【国際先導研究】

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）●早稲⽥⼤学地域地域間研究機構・国際和解学研究所を中⼼とする若⼿研究者のグループ• ⽇本側の研究チームの若⼿研究協⼒者は1〜3年の間、海外のケンブリッジ⼤学、イェナ⼤学、ジョージ・メー
ソン⼤学における以下の海外研究協⼒者、及び、そのもとにある若⼿研究者と連携して、国際共同研究を推進していく。
• Karina V. Korostelina教授（ジョージ・メイソン⼤学）はウクライナ出⾝・アメリカ在住30年の経歴を有し、2018年以降、和解学創成プロジェクトに海外研究協⼒者として貢献してきた。彼⼥はアイデンティティ論の観点から紛争と和解を専⾨とする。従来のナショナリズム研究および紛争解決学を、本プロジェクトで探求する国際和解学へと繋ぐ問題意識を共有する。
・Barak Kushner教授（ケンブリッジ⼤学）は、すでに数年前から訪問教授として早稲⽥⼤学夏期集中講義（東ジアにおける戦争裁
判と正義の問題）を担当し、哲学・思想・移⾏期正義・性暴⼒と多岐に亘るテーマに地域研究的考察を⾏っている。
・Martin Leiner教授（フリードリッピシラー・イェナ⼤学）は、共に国際和解学会を組織し、現在同学会の会⻑を務める。ドイツ・⽇本・
⽶国・ルワンダでの４つの世界⼤会を開催してきた。その本部を⽀える
図3 研究会での集合写真
和解学センターを同⼤学で世界最初に発⾜させ、南⽶・中東・アフリ（グリーンハウス前）
カ・北欧・中東欧から毎年研究者を受け⼊れ、活発に活動している。

普遍的価値と集合的記憶を踏まえた国際和解学の探究
早稲⽥⼤学・政治経済学術院・教授
研究代表者

浅野 豊美（あさの とよみ）
研究者番号︓60308244

研究課題
情報

課題番号︓23K20033
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓ナショナリズム、和解、⼈権、集合的記憶、感情

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●集合的記憶と普遍的価値のダイナミズムを読み解く
東アジアにおいては、経済発展による⺠主化が成功しても、なお歴史をめぐる紛争はやまない。それどころか悪化することさえある。世界でも⼤衆に⽀持される紛争は拡⼤しつつある。それは、これまで国際関係学において主権の主体とされてきた「国⺠」という集団が共有し、その集団を構成する要素（集合的記憶・感情・価値）を検証する理論の必要性を⽰唆している。豊かさを⼿に⼊れた東アジアをヒントに、現在の世界の紛争において、国内のポピュリズム・ナショナリズムに内在する紛争原
因を、国内政治と国際政治という分析レベルの境界を超えて検証する必要がある。
●さまざまな「和解」を意識した集合的感情の⼒学を諸学に織り込む「和解」とは、個⼈や集団などの主体を構成する要素が、相互的なコミュニケーショ
ン・対話のもとで変容するプロセス、そしてそれと並⾏して新たな関係が育まれる⾏
為そのものである。しかし、そうした和解は、常に「現実界」での財の配分・そして労働と⽣産活動にさらされ、他⽅、制度や団体など重層的社会の中で公共財の創出や配分を意味づける「象徴」を介して展開される。現実界と象徴界という⼼理学から流⽤した概念を使いながら、集合的感情と記憶を社会科学の⼟台に接合し、⾏為や意味をめぐる紛争を、三つのレイヤーで深く思考できる研究者を育成する。

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）

図1 記憶研究の重要性を考えるキャロル・グラック
教授（2022年）●国際和解学会との連携、アジェンダセッティングのできる⼈材の育成による、⾼い社会的波及効果
アカデミア⽅⾯において、英語で発信能⼒のある⼈材を育成する。代表者も発起⼈となった国際和解学会の Journal of Reconciliation Studiesは、紛争予防、紛争変⾰、紛争解決のための関係的、つまり感情的・認知的側⾯に重点を置く。英国のケンブリッジ⼤学、⽶国のジョージ・メーソン⼤学、ドイツのイェナ⼤学と連携しながら、国際共同研究を組織し得る能⼒、英語での発信能⼒のある若⼿研究者を育成する。その延⻑に、集合的記憶と絡まる和解を国際社会でのアジェンダとして設定できる⼈材育成にも貢献する。つまり、研究を⼟台として、国際機関やNPOなどの実務分野でリーダーシップを発揮する道もあり得る。普遍的価値と国⺠的な集合的記憶をめぐる紛争に、しなやかな感性を持って取り組める⼈材を育成する。
新規応募も随時受け付ける。

図4 集合的記憶・価値・感情へのアプローチ• 多様な分野の若⼿研究者と共通の⼿法・問題意識
政治学・歴史学・国際関係学に加え、⼈間の内⾯やモラ
ル・規範・価値の問題を細密に扱う哲学・思想・⼼理学研究者、それに社会とのインターフェースとなる教育学研究者、
さらに地域研究者・⼈類学研究者などが参加する。
• 感情的問題群から５班を構成、3つの分析レイヤー
⽐較と学際的アプローチで、グローバルに国際和解学を発展させる。哲学的⼼理学的整理により、感情的紛争を呼び起こす５争点と、⻘、緑、⾚で⽰される３つの分析レベル
意識し、記憶や感情の対⽴する「紛争と分裂」、他⽅の「変容と和解」、両極のダイナミズムを、共通の枠組みで議論。
• ５研究班での連携・継続的議論と在外研究・夏合宿
１⼈２つの研究班に所属し、チームとしての⼀体性を⾼める。著名講師を招き夏合宿開催。在外研究に
ジョージ・メイソン⼤学に18名、ケンブリッジ⼤学に17名、イェナ⼤学に6名の若⼿研究者を1-2年の期間
派遣⾒込み。次席研究員6­８名、RA 10名程度を雇⽤予定。
MemoryStudies学会

国際和解学会

ルワンダでの世界⼤会
2023年

JAIR（⽇本国際政治学会）
CESA（アジア⽐較教育学会）
ASIL（アジア国際法学会）

図5 研究機関の国際ネットワークの結節
図2 育成される知的共同体による国際和解への貢献──分裂と変容の⼒学解明ホームページ等

AAS （アジア研究協会）
ISA （国際関係学会）
CIES（⽐較国際教育学会）

図6 若⼿研究者の海外への派遣計画

http://reconciliation.w.waseda.jp/ （Webサイト更新中）【国際先導研究】

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）

カーボンニュートラルを志向した作動状態解析に基づく固体触媒設計
東北⼤学・⼤学院⼯学研究科・教授
研究代表者

⼆酸化炭素・バイオマス変換のための触媒開発において、極めて⾼い実績をもち、有望な触媒シーズや分析技術を持った国内の研究者が集結し、欧州、⽶国、アジアのトップレベル研究者のもとへ博⼠後期課程⼤学院⽣
および博⼠研究員を派遣して、国際共同研究を実施し、CN実現に向けた⾼性能触媒の開発を加速させる（図３）。

冨重 圭⼀（とみしげ けいいち）
研究者番号︓50262051

研究課題
情報

課題番号︓23K20034
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓カーボンニュートラル、⼆酸化炭素、バイオマス、触媒、作動状態解析

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）
地球温暖化の最⼤の要因は、化⽯資源（⽯炭、⽯油、天然ガス）の使⽤に伴って発⽣する⼆酸化炭素であるため、カーボンニュートラル
（以下CN)の実現には脱化⽯資源が不可⽋である。脱化⽯資源のためのコンセプトを図１に⽰す。これまで液体燃料や化学品中の炭素のほとんどを⽯油に依存してきた。そのため、この炭素源を化⽯資源以外から供給することは電⼒以上に⼤きなイノベーションを必要とする。脱化⽯資源は、この炭素源を⽯油などの化⽯資源から、⼆酸化炭素やバイオマスへとシフトさせることを意味する。しかし、この原料転換は、変換⽅法の転換を意味している。すなわち、⽯油系の原料を⽤いた従来の化学品製造プロセス
は、酸化や⽔和といった酸素原⼦を原料炭化⽔素に導⼊する⽅法で含酸素化学品を合成するため、酸化反応などが主として⽤いられてきた。しかし、バイオマスや⼆酸化炭素を原料として⽤いる場合には、酸素原⼦を多く含む化合物から酸素含有量を下げる還元反応が主として⽤いられることになる。これは、原料転換により、キーとなる化学反応が酸化反応から還元反応に、すなわち、完全に「逆⽅向」の反応になることを意味する。これは、従来型プロセスをそのまま⽤いることが⾮常に難しいことを⽰しており、燃料や化学品製造のCN実現に向けた⼤きなイノベーションが求められている本質であり、新しい触媒の開発がカギとなっている。そして、
CN実現は世界共通のターゲットであり、2050年CN実現は、今の若⼿世代が担うことになる。
そこで本国際先導研究を通じて、若⼿研究者
を世界のトップレベル研究者のもとに派遣し、共同研究を展開することで触媒開発のエキスパー
トを育成することを⽬的とする。本研究では、⼆酸化炭素の還元的・⾮還元的変換、バイオマ
スの還元的・⾮還元的変換、という4つの変換のための固体触媒の開発を⽬的とする（図２）。

図3 カーボンニュートラルを志向した作動状態解析に基づく固体触媒設計のための国際共同研究体制

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）

図1 ⼆酸化炭素とバイオマスの触媒変換による脱化⽯資源化

カーボンニュートラル実現に向けて触媒開発が必要となり、それを担うエキスパートが求められる。重要な点として、触媒は反応進⾏（作動状態）中、加熱、光照射、電圧・電流、反応物質共存などにより、構造・状態が反応前と異なっていることが多い。そのため、作動状態での触媒構造解析を⾏い、それを踏まえた上で、さらなる⾼性
能な触媒の開発を進める。具体的には、参画研究者がこれまで⾒出してきた触媒シーズについて最先端分光を駆使した作動状態の構造解析を⾏う（図４）。若⼿研究者(博⼠研究員8名＋博⼠後期課程⼤学院⽣16名）を派遣先し、海外研究者がそれぞれ独⾃に所有する解析アプローチを活⽤する経験を活かし、触媒開発のエキスパートへの若⼿研究者の成⻑が期待される。

図２ ⼆酸化炭素とバイオマスの還元的または⾮還元的触媒変換

図4 触媒の作動状態解析のイメージ
ホームページ等

http://www.che.tohoku.ac.jp/~erec/

【国際先導研究】

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）

超伝導⼯学・⼤規模数値計算・データ科学で解明する宇宙最初期の重元素⽣成過程
東京⼤学・⼤学院理学系研究科・教授
研究代表者

河野 孝太郎（こうの こうたろう）
研究者番号︓80321587

研究課題
情報

課題番号︓23K20035
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓輝線強度マッピング、集積超伝導分光、疎性モデリング、深層学習、サブミリ波

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●超伝導ナノエレクトロニクス・数理科学・宇宙物理学および観測天⽂学をつなぐ国際共同研究
⽇本側は、アルマでの⼤型プログラムや炭素・酸素など重元素からのスペクトル線の観測および理論研究で世界第⼀線の業績を有するほか、データ科学と天⽂学との先駆的な融合研究を主導する数理科学の研究者、またサブミリ波観測装置開発で優れた実績を持つ⼯学部の研究者が参画する。世界に先駆けて集積超伝導分光技術を提唱し、天体信号の検出による実証を成功させたデルフト⼯科⼤学・オランダ宇宙研究所との⻑年にわたる国際共同研究をさらに強化・発展させる。加えて、輝線強度マッピングを含む理論研究及び観測とモデリングで国際的に知られた⽶国 (ペンシルベニア⼤) とフランス(マルセイユ天体物理学研究所) の研究者が参画する。
●⽇欧での⼤型予算協⼒により実現する次世代のサブミリ波分光撮像カメラTIFUUNの開発
集積超伝導分光器をアレイ化しサブミリ波帯分光撮像カメラTIFUUNの実現に向けた開発研究予算がオランダ側で獲得されている。本研究で雇⽤される優秀な若⼿研究者や⼤学院⽣が、この貴重な次世代⼤型装置の開発に初期段階から参画できる。メキシコの⼤型ミリ波望遠鏡LMTを活⽤した観測研究・若⼿育成なども⾏う。

●本研究の背景︓宇宙における隠された星形成活動
宇宙における星⽣成活動が、138億年の歴史の中で、いかに変化してきたか、また、その変遷を司る物理過程は何か、を理解することは、星の中で⽣成され私たちの世界と⽣命を構成するに⾄った元素や物質の起源を知るために極めて重要である。今や⾚⽅偏移が10を超える初期宇宙での銀河の候補がハッブル宇宙望遠鏡やジェイム
ズウェブ宇宙望遠鏡による可視光から中間⾚外線での観測により⾒出され、研究できる時代となった。⼀⽅、重元素からなる固体微粒⼦(ダスト)に隠された星⽣成活動を探るためには、アルマをはじめとするサブミリ波帯での観測が鍵となる。現在までのところ、個々に検出可能な明るい銀河の詳細な観測に基づく研究は劇的に進展している。しかし、より暗く、より多数存在する銀河、すなわち、より⼀般的・代表的な銀河において、こうしたダストに隠された星⽣成活動を広く探ることは、アルマをもってしても容易ではないことが明らかになってきた。このため、宇宙におけるダストに隠された星⽣成活動の重要性について、観測的な決着はいまだについていない。
●本研究の⽬的と意義︓サブミリ波輝線強度マッピングで迫る重元素の⽣成集積過程と暗⿊物質
この解決の決定打と期待されているのが、「輝線強度マッピング」と呼ばれる⼿法に基づく、ミリ波サブミリ波帯での広域分光撮像観測である。この⼿法では、個々の銀河を分解するのではなく、空間⽅向・奥⾏き (⾚⽅偏移)
⽅向に平均化した銀河からのスペクトル線の放射エネルギーを測定することにより、個別には検出が困難な、暗い銀河、すなわち、その時代における⼀般的で⼤多数を占める銀河の情報を、スペクトル線強度の揺らぎ (パワース
ペクトル) として得ることが出来る。本研究は、宇宙最初の約20億年 (⾚⽅偏移が約4から8の時代) の銀河における炭素イオンからの [C II] 158μm輝線に着⽬した輝線強度マッピングを⾏う(図1左)。その実現のため、⼤規模化に適した超伝導集積分光技術に基づく分光撮像カメラTIFUUNの開発 (図1右上) と、その真価を⼗分に引き出すためのデータ科学を駆使した観測・解析⼿法 (図1右下) の開発も⾏う。サブミリ波望遠鏡ASTEでの⼤規模観測により、宇宙最初の20億年における隠された星⽣成活動の全貌を明らかにすると共に、炭素をはじめとする重元素が、宇宙のいつの時代にどの程度集積されてきたか、明らかにする。提案する超伝導検出器
技術とデータ科学的⼿法との融合によりもたらされる、より広く⾼感度な次世代輝線強度マッピング観測は、将来的には、酸素イオン [O III] 88μm輝線を活⽤して、さらに初期 (宇宙再電離期より以前) の宇宙への観測的な⼿がかりを与えることにもつなる。また、⾼⾚⽅偏移宇宙における銀河の⼤域的な分布を探ることで、暗⿊物質
モデルや初期宇宙物理に新たな制限を与えるなど、宇宙論の重要課題に迫ることもできると期待されている。

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）

図1 輝線強度マッピング概要(左)・超伝導分光撮像カメラ(右上)・データ科学を使った⼤気放射分離(右下)ホームページ等

図2 研究項⽬とその実⾏体制(左)及び国際共同研究体制(右)⼤学院⽣および若⼿研究者、合計約20名が本計画に参画する (研究開始時点)。これに加え、CNRSと東⼤が設置した国際共同研究拠点等も活⽤して毎年数名の海外留学⽣・若⼿研究者も受け⼊れる予定である。
⼈材育成計画の特⾊、また⼤学院⽣・若⼿研究者からみた魅⼒は、以下のようにまとめられる。
●多様な分野のエキスパートとの国際共同研究による幅広い視野の獲得・境界領域への挑戦
観測天⽂学・理論宇宙物理学の研究者、天⽂学との分野融合を主導するデータ科学分野の研究者、また光学や超伝導デバイスとそのデータの扱いに精通する⼯学部の研究者など、多様な分野のエキスパートが集う国際共同研究への参画を通して、幅広い⼈脈形成はもちろん、分野横断的な視野の獲得、ひいては境界領域への挑戦の機会が豊富に得られる。これまでに進めてきた分野連携・分野融合での研究、たとえばスパースモデリングを活⽤した⼤気雑⾳と天体信号の新しい分離⼿法、また、深層学習を⽤いた前景天体からの混⼊輝線情報の新しい分離⼿法など、更なる発展・展開が期待される具体的なテーマも多い。
●腰を据え⾃由な発想で研究に取り組むことのできる環境の提供
最⻑6年に及ぶ任期で、各分野のエキスパートと腰を据えて国際共同研究に取り組むことのできる特任助教ポス
トが⽤意される。研究のフェイズに応じて、短期から⻑期まで、必要な海外研究機関渡航・滞在を⽀援する。また、将来に向けた鍵となる超伝導技術やデータ科学のスキルを、より⾼い⾃由度で習得し、研究に取り組みやすくする。たとえば極低温冷却システムや関連計測器の整備などにより、⼤学院⽣・若⼿研究者が、他のプロジェクトの都合などに気兼ねすることなく、⾃由な発想で存分に実験できる環境を提供する。
●海外での活躍を後押しするキャリア・セミナーの実施
本研究に参画するデルフト⼯科⼤学の遠藤光博⼠らを講師として、海外で活躍し研究拠点を築くまでの貴重な経験を若⼿に直接伝えるキャリア・セミナーを実施する。学⽣を指導する教員にも、海外機関に向けた有効な推薦書の書き⽅など、若⼿の海外での活躍を後押しするセミナーを⾏う。
●超伝導チュートリアル・データ科学チュートリアルの実施
本研究に興味を持つ⼤学院⽣・若⼿研究者への導⼊となるチュートリアルを実施する。量⼦科学⼈材・データ科
学⼈材の育成や分野を超えた若⼿⼈材交流にも貢献する。
https://sites.google.com/view/sublime-tifuun/【国際先導研究】
デトネーションエンジンの物理解明︓宇宙⾶⾏実証国際共同研究
名古屋⼤学・未来材料・システム研究所・教授
研究代表者

笠原 次郎（かさはら じろう）
研究者番号︓60312435

研究課題
情報

課題番号︓23K20036
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓デトネーションエンジン、推進⼯学、航空宇宙⼯学、観測ロケット、デトネーション

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）●２０年かけて構築したデトネーションエンジン国際ネットワークを活⽤
回転デトネーションエンジンは、宇宙⽤⾼性能エンジンとして、実⽤化を視野に⼊れた研究が⽇欧⽶、アジアで活発である。2015年から、本研究グループと⽶国Purdue⼤をはじめとする多数の⼤学、ドイツベルリン⼯科⼤他でAIAA内にPressure Gain Combustion（PGC）技術委員会を組織し、活発に研究を展開中である。本研究グループの成果は⽶国宇宙学会のYear in Review 2016、2017、2019、2021でPGC技術委員会を代表する実験写真として掲載されている（図３）。また、2018には⽶国機械学会 MechanicalEngineering magazine で⾒開き紹介されている。2021年7⽉27⽇には、JAXA宇宙科学研究所の観測ロケットS-520-31号機を⽤いて、本研究グループ（図４）はデトネーションエンジンシステムの世界初の宇
宙⾶⾏実証試験に成功し、5件の学会賞が授与され、8件の国際招待講演、8件の国内招待講演と多数の
国内外の報道記事にて紹介されている。

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●斬新なデトネーションエンジンの要素・システム・フライト研究で世界を先導
回転デトネーションエンジンは、極めて⾼い周波数（1〜100kHz以上）でデトネーション波を発⽣させることが可能になりつつあり、宇宙⽤⾼性能軽量エンジンとして、実⽤化を視野に⼊れた研究が⽇欧⽶、アジアで活発である。2021年7⽉27⽇には、JAXA宇宙科学研究所の観測ロケットS-520-31号機を⽤いて、本研
究グループはデトネーションエンジンシステムの世界初の宇宙⾶⾏実証試験に成功した（図１）。本研究グ
ループは、デトネーションエンジン研究分野で世界を牽引している。しかしながら、本研究グループの⾶⾏実験
の影響によって、他研究グループの追い上げは苛烈を極めており、本研究グループは世界トップの座を奪われかねない。本申請グループが⽣き残るためには、⽶国（Purdue⼤︓先導的PGCガスタービン研究を実施）、
欧州（ベルリン⼯科⼤︓先導的PGC解析研究を実施）と国際共同研究で強く連携し、より斬新な研究を展開するとともに、志ある若⼿の育成を⾏う必要がある。

図3

Aerospace America's Year in Review 2021

図4 本研究での国際共同研究体制

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）

図1 世界初のデトネーションエンジンの宇宙での作動の様⼦（観測ロケットS-520-31号機実験）
本研究では、回転デトネーションエンジンの主要課題（動的な回転デトネーションエンジン、液体推進剤回転デトネーションエンジン、システムインテグレーション、宇宙⾶⾏実証）の研究を実施し、その主要物理を解明する。

●⽇本(アジア)ー⽶国（北⽶）ードイツ（欧州）をコアにプロフェッショナルな若⼿コミュニティを育成
全期間を通じて、若⼿研究者を36名（特任助教3名、ポスドク3名、博⼠後期課程10名、博⼠前期課
程の養成が20名）を育成する。博⼠後期課程の養成者の内5名は期間の後期では特任助教ないしはポス
ドクとして雇⽤する。全期間を通じて、3名の特任助教、3名のポスドクを雇⽤し、⽇本（名⼤、慶應⼤、JAXA、室蘭⼯⼤）、⽶国（Purdue⼤（図５））、ドイツ（ベルリン⼯科⼤（図６））へ【常時各国１名以上滞在】させる。基本的に、本研究内容を各機関の特性を⽣かしながら実施する。
以下の(1)〜(8)を実施し、国際的なプロフェッショナルなコミュニティを先導する。(1)AIAA Short Course(Pressure Gain Combustion)の受講、(2)AIAA SciTechへの参加・発表、(3) IWDP/ICVDCWへの参加・発表、(4) Marie Curie Innovative Training Network INSPIREの若⼿研究者と交流する。
(5)Detonation Young Researcher Forumへの参加・発表、(6)⽇本のデトネーション研究会若⼿夏の学校を運営し国際フォーラム化、(7)ICDERS(2029年に⽇本開催誘致中)への参加・発表、(8)国際燃焼
シンポジウムに参加・発表を⾏う。

図5
図2 観測ロケットへのシステムインテグレーション（上）、H3での宇宙⾶⾏実証（下）Purdue⼤での国際共同研究推進

ホームページ等

http://www.prop.nuae.nagoya-u.ac.jp/

図6 ベルリン⼯科⼤でのIWDP/ICVDCW2022

【国際先導研究】

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）

変形機構の⾼次制御による超⾼強度・⾼延性⾦属の創成︓実験＋計算⼆⼑流⼈材の育成
京都⼤学・⼤学院⼯学研究科・教授
研究代表者

辻 伸泰（つじ のぶひろ）
研究者番号︓30263213

研究課題
情報

課題番号︓23K20037
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓⾦属、超⾼強度、ナノ組織制御、変形機構、変形理論、原⼦シミュレーション

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●本研究の背景と⽬的
⾦属は、⼯業材料の中で唯⼀、⾼い強度（つよさ）と⼤きな延性・靭性（ねばさ）を併せ持つことから、⼒学機能を担う安全な構造材料として社会で幅広く⽤いられている。建築構造物の巨⼤化やカーボンニュートラルを⽬指した輸送機器の軽量化などを背景に、⾦属には従来の強度レベルをはるかに上回る超⾼強度化が近年求められている（図１）。⼀⽅で、災害・事故時の安全性を確保するために「ねばさ」も重要であるが、⼀般にあらゆる材料は⾼強度化するほど延性・靭性が低下し、「つよさ」と「ねばさ」の両⽴は挑戦的な課題である。本研究では、⾦属・合⾦のナノ組織化を通じて超⾼強度と⾼延性・靭性の両⽴を実現することを⽬的とする。
●本研究の新しさと⾯⽩さ
⾦属材料は、原⼦が⾦属結合をして規則正しく配列した結晶構造を有する。しかし⾦属は原⼦が完全無⽋に並んだ単⼀の結晶を構成しているわけではなく、種々の格⼦⽋陥により構成される、数nm（ナノメートル＝0.000000001メートル）から数⼗mmに及ぶスケールの様々な内部組織（マイクロストラクチャ）を有する。研究代表者は、マイクロストラクチャの最も基本的な単位である結晶粒のサイズを1μm（マイクロメートル=1000nm）以下に超微細化したバルクナノメタル（図２）に関する研究を⻑年⾏ってきた。そして、ある種の⾦属・合⾦のバルクナノメタルでは、⾼強度と⼤きな延性・靭性の両⽴が例外的に実現されることを⾒出した。これらバルクナノメタルでは、⾦属における通常の変形機構である転位すべりが抑制され、普通は⽣じない他の変形機構（双晶変形、マルテンサイト変態など）が活性化されることも分かってきた。こうした新しい理解をもとに、本研究ではナノ組織化した⾦属の変形中に異なる変形機構（素過程を）順次活性化することによって、 「つよさ」と「ねばさ」を両⽴した夢の構造⽤⾦属材料を実現する
独⾃の戦略（図３）を⽴てた。バルクナノメタルは従来⾦属より⾼い強度を⽰すとはいえ、理論的な理想強度の10分の1程度にまだとどまっている。世界をリードする研究者からなる国際チームが最先端の実験技術と計算⼿法を⽤いて変形機構の活性化や強度・延性への影
響などを原⼦スケールで解明し、理想強度に迫る超⾼強度と⾼延性・靭性を両⽴した⾦属・合⾦の設計原理を獲得することを⽬標として、本研究を遂⾏する。
図1 構造物の巨⼤化、軽量化と安全性確保の要求

図2 バルクナノメタルの組織例（透過電⼦顕微鏡像）

図3 超⾼強度と⾼延性・靭性両⽴の戦略

本計画の国際共同研究体制を図４に⽰す。京都⼤学・辻研究室、⼤阪⼤学・尾⽅研究室、⽶国・カリフォル
ニア⼤学バークレイ校・A.Minor研究室、⽶国・マサチューセッツ⼯科⼤学・J.Li研究室、フランス・リヨン⼤学・
D.Rodney研究室、中国・重慶⼤学・X.Huang研究室が⼀体となり、強い連携のもとで実験と計算の両⾯にわたって⽬標達成のための先導的な国際共同研究を遂⾏する。各研究室を率いる研究者は、いずれも多数の
Top 10%論⽂を継続的に発表するなど、⾦属材料科学をリードする国際的研究者である。辻研、Minor研、
Huang研が最先端の材料創製プ
ロセス、先端電⼦顕微鏡法によるマイクロストラクチャ観察・解析、最先端の変形解析⼿法などを提供
して実験研究を遂⾏し、尾⽅研、
Li研、Rodney研が最先端の⼒学変形理論、転位論、第⼀原理
計算、原⼦スケール分⼦動⼒学
計算などの⼿法を提供して計算研究を遂⾏する。本研究を主体的に担うのは、博⼠課程学⽣、ポスドク研究員などの若⼿研究者たちである。若⼿研究者たちには実験研究と計算研究の両⽅を⽇本と海外で経験してもらい、材料科学の未来を担う実験・計算⼆⼑流⼈材を輩出して⾏く。
図4 本計画の国際共同研究体制

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）●実験・計算⼆⼑流⼈材の育成
本国際先導研究の重要な⽬的は、前述の課題に関する国際共同研究を通じて次世代を担う材料研究者を育成することである。特に本計画では、実験と計算の両⽅に通じた「⼆⼑流⼈材」を育成する。⽶国のメジャーリー
グで⼤⾕翔平選⼿が投⼿および打者の⼆⼑流選⼿として優れた成績を挙げてベースボールの常識を変えたように、本計画で養成された⼆⼑流⼈材が、⾦属材料科学の常識を変えていくことを期待している。図５に、博⼠学⽣（DCコース）、ポスドク（PDコース）のプログラム概要を⽰す。博⼠課程学⽣およびポスドクを⽇本国内の⼤学・機関から広く公募し、公平な審査によって選抜して、海外研究機関に⻑期間派遣し、本課題に関する共同研究を遂⾏する。選抜された若⼿研究
者を、実験および計算の両サイトに派遣
し、それぞれの研究を経験させて様々な⼆⼑流⼈材を育成する。研究テーマに応じて図４に⽰した海外４研究室以外にも派遣先を広げ、また辻研・尾⽅
研以外の学⽣等の指導教員も本プログ
ラムのメンターとして加わっていただき、⼆⼑流育成コンソーシアムを徐々に拡⼤して⾏く。博⼠学⽣の海外滞在期間は数ヶ⽉〜２年間、ポスドクは２〜３年間とし、本プログラムの6.5年間の研究機関に、博⼠学⽣・ポスドクをそれぞれ12名以上海外に派遣することを計画している。
図5 実験＋計算⼆⼑流⼈材養成海外派遣プログラムの概要
ホームページ等

http://www.tsujilab.mtl.kyoto-u.ac.jp

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）【国際先導研究】
パワーレーザー極限状態の固体とプラズマにおける物質と場の構造変化に関する学理探究
⼤阪⼤学・レーザー科学研究所・所⻑/⼯学研究科・教授
研究代表者

兒⽟ 了祐（こだま りょうすけ）
研究者番号︓80211902

研究課題
情報

⾼いエネルギー密度状態の３領域に対して、国際共同研究の経験が豊富な３⼈の分担者が、領域内並びに領域間の連携を推進・コーディネートする。各領域に２つの研究課題を設定し、中⼼となる若⼿グループリーダー
が、他の若⼿研究者や⼤学院⽣と連携し国際共同研究を実施する。最終的に、３領域において実績ある研究
代表者のもと、全ての参加者により、⾼エネルギー密度状態における物質と場の多様な構造変化の現象を議論し、その背後にある共通の物理を解明する。さらに、多様な状態を実現できる世界のパワーレーザー施設や研究者との連携が不可⽋であるため、欧⽶の主要施設の⻑であり、各地域における国際的なネットワークの要である3
名を、海外共同研究者としている。

課題番号︓23K20038
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓パワーレーザー、⾼エネルギー密度状態、⾮平衡状態、構造変化、エネルギー散逸機構

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）

パワーレーザー光を髪の⽑の半分程度の⼩さな領域に集めると、瞬間的（10-9〜-12秒程度）に10万〜１千
万気圧の固体や１千万〜数億気圧のプラズマ状態のような極限状態を地上に創り出すことができる。その結果、レーザーにより⽣成される⾼いエネルギー密度状態は、⽐較的⼩さなエネルギーで恒星や巨⼤惑星内部の物質状態や超新星爆発の物理を理解することなどに役⽴っている。また、この⾼エネルギー密度状態の理解は、レー
ザー加⼯やレーザーピーニングなどの産業応⽤や、超⼩型加速器や核融合などの先進的な技術開発に重要な物理課題となっている。このため、世界では、急速に進展しているパワーレーザー技術を駆使して、この学際的かつ多様な出⼝の可能性がある⾼エネルギー密度科学に関する研究が精⼒的に進められている。
この多様なテーマや出⼝に対して、現在、世界のほとんどの取り組みは、それぞれ出⼝に対応した独⽴のアプ
ローチとなっている。これに対して、本計画では、⾼エネルギー密度状態の“もの”や“場”の構造変化に着⽬し、多様な状態に共通する⼀般性を明らかにし、学際分野における普遍性の探求に挑戦する。その結果、宇宙から物質材料まで幅広い極限的な⾼エネルギー密度状態の学理を探求できるとともに、応⽤技術の効率的な発展にもつながる。
図3 国際ネットワークと研究体制

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）

図1 学際連携から学際統合へ

図2 多様な極限状態に共通する普遍性を探求した統合的な取り組み●概要• 若⼿研究者と⼤学院⽣が中⼼となったチームが、既存の国際連携ネットワークや連携オフィスを活⽤するとともに、より⼤規模なGrand Allianceを⾒据えた国際共同研究を主導する。
• 多様な⾼エネルギー密度状態の物質や場における類似性や⼀般性を探求する独⾃の取り組みで世界を先導できる学術研究を推進する環境の下で、以下の⼈材育成計画を実施する。
 若⼿研究者・院⽣派遣プログラム（Y2024-2029）• 若手研究者長期派遣計画（2年間）：毎年１名新規で２年• 博士後期課程学生の中期派遣計画（6ヶ月）： （院生１名、若手研究者３名）/ 年• 博士課程学生・若手研究者の短期派遣計画（3ヶ月）：（院生３名、若手研究者３名）/ 年 若⼿研究者の⾃⽴⽀援︓TASUプログラム• 実践トレーニングプログラム（T）︓海外で共同研究を実施する実践的な教育や国際共同研究の企画を⽀援し、競争的資⾦、外部資⾦、マシンタイム獲得のための提案書・申請書作成⽅法をトレーニング。
• アカデミア・スタートアップ・プログラム（AS）︓若⼿研究者や⼤学院⽣が、計画する国際共同研究をコ
ンペ形式で選定し⽀援すると共に国際連携ネットワーク形成⽀援する。
• フロンティア・セミナーU30（U）︓定期的な（⽉1回）遠隔国際連携セミナー並びに各年もしくは隔年にサマースクール、ウィンタースクールを開催する。
 その他の取り組み• 4つの海外連携オフィスを活⽤し、共同研究のコーディネート、現地⽣活⽀援、海外採⽤⽀援• 次世代の国際連携ネットワークの育成として、若⼿研究者を中⼼としたオールジャパンのネットワークを強化し、既存の⽶国、⻄欧、東欧、⽇本の地域ネットワークを結ぶ新たな多国間グランドアライアンスを構築する。
ホームページ等

https://www.ile.osaka-u.ac.jp/ja/index.html （準備中）【国際先導研究】
先端材料化学と量⼦物性物理の融合による量⼦分⼦エレクトロニクスの創製
九州⼤学・⼯学研究院・教授
研究代表者

安達 千波⽮（あだち ちはや）
研究者番号︓30283245

研究課題
情報

課題番号︓23K20039
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓量⼦分⼦エレクトロニクス、有機CT、ナノ分光計測、超⾼速分光

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●本国際共同研究が⽬指すところ
過去30年間において、有機エレクトロニクスはOLEDの実⽤化に牽引され、学理の深化と共に⼯業的にも⼤きな発展を遂げてきた。今後、OLEDの成功に引き続き、有機レーザー、有機太陽電池、有機トランジスタ、メモ
リー、熱電デバイス、超伝導素⼦などの多彩な有機デバイスの可能性の開拓が期待できる状況にある。同時に有機CTの学理においては、電荷移動、励起⼦⽣成、電荷分離、積層薄膜状態における電⼦分極からスピン状態制御まで、幅広い物性物理の深化と新分⼦の創製が期待できるステージにある。そして、有機CTはマクロなデバイス展開に加え、分⼦エレクトロニクスや量⼦エレクトロニクスの視点、さらには、有機分⼦が本質的に親和性の⾼い⽣体適合性などの視点から機能を再構築することで、斬新な切り⼝から次世代エレクトロニクスの発展をもたらすと期待される。すなわち、⼀時代を築いたOLEDを⾜がかりとし、更なる⾶躍として、新しい有機分⼦による多種多様な新奇デバイスの創成に取り組むステージに来ている。無限の分⼦設計を基礎とする有機エレクトロニクス
は、分⼦集積化学等の先端材料化学との融合、ならびに、量⼦現象を基礎とした物性物理と融合した新たな研究学問領域の創成が期待されている。
本国際先導研究では、有機化学研究者と量⼦物性研究者を融合し、有機CTの科学技術の深化と次世代
量⼦分⼦エレクトロニクスの創成を進める。本提案の第⼀の着⽬点は、CT現象を基軸に、新しい発光分⼦の創製と発光デバイスへの応⽤、有機センシングデバイス、メモリー、熱電素⼦、超伝導等への展開、また、基礎的な視点から超⾼速分光、1分⼦計測技術等による分⼦の本質的な光電⼦物性の解明である。第⼆の着⽬点は、ウェラブルデバイスや⽣体内への埋め込みなど、様々な環境下における有機デバイス（アンビエントエレクトロニクス）技術の本質的な確⽴である。有機デバイスは現在、⽔･酸素等の影響を完全に排除した厳密な環境が必須であるが、今後、その適⽤範囲を広げるためには、封⽌技術によらず、本質的に⽔･酸素等との親和性の⾼い材料･デバ
イスの構築が必須である。
これが実現できれば、⾃然エネルギー・環境エネル
ギーで動作するデバイス
や⾃⼰修復・回復の実現等により、メンテナンスフ
リーで⻑期間動作する低環境負荷のデバイス実現への可能性が広がる。これらの研究を通して、既存の有機エレクトロニクスの研究分野を⼀段⾼め、
量⼦分⼦エレクトロニクスへと研究分野を発展させて⾏く。
図1 本研究が⽬指す量⼦分⼦エレクトロニクスの研究全体像

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）●先端材料化学と量⼦物性の融合
九⼤の安達らはTADF-OLEDの開拓によって有機CTの新基軸を開拓してきた。恩⽥らは超⾼速分光技術による分⼦の緩和ダイナミクスの研究において、理研の⾦らはSTMによる1分⼦計測による分光から、京⼤の畠⼭らはBN化合物の分⼦設計に取り組み、多重共鳴材料の創出に成功し、分⼦レベルでの多彩なCT状態の可能性を切り拓いてきた。これらの先進的な研究成果を基礎に、量⼦物性で世界をリードしている物性研究と有機分⼦設計･合成グループを融合し、次世代の量⼦分⼦エレクトロニクス(QME)を開拓して⾏く。海外研究チームとは、様々な量⼦現象を核とした物性を中⼼に据え、⾰新的な有機材料の創製によって新奇量⼦デバイスの創出を⽬指す。先端
OLED (St. Andrews⼤)、低閾値有機レー
ザー（Paris13⼤、U. Queensland⼤）、ポラリトンレーザー（Montreal理⼯⼤）をはじめ、
メモリーデバイス、熱電デバイス、有機超伝導(St Andrews⼤)、有機量⼦センシング、量⼦
ビット、超伝導デバイスなどの課題を通して、分⼦レベル、量⼦レベルで有機CT学理の深化を同時に進める。所望のデバイス機能を発現させるために、有機分⼦の多様な分⼦構造の検討が必須であり、超分⼦（CNRS）、多重共鳴材料（京⼤）等の多彩な分⼦⾻格の検討を進める。また、AI、MI分⼦設計もToronto⼤、
⾹港城市⼤学と連携して、網羅的な分⼦⾻格
図2 国際共同研究体制図の検討を進める体制を構築する 。

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）
本プロジェクトでは、11名の研究代表者･分担者に加え、ポスドクが8名、⼤学院⽣が10名程度参加する予定である。材料化学と物性物理の研究者をグローバルに組織化することで、異分野の視点から統合的にQMEの研究開発を推進できる⼤学院⽣･若⼿研究者の育成を進めて⾏く。特に光･電⼦機能材料化学を専攻する有機化学系と量⼦物性物理・デバイス物理を専攻する物理系の院⽣･若⼿研究者との積極的な交流を図り、QMEの研究分野を開拓できる⼈材育成を図る。また、基礎科学の学理の深掘りと先端デバイス⼯学の両分野を包括的に推進できる研究者の養成も進める。分野横断的な研究テーマを設定し、国際交流型の研究プロジェクトを⽴ち上げる。物性理論と分⼦設計･合成の研究者
でアライアンスを組み、所望の物性を発現させるための分⼦設計を明確にし、合成と物性解析を繰り返すことで、新しい機能を発現する新分⼦の創出を実現する。異分野研究者の交流を進めるために、定期的なミーティングに加え、サマースクール等を企画する。研究成果に対して、学術成果の発表に対して多⾯的なサポートを⾏う。多彩なキャリヤパスを準備し、アカデミックのみならず、グローバル企業でのインターンシップ、
海外研究機関での就職など、国際的に活躍できる⼈材を輩出していく。また、将来の量⼦分⼦エレクトロニクスの実⽤化を念頭に、アントレプレナーシップ教育も進める。
図３ QMEにおけるグルーバル⼈材育成ホームページ等

https://www.cstf.kyushu-u.ac.jp/~adachilab/lab/【国際先導研究】

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）
国内のレドックス超分⼦研究を牽引してきた９名の先導的な研究者を中⼼にしたレドックス研究連携ハブ拠点として、東北⼤学にリエゾンオフィスを設置し、国内拠点メンバーによる⼤学院⽣やポスドクの海外派遣や研修、共同研究を管理・運営する(図4)。

レドックス超分⼦の⽣命機能解明に向けたグローバルな研究先導
東北⼤学・医学系研究科・教授
研究代表者

Arnér E
(Karolinska Inst.)

⾚池 孝章（あかいけ たかあき）

Eaton P
(Queen Mary Univ.
London)

研究者番号︓20231798
研究課題
情報

課題番号︓23K20040
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓レドックス超分⼦、超硫⻩分⼦、酸化ストレス、レドックス超分⼦⽣命科学

レドックス超分⼦

活性酸素種
O2•–, •OH

活性酸化窒素種•NO, ONOO–HSR S Sn R

S SH

S

S
R: Cys, GSH, protein, or H, etc.
e-

e-

活性酸素
酸素・脂質ラジカルe-e-

NO・活性酸化窒素

エネルギー代謝・レドックスシグナル・酸化ストレス制御

図1 レドックス超分⼦●研究の⽬的本研究事業では、研究代表者と国内連携拠点の各研
究分担者らが築き上げてきた、レドックス超分⼦研究分野におけるグローバルネットワークの強化と拡張・推進に向けて、緊密な共同研究と⼈材育成体制を整備・拡⼤し、⻑期的な視点からのグローバルな展開を図る。当該事業推進を契機に、これまで世界各国に散在していたグローバ
ルなレドックス超分⼦の学術体系を融合・深化させた「レドックス超分⼦⽣命科学」を創成するものである(図3)。このことにより世界規模の研究共創を学術と若⼿⼈材育成の観点から俯瞰し戦略的に推進することで、⽣命科学
のみならず基礎および臨床医学さらには⼈類の健康福祉の向上に⼤きく貢献することが期待される。

図2 レドックス超分⼦⽣命科学の開拓
⽇本発の超硫⻩研究と海外の関連研究との融合

Dick T(GermanCancer Res.
Ctr.)

S

S

魏

澤・熊本⼤

US

Ichinose F
(MGH)

中林 斎藤

Janssen-Heininger Y(Univ. Vermont)

花岡・慶応⼤⻄⽥・九州⼤ 三⽊・京都⼤

van der Vliet A(Univ. Vermont)

若⼿研究者派遣計画

⻑期派遣︓15名（期間中）
短期派遣︓ 5名（年間）
短期研修︓15名（年間）Stuehr D(Cleveland
Clinic)

帰国発展プログラム
超硫⻩バイオケミストリー
G S S S H
H em eH em e超硫⻩バイオテクノロジー

超硫⻩メディシン

O

S

S Sn
S S

S

O
NH

I

OH

O

S Sn
S S

Cys S S HFAD

NOX/NOSSupersulfide enzymes, etc.

Probes, Raman spectrometry, etc.

Cardiovascular, cancer etc.

図4 レドックス超分⼦の⽣命機能解明に向けたグローバルな研究先導

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）●⼈材育成計画
2〜3年間の⻑期派遣(全期間中15名)と3ヶ⽉の短期派遣(年間5名)を予定し、また、短期研修⽀援として年間15名の若⼿研究者を海外学会等に派遣する(図4,5)。定期的なウェブミー
ティングを通じて国内外の研究室で意思疎通を図り、研究の迅速な遂⾏と予想と異なる事態の速やかな対応を図る(図6)。
●若⼿研究者の⾃発・⾃⽴的な研究の⽀援
優れた研究成果を上げた若⼿研究者には、⾃ら⽴案した研究の推進を奨励し、研究費⽀援を⾏う。また、各拠点機関の若⼿研究者⽀援プログラムを利活⽤し、独⽴特任助教以上の待遇で研究室を主宰する機会と環境を整備する(図7)。レドックス超分⼦のグローバルネットワーク形成を通じて卓越した若⼿研究者を育成する(図8)。
合同で の究進捗報告会S

東北⼤学
超硫⻩⽣命科学研究所

HU

Nagy P(Natl. Inst.
Oncol.)

Santolini J(CEA)

⽣体内の多様な超硫⻩分⼦（Redox supermolecules）

レドックスグローバルハブ

SWE

UK

FR GER

⼀⽅、地球の⽣命進化を牽引してきたもう⼀つの重要なレドックス超分⼦として、超硫⻩分⼦が挙げられる。
最近の国際共同研究により、世界ではじめて、単⼀の硫⻩が連鎖した超硫⻩分⼦が⽣物種普遍的に⼤量に産⽣され、エネルギー代謝や酸化ストレス制御などの多彩な⽣命現象に関わることが分かってきた(図2)。
超硫⻩分⼦Xian M(Brown Univ.)

Barayeu U

Feelisch M(Univ. Southampton)

近年、レドックス超分⼦による⽣命機能制御の視点から⽣命原理を理解しようとする世界的な潮流が⾼まってきた。⽣体内のレドックス超分⼦は量⼦すなわち電⼦エネルギー動態により⽀配されており、我々はこれを「レドッ
クス超分⼦の先端科学」という新しい枠組みとして捉えて、国際的な共同研究を精⼒的に展開してきた。⾃然界に普遍的に存在する酸素分⼦や活性分⼦種[活性酸素や酸化窒素種等]をはじめ、⽣体内で活発に産⽣・代謝されている⼀連の物質を「レドックス超分⼦(Redox supermolecules)」と総称する(図1)。

Mootha V(Broad Inst.)

グローバルハブ
コーディネーター

Mahajan S(Univ. Southampton)●「レドックス超分⼦⽣命科学」の創成

H Sn H

研究代表︓⾚池孝章（東北⼤）リエゾンオフィス

本橋

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）

R(H)SSnH, RSSnR

Lundberg J(Karolinska Inst.)

若

Sn
S

Gordon Research Conference
第13回国際NO学会(2024年7⽉, バルセロナ)(2024年，ストックホルム)
13th International Conference on the
Biology, Chemistry, and Therapeutic
Applications of Nitric Oxide 2024
Karolinska Institute, Stockholm

Gordon Research Seminar

Chair: Uladzimir Barayeu

海外武者修⾏

図5 レドックス超分⼦関連国際学会と若⼿派遣

越研究⼤ 学制度
ど によ る者⽀ 援シ ス テ ム
帰国⽀援発展プログラムによるSupersulfides
Ferroptosis

SulfurThiol ROS

NitricNOO
xide

若⼿研究者⽀援システム

次世代レドックス⽣命科学の若⼿研究者の育成

前中

東北⼤学
定
リエゾンオフィス
を中⼼に運⽤

図6 拠点間の定期的なウェブミーティング
図3 レドックス超分⼦⽣命科学の創成

ホームページ等

共創研究
「 超硫⻩
⽣ 命科学
東北⼤学
超硫⻩⽣命科学研究所@ 東北⼤

図7 帰国発展プログラム

http://www.toxicosci.med.tohoku.ac.jp/index.html

図8 レドックス超分⼦研究の卓越した若⼿⼈材育成

【国際先導研究】

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）

ポストコロナ時代を⾒据えた学際ウイルス学研究の推進
東京⼤学・医科学研究所・教授
研究代表者

佐藤 佳（さとう けい）
研究者番号︓10593684

研究課題
情報

●平均41.2歳の若⼿研究者による学際研究グループの構築と発展
イギリス、フランス、アメリカとの国際共同研究の展開に向け、本課題では、G2P-Japanの中⼼メンバー（佐藤、福原、松野、⿑藤）を中⼼に、海外連携と学際を頑健化する。代表者・佐藤は、分担者・福原、松野、⿑藤らとともに新型コロナ研究コンソーシアムG2P-Japanを牽引し、本課題の海外カウンターパートらとの密接な国際共
同研究も展開することで、本邦の新型コロナウイルス研究を先導してきた実績がある。さらに、これまで⼿薄だった
ミクロスケールについて、構造⽣物学を専⾨とする京⼤医⽣研・⽊村が分担者として参画することで、ウイルスタン
パク質の構造的理解を深め、次のパンデミック・エピデミックの原因となりうるウイルスの研究基盤創出を⽬指す。

課題番号︓23K20041
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓パンデミック、学際ウイルス研究、マクロスケール、メゾスケール、ミクロスケール

・イギリス側パートナー
グラスゴー⼤学
ケンブリッジ⼤学

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●本国際研究の⽬指すところ
新型コロナウイルスの世界的⼤流⾏（パンデミック）は、ウイルス感染症の脅威を⽩⽇のもとに晒した。感染に・フランス側パートナー
パスツール研究所

よる疾患そのものの脅威はもとより、社会の分断や経済・産業に与える影響など、パンデミックの脅威は論を待たない。本研究では、研究代表者・佐藤が主宰する国内の学際的な研究コンソーシアム「The Genotype to・アメリカ側パートナー
ラホヤ研究所

Phenotype Japan (G2P-Japan)」をベースとする国際研究を展開し、マクロスケールからミクロスケールまでのウイルス研究を、⽇本、イギリス、フランス、および、アメリカの研究チームで構成された国際的なチームで実施することで、次のパンデミックへの備えとなる基礎的知⾒を提供する。コンソーシアム研究によって、マクロスケール
からミクロスケールまで、ウイルス感染症の学際研究を展開する枠組みは国際的に前例がなく、研究領域の底図２ 国際共同研究体制上げと発展に資する、先進性と将来性に満ちた取り組みである。新たなパンデミックにつながる恐れのあるウイルス感染症に即応するためには、海外のウイルス学者や公衆衛⽣学者らとの連携と情報共有が必須である。他⽅、パンデミックには⾄らないものの、ダニ媒介性脳炎や重症熱性⾎⼩板減少症候群はそれぞれ、マダニを介して伝播するウイルスの感染によって引き起こされる感染症であり、国内でエンデミックとなっている。さらに、地球温
暖化の進⾏に伴い、本邦の亜熱帯化が進⾏している。そのため、デング熱などの熱帯ウイルス感染症が⽇本国
内でも発⽣するリスクは年々⾼まっている。この状況を踏まえ、ポストコロナ時代の次に来たるべき感染症リスクに備えるために、国内外の研究者と有機的に連携し、新たな脅威となるウイルスを早期に捕捉し、その性状を解明することは、基礎学術のみならず、安寧な社会⽣活の維持のためにも必須である。本邦主導でアウトブレイク
発⽣時に即応できるマルチスケールなウイルス学の持続的な基盤学術構築と、研究体制維持のために、ウイル
ス学分野への意欲ある若⼿研究者の継続的な参画と国際的な活躍を⽀持する体制構築に取り組む。

図１ マクロからミクロまでのマルチスケールな学際ウイルス学研究

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）●国内インターン制度（3~5名/年、数週〜数ヶ⽉）
 若⼿研究者の技術習得を⽀援
 ⼤学院⽣・ポスドクを⾃⾝とは異なる佐藤
スケール（階層）の研究を⾏う研究室に派遣
 ミクロ・メゾ・マクロスケール、および
ウエット・ドライを横断する専⾨性を⾝につけたジェネラリストを育成

ミクロスケール

メゾスケール

細胞⽣物学 動物モデル
福原

タンパク質構造解析

マクロスケール

流⾏動態解析

⽊村松野⿑藤

フィールドワーク

図3 国内インターン制度●海外渡航⽀援＆ダブルメンター制度
ミクロが
マクロが
（12名︓うち半数は⼥性を予定、半年〜数年）
得意︕ メゾが 得意︕
得意︕
 ⾃⾝の専⾨とするスケール（階層）の研究をさらに
Dr. Palmarini Dr. Saphire
発展させるため、世界トップクラスの専⾨家に指導を仰ぐ
留学・
 ⾼い専⾨性を持つスペシャリストを育成
師事
 「国内インターン制度」でジェネラリストを育成した後はDr. Gupta Dr. Sakuntabhai
若⼿研究者
スケール（階層）をまたいだ派遣も実施
図4 海外渡航⽀援＆ダブルメンター制●国際ウイルス学サマーキャンプの開催（30名、毎年1回）
度
 国内外の⼤学院⽣・ポスドクが主体となって企画する、「国際ウイルス学サマーキャンプ（若⼿主体の研究会）」を開催
男性
 国際的なリーダーシップ、コミュニケーション能⼒、
⼥性
マネジメント能⼒を向上させ、国際社会で活躍できる⼈材を育成
＠VirologyWakate
 将来PIとなる若⼿研究者どうしで、ウイルス学若⼿ネットワーク サマーキャンプ実⾏委員
国際的な⼈脈ネットワークを構築することを⽀援
図5 国際ウイルス学サマーキャンプの開催
ホームページ等

https://www.ims.u-tokyo.ac.jp/SystemsVirology/岧ব੠੔଑ଢ଼஢岨ၴ岶岽峘ব੠ુ৊ଢ଼஢峼ষ岰峘岵‫ق‬ર島峉崘嵓嵤崿峕峲峵ব੠ુ৊ଢ଼஢৬਑‫ك‬

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【国際先導研究】

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）

次世代ART︓哺乳類⽣殖⼯学の新展開を⽀えるグローバルネットワークの構築
⼤阪⼤学・⼤学院医学系研究科・教授
研究代表者

林 克彦（はやし かつひこ）
研究者番号︓20287486

研究課題
情報

課題番号︓23K20043
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓配偶⼦、受精、凍結、⽣殖補助医療

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●次世代ART（⽣殖補助技術）の開発
配偶⼦（卵⼦や精⼦）の機能の低下はヒトの不妊の原因となるほか、産業動物の⽣産性の低下や野⽣動物の絶滅を加速させている（図1）。これらの解決策として体外受精や配偶⼦の凍結保存などのART（⽣殖補助技術）が開発されてきたが、その効果はいまだに限定的である。そこで本研究では、新たに配偶⼦形成過程の細胞の操作や保存を⽬的とした次世代ARTを開発するとともに、それらを普及させる⼈材を育成することを⽬的とする。 これらの技術開発は個体を産⽣するための新たな選択肢を提供して、医療・産業・環境にまたがる
妊孕性の低下に起因する問題の解決に貢献する。また次世代の⼈材育成を通して、⽇本がこれまで担ってきた⽣殖細胞研究分野における国際先導的な役割を⻑期にわたり
図1 配偶⼦機能の低下が引き起こす様々な問題
維持する基盤を形成する。
具体的には本研究では国際研究チームが協⼒して、⽣殖細胞を「つくる」、「保存する」、「操作する」ための研究を推進する（図2）。まず⽣殖細胞をつくるために、様々な動物種の多能性幹細胞（あらゆる細胞に分化できる幹細胞）から配偶⼦をつくる培養⽅法を開発する。次に⽣殖細胞を保存するために、様々な動物の精⼦幹細胞（無限に増殖して精⼦になる能⼒をもつ幹細胞）の樹⽴、移植、凍結技術の開発に加えて、効率的な精巣・卵巣組織の凍結技術を開発する。最後に⽣殖細胞を操作するために、配偶⼦の分化や機能を亢進させる⼩分⼦化合物のスクリーニングを⾏い、その効果を体外培養系と⽣体で評価する。これらの研究テーマ間において、材料の提供や解析の効率化などのシナジーをつくりだし、次世代ARTの開発を加速させる。

図2 研究の全体像︓国際研究チームが協⼒して、⽣殖細胞を「つくる」、「保存する」、「操作する」●独⾃の⾼い技術をもつ⽇本⼈研究者と独⾃の⽣物資源・研究システムをもつ海外研究者との連携
本国際共同研究を推進する⽇本の研究者は実験動物分野において⾼い⽣殖⼯学技術を有する林克彦、伊川正⼈ (ともに⼤阪⼤学)、篠原隆司 (京都⼤学)、三浦恭⼦ (熊本⼤学)、⼩林俊寛 (東京⼤学) である。
海外の研究者は⽣殖細胞研究を背景にもち、世界でも卓越したヒトおよび動物の資源と技術を有する
Thomas Hildebrandt (ライプニッツ研究所、ドイツ)、Kyle Orwig (ピッツバーグ⼤学、⽶国)、Martin
Matzuk (ベイラー医科⼤学、⽶国) である （図3）。 林、⼩林はマウス・ラットの多能性幹細胞から配偶⼦をつくる特殊な技術を有している。篠原はマウス精⼦幹細胞を世界にさきがけて樹⽴した。伊川は精巣に発現する遺伝⼦について世界最多の遺伝⼦⽋損マウスを作製・解析している。三浦はハダカデバネズミの遺伝⼦改変のための特殊な技術を有している。⼀⽅、Hildebrandtは野⽣動物保護分野において欧州トップレベルのライプニッツ研究所の繁殖部⾨⻑であり、様々な野⽣動物の組織や繁殖技術を有している。Orwigは霊⻑類の精⼦幹細胞移植のパイオニアであり、⽶国で最⼤規模のヒト精巣サンプルを凍結保存している。
Matzukは独⾃の⾼速スクリーニン
グシステムを駆使して、ヒトの妊孕性を制御する⼩分⼦化合物の探索を⾏っている 本研究ではこれらのチーム間で⼈材、材料、技術を共有して様々な動物において妊孕性を向上させる技術を開発する拠点を形成する。
図3 国際先導研究を推進するチーム構成

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）

本研究では⽇本の研究チームに19⼈の若⼿研究者が参画するほか、研究の進展に応じて継続的に若⼿研究者を追加する。これらの若⼿研究者に（1）⼈的ネットワーキング、(2) キャリアパス形成、(3) ⽇本国内へのフィードバック、を可能にする環境を提供する（図4）。
⼈的ネットワーキングでは若⼿研究者を海外の研究機関や教育コースに派遣するとともに、必要に応じて海外の若⼿研究者を招聘して、双⽅向的な⼈的交流を実現する。また、若⼿研究者を加えた研究グループ全体の研究成果報告会を年に⼀度開催し、研究の活性化を図る。
キャリアパス形成では本研究に参画した若⼿研究者が期間中または期間後に独⽴したポジションを獲得して、⼀貫した研究の継続を可能にすることを⽬指す。国際先導研究内で若⼿研究者のための研究基⾦を創設し、新しい研究課題の⽴案や実⾏を⾏う能⼒を涵養する。研究グループ内で⼈材募集の情報を共有し、応募書類の査読や模擬⾯接の実施により独⽴・昇進を⽀援する。また独⽴後にも本研究のネットワークの中で研究材料・情報を共有して継続的に⽀援する。
本研究に参画した若⼿研究者が以下のような分野において活動することにより、国内へのフィードバックを実現する。医療分野では妊孕性保存技術の普及に貢献する。特に癌治療の副作⽤による不妊症は深刻であり、欧⽶と⽐較して⽇本では癌患者の妊孕性を保存する技術の普及は著しく遅れている。各⼤学病院において新しい技
術や制度を導⼊する準備を始めているが 、⽇本では妊孕性保存技術はまだ浸透していない。本研究に参画した医師や研究者が海外の最先端の技術や制度を導⼊することにより、その発展に貢献する。動物科学分野では
産業動物や野⽣動物の繁殖分野に貢献する。特に国内において⽋乏する野⽣動
物の資源を本研究で形成された海外研究機関とのネットワークにより補い、本研究に参画した研究者が動物園や⼤学等の野⽣動物研究センターにおける繁殖促進
図4 ⼈材育成プラン
や配偶⼦バンクの発展・運⽤に貢献する。
ホームページ等

【国際先導研究】
オートファジーに関する学際的研究︓作動原理から病態⽣理まで
順天堂⼤学・⼤学院医学研究科・教授
研究代表者

⼩松 雅明（こまつ まさあき）
研究者番号︓90356254

研究課題
情報

課題番号︓23K20044
研究期間︓2023年度〜2029年度
キーワード︓オートファジー、選択的オートファジー、神経変性疾患、代謝性疾患

この国際共同研究の重要性・⾯⽩さは何か（研究の⽬的と意義）●⽇本が先導してきたオートファジー研究のさらなる拡⼤・発展
オートファジーは、栄養飢餓などの細胞の⾮常事態に応じて誘導される細胞内分解経路である。細胞質の⼀部を取り囲んだオートファゴソームが種々の分解酵素を内包したリソソームと融合することにより細胞成分は構成
要素、タンパク質の場合はアミノ酸にまで分解される（図1）。⼤隅博⼠らの酵⺟オートファジーの発⾒とオート
ファジー関連遺伝⼦の同定と解析により、「オートファジーの分⼦機構」の理解が、また、関連遺伝⼦の破壊が⽣物にもたらす変化を解析することにより「分解による材料提供」や「分解による品質管理」といった基本的⽣理作⽤の理解が進んだ（図１）。
近年オートファジーにより、タンパク質液滴や凝集体、ミトコンドリアや⼩胞体といった細胞⼩器官などが選択的に認識、隔離、分解されること、それら選択的オートファジーの異常がさまざまな加齢性疾患と関連すること、
つまり、選択的オートファジーによるプロテオスタシス（タンパク質品質管理）、オルガネロスタシス（細胞⼩器官
品質管理）が細胞の恒常性維持、そして個体としての健康維持に重要な役割を担うことがわかってきた。さらに、オートファジー活性が加齢とともに減弱することも明らかになってきた。しかし、選択的オートファジーの作動原理もその異常と加齢性疾患発症の分⼦メカニズムの理解もほとんど進んでいない。
そこで、本研究ではこれまで本邦を中⼼に⾏われてきたオートファジー研究を選択的オートファジーに特化、液滴、タンパク質凝集体、ミトコンドリアや⼩胞体の選択的オートファジーの作動原理および⽣理機能を様々なモデル⽣物を⽤いて解明する。さらに、加齢に伴う選択的オートファジー低下のメカニズム、それに伴う代謝性疾
患、がん、神経変性疾患発症機構を明らかにすることを⽬指す（図2）。本研究の意義は、本邦が先導してきたオートファジー研究を若⼿研究者を中⼼にさらに拡⼤・発展させ、新たなステージに押し上げるとともに国際拠点を形成することにある。
基本的生理作用
分解による材料（栄養素）提供
飢餓時のアミノ酸プール維持
着床前胚発生分解による品質管理

神経変性抑制・がん抑制障害オルガネラ分解

細胞内侵入細菌分解

図1 オートファジーとは選択的オートファジーに特化

研究課題

多階層
モデル生物
利用

図2 研究の概要

基礎 選択的オートファジーの分子機構
および生理機能 加齢に伴う選択的オートファジー
活性低下機構臨床 ヒト疾患における選択的オート
ファジーの動態 選択的オートファジー低下が関連する病態発症機構

誰がこの国際共同研究を⾏うのか（優れたグループによる国際共同研究体制）●多⾯的、多階層なオートファジー研究を可能とする共同研究体制
世界を先導するオートファジー研究6グループ（国内4グループ、海外2グループ）に、バイオイメージングや組織透明化による蛍光三次元イメージングを専⾨とする2グループ、⾎液がん、内分泌代謝疾患、神経変性疾患を専⾨とする臨床3グループを加え、オートファジーによるプロテオスタシス、オルガネロスタシスの分⼦メカニズムに迫るとともに、個体におけるそれらの⽣理機能、その破綻による病態発症機序の解明を⾏う（図3）。
本研究では、オートファジーと関連する「プロテオスタシス」、「オルガネロスタシス」について基礎から臨床まで幅広く研究を推進するが、各研究項⽬は分⼦機構の観点から密接に関連しており、オートファジーや選択的
オートファジーに関与する作動因⼦の情報やマテリアルの共有を通じて、領域内研究を有機的に連携させる。また、各グループは、酵⺟、線⾍、ゼブラフィッシュ、マウスなど様々なモデル⽣物を⽤いて研究を展開する。多様なモデル⽣物からの情報を共有することにより、プロテオスタシスあるいはオルガネロスタシスの機能進化や新しい⽣
理機能の解明に結びつける。また、個体レベル（マクロ）から細胞レベル（メゾ）、さらには微細構造レベル（ミクロ・ナノ）までをカバーできる
マルチスケールイメージング技術を整備し、複合的な階層システムを包括的に解析する基盤を形成する。さらに、構造⽣物学グループが分⼦構造的基盤の解明に積極的に関与するとともに、ファシリティーが有する⾼度なプ
ロテオーム、メタボローム、リピドーム、
イメージング質量分析を融合させ、多階層分⼦基盤に基づく統合的理解に向けた体制になっている。
国際拠点形成図3 共同研究体制

どのように将来を担う研究者を育成するのか（⼈材育成計画の内容）●オートファジーを超える新たな学術創⽣のために国内拠点において、世界と渡り合える「研究基礎⼒」の育成と「幅広い視野」の育成に努める。「研究基礎⼒」の育成については、若⼿研究者⼀名に対し基礎グループと臨床グループから⼀名ずつメンターを配置するダブル
メンター制度を導⼊し、若⼿研究者の特性に応じたきめ細かい指導体制を構築する。また、年に⼀回リトリートを開催して研究課題の進捗状況を発表する場を設けることで、研究者に求められるプレゼンテーション能⼒の向上を図る。「幅広い視野」については、基礎と臨床研究室循環、若⼿主導の基礎と臨床との合同セミナーなど活発な交流促進と若⼿研究者の主体性育成を推進する。また、学会や学術領域の若⼿の会など既存の枠組みを積極的に活⽤して、異分野及び他研究機関の若⼿研究者との交流も促進する（図4左）。
⾼い研究能⼒を習得した若⼿研究者には積極的に海外留学を勧める。国内拠点PIは順天堂⼤学国際交流センター、教務課と協⼒し、若⼿研究者のニーズを把握、海外研究者とのマッチングを⾏うことで海外トップレベルの研究チームへの参画を
若手による学術創生
的確に⽀援する。帰国後には、
独⽴志向の⾼い若⼿研究者に対して「オートファジーに留まらない独⾃の視点による研究推進」を⽀援する（図4右）。これらにより、若⼿研究者による新しい学術創⽣が可能となり、独⽴す
る機会も⾶躍的に増える。
現在、⼤学院⽣7名、博⼠研究員11名が参加しており、今拠点PIらによる支援
拠点PIらによる支援
後も⼤学院⽣、博⼠研究員を募集する予定である。
図4 若⼿育成計画

ホームページ等

https://www.juntendo.ac.jp/graduate/laboratory/labo/kikan_saibou/