 GB

11月

7,108

15,05888,546116,061

4.35 GB

12月

35,173

147,546769,268

798,806

16.78 GB

1月

22,956

121,519

719,593

740,871

15.78 GB2月

12,98037,106

128,764

151,767

5.01 GB3月

13,49440,723

128,179

156,856

6.55 GB合計

135,346

455,400

2,481,529

2,779,857

82.01 GB

日本: 253,951 件
海外: 2,227,578 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 135 -

0件

月別のFASTA利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 18時33分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

854

1,049

2,353

3,988

117.18 MB

5月

985

1,152

3,353

5,821

410.73 MB

6月

892

1,110

4,254

7,293

452.09 MB

7月

797

940

1,917

3,627

133.22 MB

8月

683

822

1,839

3,352

160.65 MB

9月

812

984

4,201

7,096

697.85 MB

10月

920

1,096

3,692

6,380

522.04 MB

11月

895

1,069

5,527

7,788

133.71 MB

12月

741

872

1,780

3,224

82.51 MB

1月

746

903

2,180

3,966

146.59 MB

2月

758

879

1,943

3,440

88.69 MB

3月

866

983

2,241

4,020

128.86 MB

合計

9,949

11,85935,28059,9953.00 GB

日本: 9,413 件
海外: 25,867 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 136 -

0件

月別のMOTIF利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時17分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

3,178

4,607

23,38029,121

1.54 GB

5月

3,609

5,089

23,376

29,7701.46 GB

6月

3,344

4,802

21,982

27,982

5.13 GB

7月

2,941

4,410

23,651

29,326959.09 MB

8月

2,867

4,223

26,50931,681

1.48 GB

9月

3,093

4,390

27,99633,3632.60 GB

10月

3,483

4,870

30,26836,31042.78 GB

11月

4,100

5,876

27,69035,0111.80 GB

12月

3,587

5,112

26,59632,443

1.39 GB

1月

3,109

4,298

20,01025,2293.60 GB

2月

3,364

4,738

20,04325,6732.68 GB

3月

4,203

6,008

30,04237,293

1.88 GB

合計

40,87858,423

301,543

373,20267.28 GB

日本: 26,116 件
海外: 275,427 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 137 -

0件

月別のMAFFT利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 09時48分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

949

1,152

3,904

8,462

103.73 MB

5月

1,039

1,277

5,742

11,99662.76 MB

6月

1,147

1,571

8,710

15,737116.36 MB

7月

767

984

2,981

6,627

69.55 MB

8月

821

1,066

3,443

7,338

75.34 MB

9月

889

1,114

4,455

8,743

57.22 MB

10月

1,245

1,557

8,791

18,99188.56 MB

11月

1,326

1,614

7,080

15,69672.74 MB

12月

1,036

1,295

4,388

9,687

60.15 MB

1月

930

1,165

4,617

10,58656.37 MB

2月

986

1,167

3,900

8,930

77.05 MB

3月

1,084

1,277

4,721

10,74758.85 MB合計

12,21915,23962,732

133,540898.69 MB

日本: 14,024 件
海外: 48,708 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 138 -

0件

月別のCLUSTALW利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 17時22分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

23,39442,562

291,323700,288

19.68 GB5月

24,53243,301

298,122718,269

19.30 GB

6月

22,64042,410288,747

698,680

13.22 GB7月

19,23336,812

258,339621,31012.77 GB8月

17,15433,131

243,020563,591

13.84 GB9月

21,03838,619282,091

658,94417.30 GB10月

23,31142,470298,666

703,975

48.13 GB11月

27,64749,995364,292

832,218

24.59 GB

12月

22,73839,763

280,253

651,21922.93 GB

1月

21,18338,294257,922612,31128.82 GB

2月

22,21940,909298,847

685,09726.65 GB3月

26,82648,788327,727

771,269

25.48 GB合計

271,915

497,0543,489,349

8,217,171272.72 GB

日本: 875,011 件
海外: 2,614,338 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 139 -

0件

月別のPRRN利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時30分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

620

713

2,401

4,339

22.71 MB

5月

664

754

2,304

4,150

23.67 MB

6月

579

675

1,860

3,230

13.76 MB

7月

454

518

1,240

2,191

11.49 MB

8月

473

512

1,005

2,045

11.02 MB

9月

446

482

1,062

1,889

8.31 MB

10月

641

740

2,255

3,966

18.48 MB

11月

642

758

1,955

3,512

15.82 MB

12月

510

569

1,254

2,217

10.44 MB

1月

504

556

1,333

2,242

11.54 MB

2月

486

542

1,155

2,048

9.95 MB

3月

506

602

1,339

2,363

16.37 MB

合計

6,525

7,421

19,16334,192173.55 MB

日本: 1,991 件
海外: 17,172 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 140 -

0件

月別のTREE利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 17時28分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

4,562

6,333

675,788749,362

1.38 GB

5月

4,924

6,705

968,817

1,037,120

1.75 GB

6月

4,271

5,936

408,341

471,864995.56 MB

7月

3,543

5,008

754,870808,052

1.44 GB

8月

2,919

4,225

617,918

666,3111.29 GB

9月

3,872

5,429

452,648

515,406

1.11 GB

10月

4,239

5,857

444,607510,395

1.02 GB

11月

5,730

8,011

572,761

661,4421.35 GB

12月

4,486

6,253

440,858

509,1931.04 GB

1月

4,577

6,943

491,899561,659

1.27 GB

2月

4,563

6,455

286,299354,951827.12 MB

3月

5,111

6,928

272,262

347,614874.46 MB

合計

52,79774,083

6,387,068

7,193,369

14.29 GB日本: 1,583,681 件
海外: 4,803,387 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 141 -

0件

月別のGenome Analysis利用状況（2022年度）(DiGAlign / ViPTree / KAAS / KofamKOALA / GENIES / DINIES)
更新日時：2023年4月3日 18時40分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

6,199

11,393

117,430

296,074

15.05 GB

5月

5,960

11,720212,309396,57629.50 GB

6月

5,374

10,400135,164

302,530

15.94 GB

7月

4,605

9,820

91,579231,002

12.07 GB

8月

4,467

8,390

76,281

191,804

10.79 GB

9月

4,452

8,902

87,152

205,483

9.85 GB

10月

5,095

9,675

125,552

260,50122.65 GB

11月

5,158

10,511

96,438244,759

10.86 GB

12月

4,778

9,526

112,270

283,895

17.36 GB

1月

4,060

7,543

82,091

218,801

21.58 GB

2月

5,031

9,820

144,371297,655

23.08 GB

3月

6,159

11,891

94,769234,716

12.35 GB合計

61,338

119,591

1,375,406

3,163,796

201.09 GB

日本: 113,099 件
海外: 1,262,307 件
不明:0件

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）

月別のサービス訪問者数比較（2022年度）
月

DigAlign

ViPTree

KAAS

KofamKOALA

GENIESDINIES

4月

68

774

3,432

1,750

154

170

5月

148

756

3,338

1,678

163

235

6月

128

693

3,081

1,509

137

215

7月

113

632

2,727

1,410

99

192

8月

126

599

2,630

1,379

107

221

9月

119

678

2,595

1,384

115

189

10月

105

622

2,926

1,828

121

141

11月

123

780

2,881

1,725

102

161

12月

129

823

2,623

1,507

107

177

1月

91

707

2,142

1,294

75

154

2月

126

812

2,856

1,546

84

166

3月

104

934

3,521

2,017

99

179

合計

1,380

8,810

34,752- 142 -

19,027

1,363

2,200

月別のDiGAlign利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 17時24分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

68

84

571

905

14.84 MB

5月

148

228

2,799

4,148

106.42 MB

6月

128

241

20,21840,688787.43 MB

7月

113

164

1,574

2,502

36.29 MB

8月

126

186

4,993

7,985

215.08 MB

9月

119

168

1,228

2,098

116.03 MB

10月

105

144

548

1,018

22.21 MB

11月

123

198

2,183

3,593

61.97 MB

12月

129

210

5,914

10,7132.43 GB

1月

91

145

3,816

10,781

234.51 MB

2月

126

173

2,227

4,904

1.84 GB

3月

104

139

538

1,104

84.90 MB

合計

1,380

2,080

46,60990,4395.91 GB

日本: 26,513 件
海外: 20,096 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 143 -

0件

月別のVipTree利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 13時43分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

774

1,594

41,902

145,172

2.89 GB

5月

756

1,553

38,481

124,373

3.42 GB

6月

693

1,375

42,375133,091

5.23 GB

7月

632

1,217

34,637

106,945

3.36 GB

8月

599

1,122

28,56393,0333.93 GB

9月

678

1,323

32,031

98,9022.50 GB

10月

622

1,191

29,01190,4439.23 GB

11月

780

1,508

34,812

116,933

2.84 GB

12月

823

1,722

50,617

174,206

11.64 GB

1月

707

1,392

44,129141,339

15.05 GB

2月

812

1,540

43,453

133,788

5.61 GB

3月

934

1,742

35,045

117,461

3.99 GB

合計

8,810

17,279455,056

1,475,686

69.68 GB

日本: 57,337 件
海外: 397,719 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 144 -

0件

月別のKAAS利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 18時42分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

3,432

6,255

51,34978,1296.17 GB

5月

3,338

6,726

139,975

173,627

14.64 GB

6月

3,081

5,725

48,03372,747

3.89 GB

7月

2,727

5,427

36,46757,5283.80 GB

8月

2,630

4,931

31,94551,6533.87 GB

9月

2,595

5,199

40,67360,5494.59 GB

10月

2,926

5,284

75,474

104,082

9.02 GB

11月

2,881

5,704

40,43863,4683.84 GB

12月

2,623

5,285

43,19763,0983.23 GB

1月

2,142

3,923

23,74939,6833.02 GB

2月

2,856

5,723

77,489104,454

14.77 GB

3月

3,521

6,741

43,54968,4715.64 GB

合計

34,752

66,923652,338

937,489

76.45 GB

日本: 36,067 件
海外: 616,271 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 145 -

0件

月別のKofamKOALA利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月4日 09時43分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

1,750

3,007

16,54358,331

4.17 GB

5月

1,678

2,996

24,084

81,571

8.69 GB

6月

1,509

2,989

18,97465,8785.17 GB

7月

1,410

3,348

17,95962,0784.77 GB

8月

1,379

2,435

11,51840,9312.75 GB

9月

1,384

2,483

11,721

41,4942.51 GB

10月

1,828

3,403

18,501

61,556

4.26 GB

11月

1,725

3,449

18,58660,3044.07 GB

12月

1,507

2,592

11,44837,9582.36 GB

1月

1,294

2,223

8,750

29,7893.35 GB

2月

1,546

2,620

12,992

46,8932.50 GB

3月

2,017

3,538

12,33842,8982.50 GB

合計

19,02735,083

183,414629,68147.11 GB

日本: 9,381 件
海外: 174,033 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 146 -

0件

月別のGENIES利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 18時41分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

154

326

631

1,120

32.35 MB

5月

163

344

628

1,084

33.90 MB

6月

137

321

767

1,235

54.28 MB

7月

99

262

530

953

20.30 MB

8月

107

262

504

898

29.49 MB

9月

115

260

514

925

21.52 MB

10月

121

311

1,114

2,085

66.18 MB

11月

102

261

519

938

24.39 MB

12月

107

282

541

958

44.73 MB

1月

75

252

579

995

45.68 MB

2月

84

247

568

989

32.63 MB

3月

99

282

518

952

50.08 MB

合計

1,363

3,410

7,413

13,132455.54 MB

日本: 1,822 件
海外: 5,591 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 147 -

0件

月別のDINIES利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 17時27分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

170

316

911

1,858

124.45 MB

5月

235

417

1,492

3,035

191.91 MB

6月

215

386

1,313

2,719

217.88 MB

7月

192

331

1,077

2,589

123.70 MB

8月

221

337

1,155

2,693

213.24 MB

9月

189

313

1,261

2,661

235.33 MB

10月

141

285

781

1,664

77.17 MB

11月

161

304

701

1,734

81.35 MB

12月

177

297

824

2,032

79.09 MB

1月

154

288

2,812

4,923

120.51 MB

2月

166

309

8,550

10,212

174.18 MB

3月

179

333

2,629

4,244

182.47 MB

合計

2,200

3,916

23,50640,364

1.78 GB

日本:

403 件

海外: 23,103 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 148 -

0件

月別のChemical Analysis利用状況（2022年度）(SIMCOMP / SUBCOMP / KCaM / PathComp / PathSearch / PathPred / Ezyme)
更新日時：2023年4月3日 17時18分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

2,102

2,706

13,421

23,806326.82 MB

5月

2,224

2,896

11,032

23,142478.14 MB

6月

2,179

2,890

16,94339,153464.43 MB

7月

1,855

2,415

7,997

20,487343.00 MB

8月

1,743

2,262

12,70922,946498.99 MB

9月

2,044

2,706

8,101

19,142

312.33 MB

10月

2,249

2,902

10,55828,093452.44 MB

11月

2,252

2,850

10,821

22,985415.69 MB

12月

1,889

2,491

7,264

19,233219.50 MB

1月

1,663

2,191

6,837

15,978285.86 MB

2月

2,057

2,651

11,60030,599875.14 MB

3月

2,280

2,930

9,172

25,410275.08 MB

合計

24,53731,890126,455

290,974

4.83 GB日本: 14,764 件
海外: 111,691 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 149 -

0件

月別のGenomeNet API利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月1日 07時06分

4月

5月

6月

7月

8月

9月

10月 11月 12月

1月

2月

3月

月

訪問者

訪問数

ページ

件数

バイト

4月

947

1,855

191,375

191,377

11.15 GB

5月

876

1,646

58,55858,5603.23 GB

6月

1,011

1,948

124,148

124,151

20.76 GB

7月

978

1,923

36,471

36,474

1.26 GB

8月

922

1,938

993,529993,531

1.54 GB

9月

913

1,941

1,606,337

1,606,340

4.38 GB

10月

994

1,986

106,832

106,835

1.45 GB

11月

1,021

2,910

172,768

172,771

5.36 GB

12月

947

2,181

378,306

378,309

6.73 GB

1月

987

2,081

348,438

348,443

1.59 GB

2月

877

2,166

26,92526,931478.03 MB

3月

1,163

3,760

411,701

411,705

7.74 GB合計

11,63626,335

4,455,388

4,455,427

65.65 GB

日本: 3,046,558 件
海外: 1,408,830 件
不明:

国内外のアクセスページ数比率（2022年度）- 150 -

0件

月別のFTPサービス利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 18時36分

4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月

月

訪問

訪問

者

数

227

/db/rclass//db/community/ /db/mgenes//db/refgene/ /db/virushostdb/(件数 バイ(件数 バイト) (件数 バイト)
(件数 バイト)(件数 バイト)ト)/kegg/(件数 バイ/tools/(件数 バイ

ト)

ト)

件数

バイト

389

10,728893.71
GB

180

67.11
MB

4

3

18.40
MB

1

2.89 KB

124

278.11
MB

409

2.70
70.84
115
GB
MB

5
197
月

325

11,504799.62GB

271

400.65MB

4 86.07 KB 3

46.38
MB

2

5.79 KB

69

175.86
MB

358

2.71
137.72
44
GB
KB

6
月

149

287

27,027790.51
GB

235

422.78MB

11.61 KB

9

5.77
MB

5 14.47 KB

39235.65
MB

439

3.07
54.46
106
GB
MB

7
月

174

336

35,8481231.17161.34
17,519GB
GB

2

3.23 KB

00

5 14.47 KB

1175.06 MB

343

2.67
53.12
82
GB
MB

8
月

154

326

70,6993428.84116.94152.46
18,59958 11.22 MB 25
4 11.58 KB 862
GB
GB
MB

2.66 GB403

2.82
109.85
257
GB
MB

9
月

200

332

7,149

1116.13
GB

443

54.84
GB

4

2.45 MB5

100.803MB8.68 KB

291

783.27
MB

353

2.73
42
GB

10
154
月

244

15,613828.83
GB

79

32.06
MB

0

0

4

37.38
KB

1

2.89 KB

84

165.20
MB

384

2.80
116.42
34
GB
KB

11
206
月

305

22,9111109.21GB

208

3.45 GB 1

1.61 KB

2

18.69
KB

4 11.58 KB 100

193.31
MB

332

2.46
294.21
48
GB
KB

12
184
月

276

88,2605017.05
GB

59

32.05
MB

1 81.23 KB 5

1.94
MB

1

2.89 KB

104

150.30
MB

341

2.51
238.18
30
GB
KB

1
月

175

305

8,073

859.95
GB

188

28.52
MB

2

162.46
KB

3

48.05
MB

0

0

619

1.69 GB

277

2.25
39.40
10
GB
KB

2
月

150

268 160,451

1117.43
GB

155

50.70
MB

1 81.23 KB 3

12.03
KB

3

8.68 KB

110

460.89
MB

307

2.30
266.68
50
GB
KB

358

1475.68GB

263

132.03
MB

0

1.94
MB

0

0

86

282.05
MB

400

2.80
219.32
65
GB
KB

4
月

3
177
月
合
計

21,031

2,147 3,751 479,294

1.58 MB

0

7

7.62
MB

18668.13
337.72375.8031.83
297.1838,19978 15.66 MB 69
29 83.94 KB 2,499 7.08 GB 4,346
883
GB
GB
MB
GB
MB

日本: 20,022 件
海外: 459,272 件
不明:

国内外のアクセス件数比率（2022年度）- 151 -

0件

月別のMEDICUS FTP利用状況（2022年度）
更新日時：2023年4月3日 18時37分

4月 5月 6月 7月 8月 9月 10月 11月 12月 1月 2月 3月
月

訪問者

訪問数

件数

バイト

4月

52

121

8,033

2.72 GB

5月

42

107

3,130

2.72 GB

6月

38

102

9,752

3.10 GB

7月

32

84

16,0442.78 GB

8月

47

116

46,2402.98 GB

9月

35

100

1,419

2.73 GB

10月

34

90

13,0662.84 GB

11月

40

95

19,8022.53 GB

12月

30

87

23,5072.59 GB

1月

29

80

4,483

2.27 GB

2月

29

77

156,524

2.83 GB

3月

48

120

16,4042.91 GB

合計

456

1,179

318,404

33.00 GB日本: 18,603 件
海外: 299,801 件
不明:

国内外のアクセス件数比率（2022年度）- 152 -

0件

講習会等開催履歴
1991 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

1992.01.04

内

容

参加者

講

師 (敬称略)講師 (敬称略)講師 (敬称略)講師 (敬称略)

スーパーコンピューター稼働開始

1992.01.14

1日 スーパーコンピューター利用説明会(宇治地区)

1992.01.28

2日 QUANTA 講習会

1992.02.19

1日 スーパーコンピューターラボラトリー披露式

1992.02.27

1日 スーパーコンピューター利用説明会(京大、ゲノム)

1992.02.27

2日 QUANTA 講習会

約70
名
15名 CTCラボ社 今村 浩三
約50
名
17名 CTCラボ社 今村 浩三

1992 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

1992.06.02

1日 CHARMm 講習会

48名 CTCラボ社 今村 浩三

1992.11.18

1日 UniChem1.1 講習会

16名 日本クレイ社 田村

1992.11.24

1日 BIOSYM 講習会

8名 菱化システム社 片岡 良一

1992.12.01

2日 FORTRAN 講習会

25名 日本クレイ社 木下祐介
利博

1993 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

1993.04.19

1日 スーパーコンピューター利用説明会

約50
名

1993.04.20

1日 データベース利用講習会

32名 化学研究所 荻原 淳

1993.05.18

3日 UNICOS 講習会

18名 日本クレイ社 飯坂剛一

1993.06.15

3日 Ｃ言語入門 講習会

8名 日本クレイ社 飯坂剛一

1993.07.13

1日 QUANTA/CHARMm 講習会

14名 CTCラボ社 今村 浩三

1993.07.28

1日 Insight2/Discover 講習会

9名 菱化システム社 片岡 良一

1993.10.19

1日 UniChem2.0 講習会

4名 日本クレイ社 飯坂剛一

1993.10.21

1日 FORTRAN/C 最適化講習会

8名 日本クレイ社 飯坂剛一

1993.11.24

1日 CHARMm22 講習会(応用編)

11名 CTCラボ社 今村 浩三

1994.01.28

1日 ドキュメントツール講習会

7名 日本クレイ社 飯坂剛一

1994 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

1994.04.19

1日 スーパーコンピューター利用説明会

56名

1994.05.27

1日 AVS 講習会

4名 旭化成情報システム社 山口

1994.06.24

1日 FORTRAN最適化 講習会

7名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1994.07.14

2日 UNIX 講習会

16名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1994.07.29

1日 UniChem2.0 講習会

4名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1994.09.21

1日 ドキュメントツール 講習会

10名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1994.09.27

1日 QUANTA4.0/CHARMm22.2 講習会

15名 CTCラボ社 今村 浩三

1994.10.21

1日 FORTRAN90 講習会

5名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1994.11.18

1日 UniChem2.3 講習会

1名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.02.17

1日 ドキュメントツール 講習会

10名 日本クレイ社 佐藤

一茂

宏1995 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

1995.04.18

0.5日 スーパーコンピューター利用説明会(宇治地区)

30名

1995.04.19

0.5日 ゲノムネットデータベース利用説明会

21名 京都大学化学研究所 秋山

1995.04.25

0.5日 スーパーコンピューター利用説明会(吉田地区)

29名

1995.04.25

0.5日 ゲノムネットデータベース利用説明会(吉田地区)

78名 京都大学化学研究所 秋山

1995.05.19

0.5日 ネットワーク入門

16名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.05.19

0.5日 UNIX入門

15名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.05.25

1日 QUANTA/CHARMm

1995.06.02

1日 UNIX応用

5名 CTCラボ社 高橋 伸一- 153 -

7名 日本クレイ社 佐藤

一茂

泰
泰

師 (敬称略)1995.07.28

1日 UniChem

5名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.08.11

1日 Ｃ言語入門

5名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.08.24

1日 FORTRAN最適化

5名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.08.25

1日 Fortran90

4名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.09.01

1日 ドキュメントツール

2名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.09.14

0.5日 ネットワーク入門

4名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.10.20

0.5日 WWW講習会

13名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1995.11.15

0.5日 ゲノムネットデータベース利用説明会(病院地区)

51名 京都大学化学研究所 金久1995.11.17

0.5日 ＣＲＡＹツール

3名 日本クレイ社 佐藤

1995.12.13

0.5日 QUANTA-NMRオプション説明会

實

一茂

3名 CTCラボ社 高橋 伸一

1996.02.14

1日 QUANTA/CHARMm

18名 CTCラボ社 高橋 伸一

1996.03.14

1日 ドキュメントツール

2名 日本クレイ社 佐藤

一茂

1996 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

1996.04.19

0.5日 スーパーコンピューター利用説明会

8名

1996.05.16

0.5日 UNIX入門

9名 日本クレイ社 福本

淳司

1996.05.17

0.5日 ネットワーク入門

12名 日本クレイ社 福本

淳司

1996.05.22

0.5日 ゲノムネットデータベース利用説明会(吉田地区)

4名 京都大学化学研究所 五斗1996.06.21

1日 UniChem

11名 日本クレイ社 福本

1996.06.28

1日 QUANTA/CHARMm

8名 CTCラボ社 高橋 伸一

1996.07.16

0.5日 ゲノムネットデータベース利用説明会

師 (敬称略)進淳司

36名 京都大学化学研究所 五斗1996.07.25

1日 Fortran90

2名 日本クレイ社 福本

淳司

1996.09.26

1日 FORTRAN最適化

2名 日本クレイ社 福本

淳司

1996.10.02

1日 ドキュメントツール

5名 日本クレイ社 福本

淳司

進1997 年度の講習会等開催記録
開催日
1997.04.15

期間

内

容

参加者

0.5日 スーパーコンピューター利用説明会

講師 (敬称略)39名

1997.06.12

1日 Origin2000最適化

12名 日本SGIクレイ社 芦沢 芳夫

1997.06.19

1日 ネットワーク入門

15名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.06.19

1日 UNIX入門

16名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.07.17

1日 UniChem

10名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.09.04

1日 Fortran90

4名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.09.08

1日 QUANTA/CHARMm

6名 CTCラボ社 盛 崇

1997.09.11

1日 Ｃ言語入門

4名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.09.17

1日 Cerius2基礎

3名 CTCラボ社 安田 誠

1997.09.24

1日 InsightII/Discover基礎

3名 CTCラボ社 長浜 明子

1997.10.16

1日 ドキュメントツール

3名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.12.18

1日 MIPSproFortranプログラミング

6名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1997.12.09

1日 QUANTA/CHARMm応用

1名 CTCラボ社 盛 崇

1997.12.15

1日 Cerius2基礎

2名 CTCラボ社 安田 誠

1997.12.26

1日 InsightII/Discover応用

1名 CTCラボ社 長浜 明子

1998.01.12

1日 QUANTA/Biodolvmer

1名 CTCラボ社 盛 崇

1998.01.13

1日 QUANTA/Homologv

1名 CTCラボ社 盛 崇

1998.01.23

1日 InsightII/Homologv

1名 CTCラボ社 盛 崇1998 年度の講習会等開催記録
開催日
1998.04.21
1998.04.22

期間

内

容

参加者

1日 InsightII/Discover基礎

1 名 CTCラボ社 盛 崇

1日 InsightII/Discover応用

1 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.04.21

0.5日 スーパーコンピューター利用説明会

22名 京都大学化学研究所 金久 實

1998.05.14

0.5日 パソコンからの利用

9 名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.05.14

0.5日 UNIX入門

5 名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.05.15

1日 UNIX応用

5 名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.05.22

1日 UNIX入門

5 名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.06.19

1日 HTML入門

7 名 日本SGIクレイ社 福本 淳司

1998.06.23

1日 FORTRAN最適化

5 名 日本SGIクレイ社 福本 淳司- 154 -

講師 (敬称略)1998.07.17

1日 UniChem

10 名 日本SGI社 福本 淳司

1998.08.07

1日 HTML入門

5 名 日本SGI社 福本 淳司

1998.08.12

1日 HTML入門

3 名 日本SGI社 福本 淳司

1998.07.14

1日 InsightII/Discover基礎

1 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.07.15

1日 InsightII/Discover応用

1 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.09.29

1日 QUANTA/CHARMm

8 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.09.11

1日 InsightII/Discover基礎

7 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.10.02

1日 Cerius2基礎

6 名 CTCラボ社 盛 崇

1998.10.30

1日 Ｃ言語入門

4 名 日本SGI社 福本 淳司

1998.12.18

1日 ドキュメントツール

3 名 日本SGI社 福本 淳司

1998.12.24

1日 VIDEOシステムの利用

4 名 住商エレクトロニクス 倉田 真宏

1999 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

1999.04.22

1日 スーパーコンピューター利用説明会

15 名 京都大学化学研究所 五斗 進

1999.06.23

1日 QUANTA/CHARMm

2 名 住商エレクトロニクス 盛 崇

1999.06.24

1日 Cerius2基礎

9 名 菱化システム 千葉 貢治

1999.06.25

1日 InsightII/Discover基礎

5 名 菱化システム 千葉 貢治

1999.11.12

1日 UNIX入門

5 名 日本SGI社 福本 淳司

1999.11.19

1日 UNIX応用

5 名 日本SGI社 福本 淳司

講師 (敬称略)講師 (敬称略)講師 (敬称略)講師 (敬称略)講師 (敬称略)2000 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2000.04.21

1日 スーパーコンピューター利用説明会

5 名 京都大学化学研究所 金久 實

2000.05.17

1日 UNIX入門

7 名 日本SGI社 西川 和嗣

2000.05.25

1日 ホモロジーモデリング3 名 菱化システム 千葉 貢治

2000.05.24

1日 UNIX応用

2 名 日本SGI社 西川 和嗣

2000.05.18

1日 UNIX入門

3 名 日本SGI社 西川 和嗣

2000.06.15

1日 UniChem

5 名 日本SGI社 西川 和嗣

2000.07.18

1日 Cerius2基礎

2 名 菱化システム 佐藤 史一

2000.07.19

1日 InsightII/Discover基礎

3 名 菱化システム 濱田 史子

2000.09.21

1日 HTML入門

3 名 日本SGI社 西川 和嗣

2000.12.07

1日 ドキュメントツール

1 名 日本SGI社 西川 和嗣

2001 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2001.05.24

1日 UNIX入門

7 名 日本SGI社 上原 英也

2001.05.31

1日 Ｃ言語入門

6 名 日本SGI社 西川 和嗣

2001.07.05

1日 Cerius2基礎

5 名 菱化システム 佐藤 史一

2001.07.06

1日 InsightII/Discover基礎

5 名 菱化システム 濱田 史子

2001.08.23

1日 UniChem

3 名 日本SGI社 西川 和嗣

2001.12.11

1日 スーパーコンピューター利用説明会

17 名 日本SGI社 西川 和嗣

2002 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2002.04.25

1日 UNIX入門

8 名 日本SGI社 西川 和嗣

2002.05.23

1日 Materials Studio講習会

7 名 日本SGI社 西川 和嗣

2002.07.25

1日 SpaceFinder

2 名 ダイキン工業 末綱 聖

2002.07.26

1日 Origin並列化プログラミング

7 名 日本SGI社 松本 明子

2002.09.26

1日 HTML入門

4 名 日本SGI社 山崎 正道

2002.10.25

1日 MPI/OpenMP

8 名 日本SGI社 松本 明子

2002.11.28

1日 Ｃ言語入門

4 名 日本SGI社 山崎 正道

2003 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2003.05.07

1日 UNIX入門

5 名 日本SGI社 山崎 正道

2003.06.06

1日 HTML入門

2 名 日本SGI社 山崎 正道

2003.07.23

1日 Materials Studio/CASTEP

8 名 アクセルリス株式会社 稲田 安治

2003.08.25

1日 InsightII/Homology Modeling7 名 アクセルリス株式会社 Hongwei Huang

2003.09.26

1日 VMD基礎

3 名 日本SGI社 山崎 正道- 155 -

2004 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)2004.05.25～27

3日 MDL/ISIS化学情報データベース

13 名 日本MDLインフォメーションシステムズ 岸本、羽島、橋野、有田

2004.07.14～16

3日 Materials Studio

9 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス アプリケーションサイエンテ

2004.09.02～03

2日 InsightII/CHARMm,Homology

14 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス アプリケーションサイエンテ

2004.12.07

1日 Cerius2入門

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2005 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2005.05.24

1日 UNIX入門

7 名 日本SGI 山崎 正道

2005.05.26

1日 HTML入門

8 名 日本SGI 山崎 正道

講師 (敬称略)2005.06.15

1日 Materials Studio/Discover

7 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2005.06.16

1日 CASTEP

3 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2005.07.21

1日 MDL-ISIS化学情報データベース

9 名 日本MDLインフォメーションシステムズ 日本MDLエンジニア

2005.10.27

1日 QUANTA/DSセミナー

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2005.10.28

1日 InsightII/Homology Modeling

15 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2006 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)2006.06.14

1日 Materials Studio/基礎

13 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2006.06.15

1日 Materials Studio/応用

13 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2006.07.19

1日 InsightII/CHARMm

1 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2007 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)2007.06.19

1日 Materials Studio/Visualizer

1 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2007.06.19

1日 Materials Studio/Discover,Amorphous cell

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2007.06.20

1日 Materials Studio/CASTEP

2 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2007.06.20

1日 Materials Studio/Discover_BTCL入門

3 名 アクセルリス株式会社 アクセルリス・アプリケーションサイエン

2007.07.26,27

2日 Elsevier MDL ISIS/Isentris化学情報データベース 16 名 Elsevier MDL Elsevier MDL エンジニア

2008 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)2008.05.29

1日 Gaussian入門

14 名 日本SGI(株) HPCサービス事業本部 五十木 秀一

2008.06.19

1日 MOPAC入門

4 名 富士通(株) バイオIT事業開発本部 鮫島圭一郎

2008.07.31

2日 Materials Studio

4 名 アクセルリス(株) 稲田 安治

2008.08.07

1日 Q-Chem入門

2 名 ビヨンド・コンピューティング(株) 田島 澄恵

2008.08.26

1日 Mathematica

4 名 日本電子計算(株) 大阪産業開発部 金光 安芸子

2008.09.11

1日 IMSL

1 名 日本ビジュアルニューメリックス(株) 技術部

2008.11.06

1日 Altix並列化プログラミング

1 名 日本SGI(株) HPCサービス事業本部 五十木 秀一

2008.11.14

1日 Isentris概要

7 名 シミックステクノロジーズジャパン(株) カスタマーケア部 吉岡 由

須賀恵美子

2009 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)2009.08.07

1日 AVS/Express Viz

1 名 (株)KGT 松岡 憲昭

2009.08.26

1日 Discovery Studio

4 名 アクセルリス(株) 斎藤 丈

2009.08.27

1日 Materials Studio/Discover,Amorphous cell

9 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2009.08.28

1日 Materials Studio/CASTEP

8 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2009.10.23

1日 Isentris概要

6 名 シミックステクノロジーズジャパン(株) 出羽 俊和

2009.11.20

1日 Reaxys概要

15 名 エルゼビアジャパン(株) エンジニア

2010 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)2010.07.30

1日 AVS/Express Viz

1 名 (株)KGT 松岡 憲昭

2010.08.03

2日 Materials Studio/基礎

3 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2010.08.05

1日 Discovery Studio

3 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2010.10.15

1日 Mathematica

5 名 日本電子計算(株) 産業システム本部 伊藤雅将

2010.11.11

1日 Reaxys概要

24 名 エルゼビアジャパン(株) Elsevier MDL エンジニア

2010.11.11

1日 Isentris/DiscoveryGate

12 名 シミックステクノロジーズジャパン(株) アプリ担当 出羽 俊和

2011 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者
- 156 -

講師 (敬称略)2011.07.21

1日 Mathematica

3 名 日本電子計算(株) 大阪産業開発部 金光 安芸子

2011.09.14,15

2日 Materials Studio

15 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2011.09.16

1日 Discovery Studio

11 名 アクセルリス(株) 高岡 雄司

2011.10.21

1日 Reaxys概要

4 名 ゼファー・ビヨンド(株) 瀧本まゆみ

2012 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2012.06.15

1日 計算サーバ利用講習会

6 名 日本SGI(株) 福本 淳司

2012.06.29

1日 並列化プログラミング講習会

4 名 日本SGI(株) 五十木 秀一

講師 (敬称略)2012.07.05

1日 AVS/Express Viz講習会

1 名 サイバネットシステム(株) 松岡 憲昭

2012.07.13

1日 SCIGRESS講習会

3 名 富士通(株) TCソリ事業本部 大輔

2012.09.04

1日 Discovery Studio

7 名 アクセルリス(株) 大村 忠宏

2012.09.05,06

2日 Materials Studio

5 名 アクセルリス(株) アブジット チャテジー

2012.09.14

0.5日 Gaussian

16 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2012.09.20

0.5日 Mathematica

15 名 日本電子計算(株) 大阪産業開発部 金光 安芸子

2012.09.25
2012.12.13

1日 DS Developer Client講習会
0.5日 Reaxys講習会

2 名 アクセルリス(株) 大村 忠宏
10 名 ゼファー・ビヨンド(株) 瀧本まゆみ

2013 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2013.07.03

1日 最適化・並列化プログラミング講習会

1 名 日本SGI(株) 五十木 秀一

2013.07.23

1日 Discovery Studio 講習会

6 名 アクセルリス(株) 大村 忠弘

2日 Materials Studio 講習会

6 名 アクセルリス(株) 永田 徹哉

2013.07.25

講師 (敬称略)2013.07.30

0.5日 Mathematica 講習会

2 名 日本電子計算(株) 大阪産業開発部 金光 安芸子

2013.09.18

0.5日 Gaussian 講習会

6 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2014 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2014.07.18

1日 Discovery Studio 講習会

3 名 アクセルリス(株) 大村 忠弘

2014.07.23

2日 Materials Studio 講習会

13 名 アクセルリス(株) 永田 徹哉

2014.08.27

0.5日 Discovery Studio 講習会

6 名 アクセルリス(株) 大村 忠弘

2014.07.30

1日 最適化・並列化プログラミング講習会

講

師 (敬称略)2 名 日本SGI(株) 五十木 秀一

2014.09.03

0.5日 Gaussian 講習会

5 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2014.10.16

0.5日 Mathematica 講習会

1 名 日本電子計算(株) 産業事業部 伊藤 雅将

2014.11.06

0.5日 Reaxys講習会

1 名 ゼファー・ビヨンド(株) 瀧本 まゆみ

2015 年度の講習会等開催記録
開催日
2015.06.17
2015.07.14
2015.07.16
2015.08.07

期間

内

容

0.5日 Gaussian 講習会

参加者

講師 (敬称略)9 名 (株)ヒューリンクス 高橋 麻里奈

2日 Materials Studio 講習会

10 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

1日 Discovery Studio 講習会

9 名 BIOVIA 髙岡 雄司

0.5日 SCIGRESS 講習会

2 名 富士通(株) 松本 大輔

2016 年度の講習会等開催記録
開催日
2016.05.13

期間

内

容

0.5日 第1回ゲノムネット講習会京大化研スパコン利用法

参加者

講師 (敬称略)27 名 日本SGI(株)上原英也、京大化研 緒方博之・五斗進2016.07.05

1日 Discovery Studio 講習会

2 名 BIOVIA 髙岡 雄司

2016.07.06

2日 Materials Studio 講習会

16 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

2016.07.20

0.5日 Gaussian 講習会

6 名 (株)ヒューリンクス 高橋 麻里奈

2016.09.02

0.5日 SCIGRESS 講習会

2 名 富士通(株) 松本 大輔

2016.09.15

0.5日 Mathematica 講習会

1 名 (株)ヒューリンクス 勝 明次郎

2016.11.18

0.5日 Reaxys講習会

3 名 エルゼビア社認定講師 瀧本 まゆみ

2016.11.25

1日 最適化・並列化プログラミング講習会

1 名 日本SGI(株) 五十木 秀一

2017 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2017.07.11

1日 Discovery Studio 講習会

2 名 BIOVIA 髙岡 雄司

2017.07.12

2日 Materials Studio 講習会

6 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

講師 (敬称略)2017.07.20

0.5日 Reaxys講習会

2 名 エルゼビア社認定講師 瀧本 まゆみ

2017.09.07

0.5日 Gaussian 講習会

15 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2017.09.15

0.5日 バイオユーザのための化研スパコンシステム利用法 23 名 日本ヒューレット・パッカード(株) 上原 英也- 157 -

2018 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

2018.07.17

1日 Discovery Studio 講習会

3 名 BIOVIA 髙岡 雄司

2018.07.18

2日 Materials Studio 講習会

13 名 BIOVIA Abhijit Chatterjee

講師 (敬称略)2018.07.20

0.5日 Mathematica 講習会

1 名 (株)ヒューリンクス 勝 明次郎

2018.09.11

0.5日 Gaussian 講習会

19 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2018.09.13

0.5日 SCIGRESS 講習会

1 名 富士通(株) 高橋 篤也

2018.10.25

0.5日 バイオユーザのための化研スパコンシステム利用法 26 名 日本ヒューレット・パッカード(株) 上原 英也

2018.11.16

0.5日 Materials Science Suite 講習会

11 名 シュレーディンガー(株) 永田 徹哉

2019 年度の講習会等開催記録
開催日
2019.07.09
2019.07.11

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)2日 Materials Studio 講習会

7 名 ダッソー・システムズ（株）Abhijit Chatterjee

1日 Discovery Studio 講習会

4 名 ダッソー・システムズ（株）髙岡 雄司

2019.07.12

0.5日 Gaussian 講習会

8 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2019.07.24

0.5日 Mathematica 講習会

3 名 (株)ヒューリンクス 勝 明次郎

2019.07.25

0.5日 SCIGRESS 講習会

1 名 (株)富士通九州システムズ 杉原 裕介

2020 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)

2020.05.07

0.5日 バイオユーザのための化研スパコンシステム利用法 28 名 日本ヒューレット・パッカード(株)2020.07.30

0.5日 Gaussian 講習会

14 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2020.10.02

0.5日 Mathematica 講習会

3 名 (株)ヒューリンクス 降籏 大輔

上原 英也

2020.10.07

2日 Materials Studio 講習会

4 名 ダッソー・システムズ（株）美馬 俊喜、Abhijit Chatterjee

2020.10.09

1日 Discovery Studio 講習会

2 名 ダッソー・システムズ（株）大村 忠弘

2020.10.29

0.5日 Reaxys 講習会

3 名 エルゼビア社 礒辺 隆

2021 年度の講習会等開催記録
開催日
2021.05.21
2021.06.11
2021.07.08

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)

0.5日 バイオユーザのための化研スパコンシステム利用法 39 名 日本ヒューレット・パッカード(同)
1日 最適化・並列化プログラミング講習会

2 名 日本ヒューレット・パッカード(同)0.5日 Gaussian 講習会

上原 英也
鈴木/福本

7 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2021.07.27

2日 Materials Studio 講習会

5 名 ダッソー・システムズ（株）美馬 俊喜、Abhijit Chatterjee

2021.09.29

1日 Discovery Studio 講習会

3 名 ダッソー・システムズ（株）大村 忠弘

2022 年度の講習会等開催記録
開催日

期間

内

容

参加者

講

師 (敬称略)

2022.05.12

0.5日 バイオユーザのための化研スパコンシステム利用法 35 名 日本ヒューレット・パッカード(同)2022.07.26

0.5日 Gaussian 講習会

上原 英也

10 名 (株)ヒューリンクス 田島 澄恵

2022.07.28

2日 Materials Studio 講習会

3 名 ダッソー・システムズ（株）美馬 俊喜

2022.10.20

1日 Discovery Studio 講習会

1 名 ダッソー・システムズ（株）大村 忠弘- 158 -

令和４年度研究課題一覧
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学

時任 宣博
高橋 まさえ化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 構造有機化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密有機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密有機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 物質創製化学研究 精密無機合成化学
化学研究所 材料機能化学研究 高分子材料設計化学
化学研究所 材料機能化学研究 高分子材料設計化学
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 高分子制御合成
化学研究所 材料機能化学研究 無機フォトニクス材料
化学研究所 材料機能化学研究 無機フォトニクス材料
化学研究所 材料機能化学研究 無機フォトニクス材料
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 材料機能化学研究 ナノスピントロニクス
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体触媒化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体触媒化学
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 生体分子情報
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 生体機能化学研究 ケミカルバイオロジー
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 環境物質化学研究 水圏環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子環境解析化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子微生物科学
化学研究所 環境物質化学研究 分子微生物科学
化学研究所 環境物質化学研究 分子微生物科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 高分子物質科学
化学研究所 複合基盤化学研究 分子レオロジー
化学研究所 複合基盤化学研究 分子レオロジー
化学研究所 複合基盤化学研究 分子レオロジー
化学研究所 複合基盤化学研究 分子レオロジー

村田 靖次郎村田 靖次郎村田 靖次郎
廣瀬 崇至
橋川 祥史
大宮 寛久
長尾 一哲
寺西 利治
寺西 利治
坂本 雅典
高畑 遼
佐藤 良太
猿山 雅亮
Trinh Thuy
辻井 敬亘
大野 工司
山子 茂
山子 茂
高見 佐織
登阪 雅聡
登阪 雅聡
茅原 栄一
水落 憲和
森下 弘樹
藤原 正規
小野 輝男
小野 輝男
山口 美保
森山 貴広
塩田 陽一
二木 史朗
二木 史朗
田中 由美
今西 未来
山口 信次郎
増口 潔
青山 卓史
青山 卓史
柘植 知彦
加藤 真理子
寺本 日出美上杉 志成
佐藤 慎一
Perron Amelie
竹本 靖
安保 真裕
中島 光恵
梶 弘典
梶 弘典
梶 弘典
志津 功將
宗林 由樹
長谷川 健
長谷川 健
下赤 卓史
中原 勝
栗原 達夫
栗原 達夫
川本 純
竹中 幹人
竹中 幹人
石田 華子
小川 紘樹
中西 洋平
金谷 利治
金谷 利治
三宅 晴美
松宮 由実
佐藤 健
渡辺 宏

- 159 -

新規な結合様式を持つ高周期典型元素化合物の反応解析
平面二次元シートに埋め込まれた低次元ケイ素材料の理論設計と動作原
理の探求
新規フラーレン誘導体の電子的性質
特異な構造をもつ有機分子の電子的性質
フラーレンの構造変換に関する研究
新規構造を有するπ共役系化合物の構造有機化学
三次元π共役系の合成と性質に関する研究
ラジカル制御型有機触媒の創製
酸非存在下におけるカルボカチオンの触媒的発生に基づいた結合形成反化学研究所連絡用
精密無機合成化学
ナノ粒子超構造の構築
単一構造カドミウムカルコゲニドクラスター群の精密合成と光物性評価
無機ナノ粒子の精密合成と機能デバイスへの応用
可視光応答性水分解光触媒の開発
物質創製化学研究系 精密無機合成化学研究領域
高分子ブラシの構造と物性
リビングラジカル重合法による新規機能性高分子の合成
精密合成反応の設計
リビングラジカル重合制御剤の開発
透過型電子顕微鏡による高分子結晶の高分解能観察
構造制御された高分子の解析
非平面環状π共役分子の理論的研究
ダイヤモンド中のNV中心を用いた研究
ダイヤモンド発光中心を利用した光ﾅﾉ材料研究
ダイヤモンドを用いた量子情報およびバイオイメージング研究
ナノスピントロニクス
ナノスピントロニクスの研究
ナノスピントロニクス研究に関する事務補佐
高周波スピントロニクスデバイスの研究
ナノスピントロニクス
機能性人工蛋白質の創出
機能性ペプチドの創製
生体機能設計化学の研究支援
亜鉛ファンガータンパク質を用いた転写制御分子の創製
植物ホルモンの分子機構の研究
植物ホルモンに関する研究
植物の細胞内の情報伝達
分子生物学
植物環境応答制御機構の分子基盤
植物形態形成に関わる細胞内情報伝達機構の解析
植物分子生物学の研究
ケミカルバイオロジー：小分子化合物を起爆剤とした生物学の研究
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
ケミカルバイオロジー
有機非晶質科学の研究
マルチスケールシミュレーションによる有機蒸着膜の分子配向・移動度予測
有機デバイスの基礎科学と高機能化
理論化学、計算化学に基づいた新規有機デバイス材料の開発
水圏微量元素の研究
界面の振動分光学
界面の振動分光
凝縮系の振動分光学
超臨界水の化学
低温菌の低温適応機構の解析
極限環境微生物の生理機能解析
細菌による細胞外膜小胞への選択的タンパク質輸送機構の解析
量子ビームによる高分子構造解析
高分子物質科学のホームページ
Eメールの利用
量子ビームを用いた高分子構造解析
量子ビームを用いた高分子集合体の構造解析
アモルファス高分子のダイナミックス
高分子物質科学領域のホームページ

化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 先端ビームナノ科学センター レーザー物質科学
化学研究所 先端ビームナノ科学センター レーザー物質科学
化学研究所 先端ビームナノ科学センター 複合ナノ解析化学
化学研究所 先端ビームナノ科学センター 原子分子構造
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学

若宮 淳志
若宮 淳志
若宮 淳志
Murdey Richard
中村 智也
平井 圭子
矢沢 健児
時田 茂樹
阪部 周二
根本 隆
藤井 知実
中村 正治

化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 有機分子変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 錯体触媒変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 錯体触媒変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 錯体触媒変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 錯体触媒変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 錯体触媒変換化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 光ナノ量子物性科学
化学研究所 元素科学国際研究センター 光ナノ量子物性科学
化学研究所 元素科学国際研究センター 光ナノ量子物性科学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 元素科学国際研究センター 先端無機固体化学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学

中村 正治
中村 正治

化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 数理生物情報
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 数理生物情報
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 数理生物情報
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 生命知識工学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 生命知識工学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 生命知識工学

ピンチェラ フランチェスカ

礒崎 勝弘
大木 靖弘
池田 奈緒子
脇岡 正幸
谷藤 一樹
檜垣 達也
金光 義彦
金光 義彦
廣理 英基
島川 祐一
島川 祐一
市川 能也
菅 大介
緒方 博之
緒方 博之
緒方 博之
Prondzinsky Paula
Neches Russell
Gong Chunjie
Prodinger Florian
金子 博人
ガルシア キンバリ
木島 壮一朗ベネデッティ ジュリオ

趙 宏達
阿久津 達也
田村 武幸
森 智弥
馬見塚 拓
Nguyen Hao
Petschner Peter

化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 化学研究所共通
化学研究所 複合基盤化学研究 分子集合解析
化学研究所 元素科学国際研究センター 錯体触媒変換化学

小野 輝男
中川 秀樹
高石 茉耶
畑 恵梨
武田 麻友
山岡 秀香
山岡 秀香
藤橋 明子
上村 美由紀桂 聖賀
笹森 貴裕
Sameera W.M.C.

化学研究所 物質創製化学研究 精密有機合成化学
化学研究所 環境物質化学研究 分子材料化学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 物質創製化学研究 精密有機合成化学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学

川端 猛夫
梶 弘典
岡嵜 友輔
上田 善弘
緒方 博之
緒方 博之
時 継宇
伴 広輝
チョウ ルイシャン
方悦
呉 君毅
本田 直輝
長坂 孔明
楊 青偉
張 利雯

- 160 -

機能性π共役系化合物の開発

高性能フィルム型太陽電池の開発
レーザー物質科学
EELSスペクトルの計算機シミュレーション
タンパク質のX線結晶構造解析
新たな機能および反応性を有する有機金属化合物による次世代合成化学の開拓
効率的有機分子変換反応を可能とする新規金属触媒の設計と合成
元素科学研究にかかる広報・情報（HP)公開
木質バイオマスの高度利用を志向した金属ナノ粒子触媒の開発
分子性金属活性種の解析手法の開発と超分子反応場の構築・反応制御
元素科学研究にかかる事務処理
機能性高分子合成を指向した遷移金属錯体触媒の開発
金属-硫黄クラスターの合成,反応,および生体関連機能の研究
光ナノ科学

無機機能性材料の合成と評価
機能性酸化物材料の研究
遷移金属酸化物の合成と物性
機能性遷移金属酸化物の研究
秘書業務
化学生命科学秘書業務
研究室秘書業務
メタン生成古細菌の比較ゲノム解析
コンパクトなde Brujinグラフから核細胞質大型DNAウイルス（NCLDV）の検出と系統解析
バイオインフォマティクスを利用した微生物の研究
海洋巨大ウィルスとその宿主の多様性解析について
海洋微生物コミュニティにおける種間ネットワークの研究
ウイルスのゲノム組換え
バイオインフォマティクスによる微生物学・進化学の研究
微生物生態進化学に関わる研究
バイオインフォマティクを利用した微生物生態と進化の研究
生物情報ネットワークの解析と制御
数理モデルによる生体ネットワーク制御手法の開発
次世代シーケンシングデータの解析
機械学習に基づく生体分子パスウェイの解析
バイオインフォマティクス
うつ病とその症状の生物学的背景を解明するための機械学習アルゴリズムの開発
スピントロニクスセンターのHP公開のため
広報関係業務広報
広報
広報

質量分析業務
同窓会事務関連業務

COが配位した生体模倣型[Mo3S4M] (M = Fe, Co, Ni)クラスター錯体の理論計算
軸性不斉エノラートを用いる４置換炭素の不斉構築
熱活性化遅延蛍光材料の新規開発
湖沼に生息する細菌・ウイルスのメタゲノム解析
多官能基性化合物の位置選択的分子変換
化学生命科学研究領域の研究報告
微生物生態学の研究
植物プランクトン由来のゲノムよびメタトランスクリプトーム解析
珪藻の比較ゲノム解析
巨大ウイルス翻訳機構研究
バイオインフォマティクスによるゲノム解析
巨大ウイルス間のHGTイベント
遺伝子解析およびバイオインフォマティクスツールの開発
巨大ウイルスが保持する深海適応遺伝子の探索
バイオインフォマティクスを用いた微生物生態系理解に関する研究
巨大ウイルスの進化過程に関する研究

化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
陳 婧潔
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
劉 文文
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
夏骏
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
孟 令傑
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
水畑 吉行
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
西野 龍平
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
遠藤 寿
化学研究所 物質創製化学研究 有機元素化学
行本 万里子
化学研究所 バイオインフォマティクスセンター 化学生命科学
疋田 弘之
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
音成 兼光
化学研究所 生体機能化学研究 生体機能設計化学
田中 和無爲
エネルギー理工学研究所 エネルギー機能変換研究部門
松田 一成
エネルギー理工学研究所 エネルギー利用過程研究部門
小島 崇寛
エネルギー理工学研究所 エネルギー利用過程研究部門
中田 栄司
エネルギー理工学研究所 エネルギー機能変換研究部門
Xiang Yubei
エネルギー理工学研究所 エネルギー機能変換研究部門
Wang Haonan
防災研究所 地震防災研究部門
倉田 真宏
防災研究所 附属地震予知研究センター
井上 智裕
防災研究所 附属地震予知研究センター
佐脇 泰典
理学研究科 理学部 物理学・宇宙物理学専攻
寺嶋 孝仁
理学研究科 理学部 物理学・宇宙物理学専攻
荒木 武昭
理学研究科 理学部 化学専攻
北川 宏
理学研究科 理学部 化学専攻
廣瀬 優希
理学研究科 理学部 化学専攻
平島 眞吾
理学研究科 理学部 生物科学専攻
杤尾 豪人
理学研究科 理学部 化学専攻
黒木 尭
理学研究科 理学部 化学専攻
中野 義明
理学研究科 理学部 化学専攻
下川 淳
理学研究科 理学部 化学専攻
野田 泰斗
理学研究科 理学部 化学専攻
御代川 克輝
理学研究科 理学部 物理学・宇宙物理学専攻
柳島 大輝
医学研究科 医学部 人間健康科学系専攻
小島 諒介
医生物学研究所 再生組織構築研究部門 発生エピゲノム分野
中馬 新一郎医生物学研究所 生命システム研究部門 がん・幹細胞シグナル分野 中山 泰斗
薬学研究科 薬学部 医薬創成情報科学専攻
大野 浩章
薬学研究科 薬学部 医薬創成情報科学専攻
掛谷 秀昭
薬学研究科 薬学部 薬科学専攻
薬学研究科 薬学部 薬科学専攻
工学研究科 工学部 機械理工学専攻
工学研究科 工学部 機械理工学専攻
工学研究科 工学部 航空宇宙工学専攻
工学研究科 工学部 電子工学専攻
工学研究科 工学部 材料化学専攻
工学研究科 工学部 材料化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻

中 寛史
竹本 佳司
松本 充弘
平山 朋子
占部 継一郎
竹内 繁樹
鼻岡 遼河
久保 拓也
大江 浩一
三木 康嗣
陰山 洋
野㞍 聡子
青木 真希子
タッセル セドリック
高津 浩
加藤 大地
近藤 輝幸
木村 祐
阿部 竜
箕田 江里
中田 明伸
鈴木 肇
冨田 修
藤原 哲晶

工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻
工学研究科 工学部 分子工学専攻
工学研究科 工学部 分子工学専攻
工学研究科 工学部 分子工学専攻
工学研究科 工学部 分子工学専攻
工学研究科 工学部 分子工学専攻
工学研究科 工学部 分子工学専攻
工学研究科 工学部 化学工学専攻
工学研究科 工学部 化学工学専攻
工学研究科 工学部 化学工学専攻
工学研究科 工学部 流域圏総合環境質研究センター
工学研究科 工学部 流域圏総合環境質研究センター
工学研究科 工学部 附属工学基盤教育研究センター
工学研究科 工学部 合成・生物化学専攻

宮崎 晃平
小久見 善八
細川 三郎
朝倉 博行
今堀 博
梅山 有和
東野 智洋
筒井 祐介
鈴木 哲夫
藤墳 大裕
上野 哲也
松田 知成
西嶋 優輝
大嶋 光昭
山本 武司

- 161 -

ウイルスファージ感染トランスクリプトームの分析
深海に棲息する巨大ウイルスの生態
巨大ウイルスの宿主同定
巨大ウイルスの宿主同定方法の開発
高周期典型元素を含む新規結合様式の創出
重いアリールアニオンを基軸とした新規骨格構築反応の開発
環境中の微生物およびウイルスを対象としたゲノム・メタゲノム解析
高周期典型元素を含む高反応性化学種の合成と性質
巨大ウイルスゲノムのアッセンブリ手法評価
RNA編集酵素の立体構造解析
RNA脱メチル化酵素FTOの機能解析
ナノ炭素材料の理論的研究
DNAナノ構造体に精密配置したタンパク質の機能評価
二次元WTe2の非線形光学特性に関する計算
原子層二次元半導体の励起子状態と光学特性の計算
地震時における構造物の破壊
SSEに伴う海面地殻変動の推定
稠密地震観測網を用いた地下構造推定
遷移金属酸化物薄膜の合成と物性
ソフトマターの相転移ダイナミクス
疾患治療を目的としたピロール-イミダゾールポリアミドの開発
非天然ヌクレオシドの開発
シグナル伝達タンパク質の構造解析
不飽和結合への電子注入に基づく高度官能基化法の創出
分子性導電・磁性材料の設計と理論的解析
典型元素を活用した有機合成法の創出
量子化学計算と固体NMRを用いた新規無機物質の構造解析
Polymorph Predictorを用いた羽ばたく分子の結晶パッキング構造予測
準剛体球系ガラスの脱ガラス化メカニズムの解明
機械学習を用いた製剤・創薬関連のための化学反応関連問題への応用
生殖系列サイクルのゲノム安定性の制御機構
生物活性化合物の創製を指向した有機化学研究
ケモインフォマティクスおよびバイオインフォマティクスを活用したケミカルバ
イオロジー研究
重水素化による医薬分子と分子触媒の機能開拓
アルコールの脱酸素化を可能とする新規レドックス補助基の開発
計算化学的手法による有機物・無機物の熱物性・輸送特性予測
第一原理計算によるトライボフィルム解析のためのXAFSプロファイルの導出
プラズマ曝露により形成される材料中の局所構造解析
光子を用いた量子情報科学に関する研究

含窒素複素環をニトレン前駆体とする触媒
酵素応答性プローブの創製
固体化学
固体化学
固体化学
固体化学
固体化学

高効率可視光応答型光触媒系の開発

可視光応答型光触媒を用いる高効率水分解システムの開発
光触媒を用いた可視光水分解系の構築
パラジウム錯体触媒を用いた分子内C(sp3)-H 結合アリール化反応による
環状アミド合成
電極材料の電子構造計算
リチウムイオン電池に関する研究
金属酸化物ナノ粒子の合成とその応用
金属酸化物の触媒作用に関する理論的研究
人工光合成系の開発
光合成モデル化合物の合成
有機分子を用いた新規な機能性材料の開発
有機電子機能性材料の素子形成と界面伝導特性評価
吸着工学・乾燥工学等に関する分子論的検討
ポリオール類の水素化反応用銅系触媒の開発
シリコンデポによるアモルファスシリコン太陽電池の薄膜形成
新しい抗体スクリーニング法の開発
新しい抗体スクリーニング法の開発
らせん高分子の立体配座の解析

工学研究科 工学部 合成・生物化学専攻
工学研究科 工学部 マイクロエンジニアリング専攻

藤江 峻也
黒田 直也

工学研究科 工学部 マイクロエンジニアリング専攻
工学研究科 工学部 マイクロエンジニアリング専攻
工学研究科 工学部 マイクロエンジニアリング専攻
工学研究科 工学部 都市社会工学専攻
工学研究科 工学部 物質エネルギー化学専攻

筆本 涼太
田中 海斗
柏山 雄斗
沈尚
藤原 哲晶

工学研究科 工学部 合成・生物化学専攻
工学研究科 工学部 材料化学専攻
工学研究科 工学部 材料化学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー基礎科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー基礎科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー応用科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー応用科学専攻
エネルギー科学研究科 エネルギー応用科学専攻
農学研究科 農学部 農学専攻
農学研究科 農学部 森林科学専攻
農学研究科 農学部 森林科学専攻
農学研究科 農学部 応用生物科学専攻
農学研究科 農学部 応用生物科学専攻
農学研究科 農学部 応用生物科学専攻
農学研究科 農学部 食品生物科学専攻
農学研究科 農学部 農学専攻
農学研究科 農学部 応用生命科学専攻

松田 建児
清水 雅弘
宇治 広隆
黄 珍光
蜂谷 寛
馬渕 守
袴田 昌高
陳 友晴
丸山 伸之
久住 亮介
小林 加代子
吉田 天士
吉田 天士
澤山 茂樹
後藤 剛
村田 和樹
山内 悠至

人間 環境学研究科 相関環境学専攻
人間 環境学研究科 相関環境学専攻
人間 環境学研究科 相関環境学専攻
人間 環境学研究科 相関環境学専攻
地球環境学堂・学舎 地球親和技術学廊 元素材料化学論
生態学研究センター 生態学研究部門
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 古川グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 堀毛グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 藤田グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 深澤グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 谷口グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 谷口グループ
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 iCeMS解析センター
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 iCeMS解析センター
高等研究院 物質－細胞統合システム拠点 北川グループ
福井謙一記念研究センター 理論研究部門
産官学連携本部

津江 広人
廣戸 聡
高橋 弘樹
佐藤 博俊
伊藤 峻一郎
藤田 博昭
古川 修平
堀毛 悟史
藤田 大士
深澤 愛子
Yixuan Wu
日高 拓也
張 育銓
隅田 健治
大竹 研一
佐藤 徹
山中 俊朗

（大学・研究機関・企業・NPO法人・個人等）
情報・システム研究機構 データサイエンス共同利用基盤施設
海洋研究開発機構 海洋機能利用部門 生命理工学センター
東京大学大学院 理学系研究科 生物科学専攻 岩崎研究室
東京大学大学院 理学系研究科 生物科学専攻 岩崎研究室
北海道大学 触媒科学研究所
北海道大学 触媒科学研究所
久留米工業高等専門学校
福岡工業大学 工学部 生命環境科学科
株式会社 生物技研
株式会社KRI 構造制御材料研究部 エネルギー材料研究室
広島大学大学院 先進理工系科学研究科 機械工学プログラム
東京大学 新領域創成科学研究科 メディカル情報生命専攻
東京大学 新領域創成科学研究科 メディカル情報生命専攻
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
東京大学大学院 新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻
富山県立大学 工学部 生物工学科
大阪大学 理学研究科 高分子科学専攻
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構
東レ株式会社 滋賀事業場 先端材料研究所
株式会社リコー 先端技術研究所 IDPS研究センター
千葉工業大学
中央大学 管財部 理工学部管財課
大塚製薬株式会社
特定非営利活動法人バイオインフォマティクス・ジャパン

五斗 進
西村 陽介
明石 基洋
松井 求
古川 森也
中谷 勇希
黒飛 敬
蒲池 高志
半田 佳宏
中江 隆博
Carles Serrat
笠原 雅弘
藤野 健
鈴木 誉保
浜口 悠貴
今野 直輝
藤吉 真生
大前 公保
富永 賢人
Tam Chun Lai
占部 大介
武智 恭世
氏原 ともみ
林 宣之
吉元 健治
後藤 大輔
山本 典史
岩本 貴寛
上田 敦史
阿久津 達也- 162 -

らせん高分子の非結合性相互作用に基づいたキラルシフト試薬の開発
カイラル分子における電子カイラリティ増大機構の相対論的量子化学計算による解明
カイラル分子のイオン化反応過程の研究
最低空軌道を用いた局所化学ポテンシャルの近似手法
局所化学ポテンシャルを用いたLiイオン移動経路の推定手法の開発
琵琶湖水中におけるウイルスメタゲノム解析
ロジウム触媒によるカルベン挿入反応におけるカルボキシラト配位子の立体効果
光・電気・磁気機能性有機分子の分子軌道計算
酸化物ガラスの第一原理シミュレーション

エネルギー機能材料の電子構造と光物性
生体系物質の原子・電子解析
材料界面・表面と生体分子の相互作用分析
生体系タンパク質の動的解析
植物アレルゲンの構造
磁場配向を利用した固体NMR解析手法の開発
セルロース微結晶の分散液中における構造
一酸化炭素酸化菌の分子生物学的研究
水圏ウイルスおよび原生生物の分子生物学的研究
微細藻類等の分子育種に関する研究
脂肪細胞の褐色化に作用する化合物の探索
RNA-seqによるパンコムギNAM集団のジェノタイピング
線虫行動と神経ネットワークの連関を網羅的に解明する機能的セルオミック
ス法の開発
ハロベンゼンと二酸化炭素との分子間相互作用の解析
三次元π共役分子の集積構造の解明と機能優先富化現象を示す有機化合物の検索
ハラタケ綱菌類における外生菌根菌の進化と多様化
13族元素含有有機金属錯体の特異な光学特性の機構解明
細菌群集ネットワークの動態予測
フレームワーク型金属錯体分子結晶の創成
配位高分子ガラスを用いたイオン伝導体合成
自己集合を利用したタンパク質のカプセル化
新奇非ベンゼン系π共役化合物の創製と機能開拓
MD計算およびディープラーニングによるゲノム構造予測
特定のタンパク質を認識する人工化学抗体の開発

多能性細孔物質の深化
振電相互作用に関する理論的研究
電池材料のラマンスペクトルの計算

生体分子情報データベースの開発とその応用
遺伝子情報を用いた海洋生態学研究
アライメント手法を見直し、新たな分子系統解析手法を開発する
規則性合金の触媒作用に関する理論的研究
合金触媒の電子状態に関する理論的研究
密度汎関数法を用いたNO還元用代替触媒探索
ゲノム解析
炭素材料の物性研究
高次高調波によるアト秒X線パルスの増幅
スギゲノムの解読と解析
スギゲノムの解読と解析
生物システムの系統進化・群集生態
真核生物の細胞内共生後のアミノアシルtRNA合成酵素の進化
生命システム進化の法則解明・未来予測
微生物の表現型データベースの開発
DNA配列空間に新規機能を予測する情報技術
対偶遺伝学とメタエピゲノミクスによる微生物ダークマターの機能解析
DNA配列空間に新規機能を予測する情報技術
計算化学を活用した天然物の合成研究
高分子-低分子間相互作用の振動スペクトルへの影響
食品成分の分子間相互作用の解析
電子構造解析による食品成分分子の理論的研究
高分子溶液の相分離に関する大規模計算
有機化合物に対する量子化学計算
凝集誘起発光についての理論的研究
高活性遷移金属錯体の合成による新反応開拓
次世代シーケンスデータを用いたバイオインフォマティック解析
特定非営利活動法人バイオインフォマティクス・ジャパンのホームページ運営のため

Fracta Leap 株式会社
シュレーディンガー株式会社
鳥取大学大学院 持続性社会創生科学研究科 農学専攻
岡山大学大学院 環境生命科学研究科 生物機能化学講座
国立感染症研究所 細菌第二部 第四室

高島 健悟
井本 文裕
河野 強
田村 隆
森 茂太郎

東京工業大学 地球生命研究所
東京工業大学 地球生命研究所
一橋大学 経済学研究科
国立感染症研究所 細菌第二部
広島大学大学院 統合生命科学研究科 生物工学プログラム
東京大学大学院 工学系研究科 応用化学専攻
北海道大学 人獣共通感染症国際共同研究所
産業技術総合研究所 生物プロセス研究部門
名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所
ダイキン工業株式会社 テクノロジー・イノベーションセンター
宝酒造株式会社 SCM部 分析センター
大阪公立大学工業高等専門学校 総合工学システム学科

平井 颯
Li Hau Fatima
石丸 翔也
林原 絵美子北海道大学 触媒科学研究所
北海道大学 触媒科学研究所
北海道大学 触媒科学研究所
大阪公立大学大学院 理学研究科 化学専攻
高知大学 自然科学系 理工学部門
立命館大学 生命科学部 生物工学科

水処理における凝集剤の量子力学シミュレーション
新規第一原理計算スキームの創出による物性研究

Ghifari Nasrullah Harino

細野 暢彦
五十嵐 学
森永 花菜
伊藤 英人
大森 遼
川崎 里佳
出口 海斗
飯田 健二
千葉 卓紘
平瀬 ひのき
酒巻 大輔
高橋 迪子
井上 真男

- 163 -

酵素・補酵素複合体の分子モデリング
新規抗菌薬の開発を目標とした病原性細菌由来タンパク質の立体構造予測
温泉環境に生息する微生物のメタゲノム解析
温泉環境に生息する微生物のメタゲノム解析
大学教育と労働市場の機会の地理的差異
ヘリコバクター属菌の病原性解析
細菌のアミノ酸走化性センサーの構造解析
多孔質金属錯体内における分子拡散の分子動力学シミュレーション
出血熱ウイルスのタンパク質立体構造モデリング
マウス腸内微生物由来膜小胞の機能解析
分子ナノカーボンの合成反応機構解明と電子物性評価
計算化学を活用した材料開発
酒類において生育する各種乳酸菌のゲノム比較
金属クラスターを用いる第三級アミンの酸化的アルキニル化反応の理論
研究
新規ナノ物質の設計に向けた第一原理計算研究
新規ナノ物質の設計に向けた第一原理計算研究
新規ナノ物質の設計に向けた第一原理計算研究
光・磁気・電気的特性を複合的に示す新規分子性物質の開発
複数種の赤潮の消長過程におけるウイルス叢遷移様態の網羅的解析
ゲノム情報を用いた新奇微生物酵素遺伝子群の探索と同定京都大学化学研究所
スーパーコンピュータシステム〒611-0011 京都府宇治市五ケ庄
TEL 0774-38-3265
spradm@scl.kyoto-u.ac.jp
https://www.scl.kyoto-u.ac.jp