ISSN 1349-1229

No. 45720197

研究最前線「腸内細菌と免疫と脳、その密なる関係」より

02 研究最前線

腸内細菌と免疫と脳、その密なる関係

06 研究最前線

恐怖記憶の形成と消去の仕組みを探る

12 私の「科学道 100 冊」
真理に向かって突き進む

13 海外事務所から理研と中国をつなぐ北京事務所

14 TOPICS

・ポスト「京」の名称、「富岳」に決定・仙台地区と筑波地区で一般公開を開催

10 FACE

がんを標的にする魚雷形ナノカプセルを世界で初めて開発した研究者

11 SPOT NEWSジルコニウム奇数同位体の選択的なイオン化

・柴山昌彦文部科学大臣が理研和光地区を視察
・新研究室主宰者の紹介

16 原酒「忘れたころ」の手前にいます研 究 最 前 線

病気になると不安な気持ちになる、という人は多いだろう。
免疫系と脳の関係性は以前から指摘されていたが、そのメカニズムはこれまでよく分かっていなかった。
シ ド ニ アフ ァ ガ ラ サ ン

2017年、生命医科学研究センター 粘膜免疫研究チームのSidonia Fagarasanチームリーダー（TL）は免疫系と脳が代謝物を介して関係していることを突き止め、免疫の活性化に起因して不安や恐怖感が強くなるメカニズムを解明。
「私が最初に興味を持ったのは、腸管免疫系と腸内細菌の相互作用でした。
それが全身の免疫系、そして脳にまでつながってきたのです」
そう語るFagarasan TLと粘膜免疫研究チームの研究を紹介しよう。

腸内細菌と免疫と脳、その密なる関係■ ルーマニア消化器内科医時代の出会い
Fagarasan TL が母国ルーマニアから日本に来たのは 1998 年。
「全ては偶然から（2018 年ノーベル生理学・医学賞受賞）■ 多くの細菌と免疫細胞が腸管に存在
ヒトの腸管内には、およそ 1,000 種
類、総数 100 兆個以上の細菌が存在し、始まりました」と振り返る。来日前のの講演を聴いた。
「免疫系は腸管内にい一人一人構成の異なる腸内細菌叢を形

Fagarasan TL は、ユーリュ・ハツィエガー

る細菌の影響を受けているという話に、成している。腸内細菌は食物の消化やヌ医科薬科大学微生物学教室の助教授

とても興味を持ちました。そして講演を栄養の吸収を助け、健康な状態では病であり、また消化器内科の医師でもあっ終えた本庶先生に思い切って声を掛け

原性はない。

た。
「同じ消化器疾患であると診断されると、興味があるならば京大で研究をし一方、生物は体内に侵入してきた病そんなときに出席した学会で偶然、当
ほん じょ

たすく

時京都大学の教授だった本庶 佑 博士

そうれば、どの患者さんに対しても同じ治療たらどうだ、と言ってくださったのです」

原体などの異物を排除する免疫系というを行うのが一般的です。しかし私は、そそして 1998 年、日本の文部科学省の機構を持っている。免疫系を担っているれに納得がいきませんでした。同じ疾患

奨学金留学生として来日。
「私にとってのが T 細胞や B 細胞、樹状細胞などのでも患者さんによって原因や病態が違う

日本のイメージは川端康成の小説『雪免疫細胞であり、その総数は 2 兆個とものだから、患者さんごとに治療法を変え国』に描かれた風景であり、ずっと憧れいわれる。そして免疫細胞の約 60％が、た方がよいはずです。しかし、現実にはていました。その日本に行き、免疫系と腸管に存在している。腸管には、食物と難しい。消化器内科医でいることにフラ腸内細菌の関係を研究できる。二つの望一緒に外界からさまざまな病原体が入っストレーションがたまっていきました」

みが同時に実現したのです」てくる。そうした病原体を迅速に排除しなければいけないからだ。一方で、無害

腸管内

③
体外へ排出

腸内細菌（悪玉菌）

腸内細菌（善玉菌）

M細胞
上皮組織

病原体

上皮細胞

粘液

粘液に付着

樹状細胞
腸管内へ

①

ヘルパー
T細胞

B細胞

PD-1

IgA
②

上皮組織の下に、免疫細胞が集まったパイエル板がある。
M 細胞から取り込まれた病原体は樹状細胞によって分解され、抗原としてヘルパーT 細胞に提示される（①）
。ヘル
パーT 細胞から指令を受けた
B 細胞は胚中心へ移動し、ヘルパーT 細胞の補助を受けながら分化・成熟し、IgA を産生する（②）。IgA は腸管内へ分泌され、病原体に結合して体外へ排出する（③）
。IgA には腸内細胞のうち善玉菌と結合するものもあり、善玉菌を粘液に付着させ、排出されにくくする。

な腸内細菌や食物は排除されない。この
特殊な免疫系は、全身の免疫系と区別して腸管免疫系と呼ばれている。
「バランスの取れた腸内細菌が腸管免
疫系を適切に活性化し、それによって健康が維持されていることが分かっています。バランスの崩れが、炎症性腸疾患
や自己免疫疾患、食物アレルギーなどのきっかけになります。しかし、腸内細菌のバランスが変わると腸管免疫系がどのように変わるのか、逆に腸管免疫系が変わると腸内細菌のバランスがどのように変わるのか、そして相互作用のメカニズ

胚中心
パイエル板

図 1 腸管免疫系

抗体産生細胞

ムも分かっていませんでした。それらを明らかにすることを目標に掲げ、日本で

02 R I KE N NE WS 2019 Ju ly

撮影：STUDIO CAC

Sidonia Fagarasan（シドニア・ファガラサン）

生命医科学研究センター
粘膜免疫研究チーム チームリーダー

1965年、ルーマニア生まれ。ルーマニア・
ユーリュ・ハツィエガーヌ医科薬科大学卒
業。M.D. 同大学微生物学教室助教授などを経て、1998年より京都大学医学部客員研究員。博士（医学）。2001年より理研 免
疫・アレルギー科学総合研究センター チー
ムリーダー。統合生命医科学研究センター
チームリーダーを経て、2018年より現職。

の研究をスタートさせました」
そして来日から 3 年がたった 2001 年。

Fagarasan TL は、理研が横浜に免疫・しながら分化・成熟して IgA を産生す

PD-1を持たないマウスは、免疫反応る。その IgA が腸管内に分泌され、病原が暴走して自分自身の正常な細胞や組体に結合して体外へ排出する。

織を攻撃してしまう自己免疫疾患を発症

アレルギー科学総合研究センターを設

IgA を欠損したマウスでは、小腸の腸することが知られていた。一方で PD-1

立すると同時に理研に移り、粘膜免疫研

内細菌の数が 100 倍に増加していた。

欠損マウスの腸内細菌を取り除くと、自究チームを立ち上げた。

IgA は、病原体の排除だけでなく、腸内己免疫疾患を発症しないことも分かって細菌の適正な数の維持にも重要な役割■ 腸内細菌の異常増殖がいる。こうした知見をもとに Fagarasanを果たしているのだ。過剰に増殖した腸TL は、PD-1 が腸内細菌、そして免疫系

免疫を過剰に活性化

内細菌は、腸管免疫系と全身の免疫系に影響を及ぼしているのではないかと考「研究チームを立ち上げた当時、腸管を刺激し、免疫反応を過剰に活性化さえ、その働きを調べることにした。

免疫系に関する研究はまだ少なく、そのせていることも分かった。これらの成果

Fagarasan TLらはまず、正常マウスと質も高いものではありませんでした。研を 2002 年に発表。
「腸管免疫系と腸内PD-1 欠損マウスの腸内細菌を比較。す究の種をまき、これから育てていこう、

細菌の相互作用への関心が高まるきっると、総数は同じだが、構成が変わってという思いでした。腸管免疫系と腸内細かけになりました」

いた。PD-1 欠損マウスでは、善玉菌と菌の関係についての理解が進んだのは、して知られるビフィズス菌が検出できな「まず、免疫グロブリン A（IgA）とい■ IgA の質と腸内細菌のバランス
Fagarasan TL が次に注目したのが、ヘルパーT 細胞の表面にある PD-1という受容体だ。PD-1は免疫反応を抑える機

う抗体をつくることができないマウスを能を持ち、がん治療のターゲットとしてが、腸内細菌に結合する IgA が少なかっ

使って、腸内細菌や腸管免疫系がどのも注目を集めている。本庶博士は PD-1

た。IgA は腸内細菌のうち特に善玉菌に

この 10 年ほどです」とFagarasan TL。その進展をけん引してきたのが、粘膜免疫研究チームである。

ように変わるかを調べました」
腸管免疫系の仕組みを簡単に説明しいほど減少し、エンテロバクターなどの悪玉菌が正常マウスの 400 倍に増えていたのだ。また、B 細胞の数と腸管内に分泌されている IgA の量は微増しているの働きを阻害するがん免疫療法を開発

結合してその表面を覆い、IgA で覆われした功績によりノーベル賞を受賞した。

た腸内細菌は粘液に付着し排出されにくておこう（図1）。腸管免疫系で働く免疫細胞は腸管表面の上皮組織の下に集まり、パイエル板と呼ばれるリンパ組織を形成している。上皮組織の所々にあるM 細胞が病原体を選択的に取り込んで下側のパイエル板へ輸送し、樹状細胞に渡す。樹状細胞は病原体を取り込んで分解し、その一部を抗原としてヘル

図 2 PD-1 欠 損 マ ウ スのパイエル板PD-1欠損マウスのパイエル板
では、T 細胞（緑）の中でも胚中心のヘルパーT 細胞が正常マウスと比べて 3 倍に増えている。
胚中心 B 細胞（青）に対するヘルパーT 細胞の作用が過剰になり、不完全な B 細胞も抗体をつくってしまう。

パーT 細胞に提示する。するとヘルパー

T 細胞は、B 細胞に抗原と結合する抗体をつくるように指令を送る。指令を受けた B 細胞はパイエル板の胚中心という領域へ移動し、ヘルパーT 細胞と相互作用

R I K E N N E W S 2 0 1 9 J u l y 03

研 究 最 前 線
腸管内

腸内細菌（悪玉菌）③
腸内細菌（善玉菌）

粘液

上皮細胞

M細胞

病原体

体外へ排出

樹状細胞
腸管内へ
②

ヘルパー
T細胞

B細胞

抗原や善玉菌への結合特異性の
低いIgA

IgA

①

図 3 PD-1 欠損マウス
における腸内細菌の様子

PD-1欠損マウスでは、胚中心にあるヘルパーT 細胞が増殖している（①）。すると T 細胞の補助が過剰になり、本来は抗体を産生しない不完全な B 細胞も抗体をつくってしまい、抗原や善玉菌に結合する力が弱
い IgA が腸管内に分泌される（②）
。その結果、善玉菌が粘液に付着してとどまれず排出される一方で、悪玉菌が増殖し腸内細菌のバランスが崩れ（③）
、全身の免疫系が過剰に活性化される。

酸が減少していることが分かった。次にT 細胞を調べると、血中から細胞内にア

胚中心
パイエル板

抗体産生細胞

ミノ酸を取り込むトランスポーターの数が増えていることが分かった。
「PD-1 欠損マウスでは免疫系が過剰に活性化し重さも複雑さも、果たす機能をもってしています。活性化した T 細胞はたくさん

腸内細菌や IgA の変化はなぜ起きたのても、脳に匹敵する臓器と捉えるべきでのアミノ酸を必要として取り入れるたか。詳しく調べると、PD-1 欠損マウス

しょう。第二の脳と言っても過言ではあめ、その分、血中のアミノ酸が減少してでは胚中心のヘルパーT 細胞の数が 3 倍りません」

しまうのです。すると、脳に運ばれるア

くなると考えられている。

に増えていた（図 2）。B 細胞が抗体を産ミノ酸が減少します」
ルギーの生成に加え、脳において神経マウスではヘルパーT 細胞の補助が過剰■ 免疫系と脳のつながり
PD-1 欠損マウスの研究には、続きがある。
「PD-1 欠損マウスは、免疫系の活になり、本来は抗体を産生しない不完全性化に加え、私たちが不安に感じているの合成にも使われる。

な B 細胞も抗体をつくってしまう。そうときの動きと同じような行動（不安様行

血中で減少していたトリプトファンはしてできた IgA は質が低く、善玉菌に結動）や恐怖を感じて逃げたりすくんだり

セロトニンという神経伝達物質の、チロ合する IgA の量が減ったのだ。その結する（恐怖反応）などの異常行動が見らシンはドーパミンという神経伝達物質の果、本来は腸管内に残るべき善玉菌がれました。実は、異常行動を起こすマウ

合成に必須なアミノ酸である。脳に運ば排出されてしまい、腸内細菌のバランススを見たのは、私にとってそれが 2 度目れるアミノ酸が減少すると、そのアミノが変化してしまったと考えられる（図 3）。

でした」とFagarasan TL。1 度目は、京酸からつくられる神経伝達物質も減少す

PD-1 欠損マウスでは、ヘルパーT 細大で免疫系が機能しない免疫不全マウると考えられる。実際、PD-1 欠損マウ

生するには、ヘルパーT 細胞との相互作
用による補助が必要である。PD-1 欠損

アミノ酸は、タンパク質の合成やエネ
細胞間の情報伝達を担う神経伝達物質

胞が産生するインターフェロンγの量が 4スを用いた実験をしていたときだ。
「免スの脳内のアミノ酸と神経伝達物質の濃倍に増加し、通常は腸管だけにある腸内疫不全マウスは、やたらに飛び回ったり度を測定すると、トリプトファンとチロ細菌に対するIgA が血中からも検出されかみ付いたりしました。当時は、なぜそシンが減少し、さらにセロトニンとドーた。インターフェロンγは炎症を誘導すのような異常行動を起こすのか、まった

パミンも減少していることが分かった。

るタンパク質で、血中の IgA と共に免疫

く分かりませんでした。しかし、私はそ「セロトニンやドーパミンはハッピーな気系が過剰に活性化していることを示す。

れからたくさんの知見を積み重ねてきま持ちにする神経伝達物質です。それら

これらの結果から、PD-1は、IgA のした。だからこそ、PD-1 欠損マウスのが減少すると、不安様行動や恐怖反応

質を維持し腸内細菌のバランスを制御し異常行動を見て、免疫系の影響が脳にを強く示すようになります」。行動を調ていること、また腸内細菌のバランスが及んでいるのではないか、と考えたのでべる実験で検証すると、PD-1 欠損マウ

崩れると全身の免疫系の過剰な活性化す。それを明らかにするまでに 4 年を費スは不安様行動と恐怖反応が強くなっにつながることが明らかになった。

やしました」ていることが確かめられた。

「腸内細菌は人体の一部であると、以Fagarasan TL らはまず、PD-1 欠損マ「一連の実験結果は、免疫が活性化す

前は認識されていなかったと思います。

ウスの血中の代謝物を解析。すると、ることで脳に運ばれるアミノ酸が減少

しかし腸内細菌を合計すると2kg にもな

PD-1 欠損マウスは正常マウスに比べてし、それによって神経伝達物質が欠乏しるんですよ。腸管は腸内細菌を含めて、

トリプトファンやチロシンなどのアミノたことが、PD-1 欠損マウスの異常行動

04 R I KE N NE WS 2019 Ju ly

撮影：STUDIO CAC

左から Sidonia Fagarasan チー
ムリーダーと宮島倫生 上級研究員、章 白 浩 特別研究員。

関連情報2017年10月24日プレスリリース
免疫活性化を起因とする不安・恐怖亢進メカニズムの解明

2012年4月27日プレスリリース
腸内環境のアンバランスが全身の免疫系を過剰に活
性化

正常マウス

PD-1 欠損マウス①T 細胞が活性化・増殖

リンパ節
活性化 T 細胞②活性化 T 細胞ではトランスポーターの発現が上昇し、トリプトファンやチロシンが大量に取り込まれる。
トランスポーター

免疫は相互に作用しているのだ。
「これまで私たちは、免疫細胞が与えてくれる恩恵を一方的に求めるばかりでした。少しわがままだったのです。これ⑥不安様行動や恐怖反応が強くなる。

からは、免疫細胞が必要としているものを知り、それを与えることで免疫系が正脳
血液④脳内のトリプトファ
ンやチロシンが減少する。

神経細胞
トリプトファンやチロシン

セロトニンやドーパミン③血液中のトリプトファンやチロシンが減少する。

⑤セロトニンやドーパミンが減少する。

図 4 免疫活性化に起因する不安・恐怖感が高まるメカニズム

常に機能するようにサポートする。そんなことも実現していきたいですね」■ 腸の中に命の泉？
Fagarasan TL は、これから力を入れていきたいテーマとしてもう一つ、加齢と免疫の関係を挙げる。高齢化は世界的の一因であることを示しています（図 4）。

に活性化しているものがある。その場合な問題であり、老化のメカニズムの解明

これまでも免疫系と脳のつながりを示唆

も、免疫活性化に起因する代謝の変化と、それに伴う疾患の予防法や治療法のする研究はありましたが、代謝物を通しが発症や病態に関わっている可能性が確立が急がれている。Fagarasan TL は、てそれを明らかにした初めての研究といある。精神疾患の患者さんにおいて、免「加齢と腸管免疫系、腸内細菌は密接にえるでしょう」と、Fagarasan TL は解説

疫系の活性化や免疫系の遺伝子の変異、関係している」と言う。加齢が進むと免する。
「疑問を残さないように、必要と代謝の変化を調べることで、これまで不疫細胞の機能が低下し、IgA の質が落ち思われる実験を全て行いました。ほかの明だった発症原因を解明できるかもしれる。すると腸内細菌のバランスが崩れ、研究者から、行動実験までやったとは驚ない。原因が分かれば、治療法の開発

免疫系が活性化する。その結果、慢性いたと言われたときは、うれしかったでへとつながる可能性がある。

的な細胞の炎症が起きて老化が促進さすね。苦労しましたから。脳内の神経伝Fagarasan TL は「これからは、免疫系

れ、さまざまな疾患を発症してしまう。

達物質の濃度の測定・可視化にも難航と代謝系の関係に注目した免疫代謝の「腸内細菌のバランスを維持できれば、しましたが挑戦しました。免疫学を超え、研究も重要です」と言う。免疫細胞が正免疫系の活性化を抑え、加齢の進行を脳科学の領域に踏み込んだ実験です」

常に機能するためには、アミノ酸をはじ緩やかにすることができるかもしれませめさまざまな物質を取り入れる必要があん。命の泉が腸の中にあればいいな、と■ 免疫代謝に注目る。それらの物質は、私たちが食べた物思いながら研究しています」「病気になったとき、不安や恐怖を感が消化・吸収された栄養素をもとに、代「研究は、ハードル
Fagarasan TL は、じたり、気分が沈みがちになったことが謝によって合成あるいは分解されたもの

を一つ越えると、次のハードルが出てくありませんか？」とFagarasan TL。病気である。腸内細菌も代謝によってさまざる。理解すればするほど、これまで理解になると免疫系が活性化されるため、まな物質をつくっている。代謝が変化すしてきたことはなんと小さいのだろうと

PD-1 欠損マウスと同様のメカニズムがるとつくられる物質の種類や量が変わっ思わされます」と語る。それでも「これ働いていると考えられる。それを調べるて、免疫細胞の分化や活性化が変わり、からも苦労しながら一歩一歩進んでいきための研究にも着手した。

最終的な免疫応答も変わる。すると、そます」と結んだ。

また、精神疾患の中には免疫系が常の影響を受けて代謝が変わる。代謝と（取材・執筆：鈴木志乃／フォトンクリエイト）

R I K E N N E W S 2 0 1 9 J u l y 05

研 究 最 前 線

ある恐怖の記憶にまつわる情報伝達経路は、一度形成されると脳内から消えることはない。
しかし、恐怖を感じる必要がないことを学習してその情報伝達を抑制することで恐怖記憶が消去されると考えられている。
強い恐怖記憶により日常生活に支障を来してしまう

PTSD（心的外傷後ストレス障害）や不安障害の患者は、恐怖記憶を消去するための学習がうまく進まないのだ。
ジョシュアジ ョ ハ ン セ ン

脳神経科学研究センターのJoshua Johansenチームリーダー（TL）率いる学習・記憶神経回路研究チームは、
恐怖記憶の消去に関与するノルアドレナリンやドーパミンの経路を発見した。

恐怖記憶の形成と消去の仕組みを探る■ 恐怖記憶の形成と扁桃体

神経細胞は、ほかの神経細胞から受「恐怖記憶が形成される前は、電気

あなたがある場所を歩いているとき、け取る情報量が一定値を超えると、電ショックと音の刺激を伝える神経細胞の扉が開く音がして、次の瞬間、恐ろしい

気信号を発生させる。それを「発火」とどちらか一方が発火しても、情報量が一体験をしたとする。すると、再びその場呼ぶ。発火した神経細胞は、次の神経定値を超えないため、情報の受け手で所を訪れたり、扉が開く音を聞いたりし細胞へ情報を伝える。神経細胞と神経ある扁桃体の神経細胞は発火しません。

たときに、恐怖体験がよみがえり、身が細胞の間には、シナプスという隙間があ

電気ショックと音の刺激を同時に体験しすくんでしまうといったことが起きるだ

り、この間は神経伝達物質を介して情報て、両者の情報を伝える神経細胞からろう。その後、同じ場所に行ったり扉がが伝えられる。

同時に情報を受け取ることで扁桃体の開く音を聞いたりしても、何も起きない

情報の送り手の神経細胞が発火して神経細胞が発火します。それが繰り返ことが続くと、身がすくむことが少なく情報を伝えた直後に、受け手の神経細されることで、音を伝える神経細胞と扁なり、恐怖記憶が消去されていく。

胞が発火することが何度も繰り返される

桃体の神経細胞の間のシナプス増強が研究チームはラットを用いて、動物にと、その送り手と受け手の間のシナプス

起きます」
（図1右）

進化的に保存されている恐怖記憶の形の情報伝達効率が増強されるという仮すると、音を伝える神経細胞が発火成と消去に関係する脳の仕組みを探っ説がある（ヘッブ型可塑性）。このような

しただけで扁桃体の神経細胞も発火すている。

シナプスの情報伝達効率の変化が、記るようになる。このようにして特定の音「ある音を聞かせると同時に、軽い電憶の形成に必須だと考えられている。

を聞いただけで身をすくめるといった恐気ショックによる恐怖体験を与えます。
それを繰り返すと、ラットはその音を聞いただけで身をすくませるようになりま

恐怖体験 あり音刺激

恐怖体験 なし

音刺激す」と Johansen TL。
このような恐怖記憶の形成（恐怖条件づけ学習）において、脳内では何が起きているのか。恐怖によって身をすくめるなど本能的な快・不快という心の動き
へん とう たい（情動）において、扁桃体と呼ばれる脳部位が重要な働きをしていることが知ら

シナプス増強扁桃体の神経細胞

恐怖記憶の形成れている。
ラットの実験例では、電気ショックを感じたという恐怖体験を伝える神経細胞と、ある音を聞いたことを伝える神経細胞の双方から、扁桃体の特定の神経細胞に同時に情報が伝わる（図1左）。

06 R I KE N NE WS 2019 Ju ly

恐怖記憶

恐怖記憶

図 1 恐怖記憶の形成（恐怖条件づけ学習）
恐怖体験と音刺激を同時に体験することが繰り返されると恐怖記憶が形成され、その音を聞いただけで恐怖記憶がよみがえり、身をすくませる反応を示す。そのとき、音刺激を伝える神経細胞と扁桃体の神経細胞の間のシナプスが増強され、音刺激だけで扁桃体の神経細胞が発火するようになると考えられる。

撮影：STUDIO CAC

Joshua Johansen（ジョシュア・ジョハンセン）

脳神経科学研究センター
学習・記憶神経回路研究チーム
チームリーダー

1973年、米国カリフォルニア州生まれ。
Ph.D. カリフォルニア大学ロサンゼルス

校神経科学研究科博士課程修了。ニューヨーク大学 博士研究員を経て、2011年、理研脳科学総合研究センター チームリー
ダー。2018年より現職。

怖記憶が形成されると考えられる。

■ 恐怖記憶の形成に必要な測していました。しかし、実験を繰り返「このときのノルアドレナリンは、神経してもラットは身をすくめる反応を示し細胞を直接、発火させる神経伝達物質

ませんでした。恐怖記憶の形成には、としての働きはありません。送り手から

もう一つの物質

何かが足りないことが分かったのです」

放出される神経伝達物質（グルタミン

2000 年代後半、光によって活性化す（図 2 左）酸）による反応を促進し、発火しやすくるロドプシンというタンパク質を特定の研究チームは、足りない要素はノルアする効果があると考えられます。海馬や神経細胞に発現させ、光を当てて神経ドレナリンだと予測した。
「ノルアドレナ

扁桃体だけでなく、脳のさまざまな部位

細胞を発火させたり発火を抑制したりす

リンは恐怖体験などに伴うストレス反応のシナプス増強と記憶の形成に、ノルア

る光遺伝学の手法が開発された。

により放出され、脳に覚醒や注意を促す

ドレナリンが必要である可能性がありま「私たちは、扁桃体の神経細胞にロド働きを持ちます。扁桃体に、ノルアドレす」

プシンを発現させることにより、ラット

ナリンを受け取る受容体を活性化させる

恐怖記憶の形成に必要なノルアドレに電気ショックを与えずに恐怖記憶を形

薬剤を投与した上で先ほどの実験を行

ナリンは、脳のどの部位から放出されて成させる実験を行いました」

うと、ラットは音を聞いただけで身をすいるのか。
「脳内へノルアドレナリンをくませるようになりました」（図 2 右）放出している部位は何カ所かあります

研究チームは、特定の音を聞かせた
直後に、扁桃体の神経細胞に光を当てシナプス増強にノルアドレナリンが必が、私たちは、脳のほぼ全域とつながりて発火させることを繰り返した。
「音刺

要なことは、海馬という脳部位の一部をを持つ青斑核に着目しました。光遺伝学

激による発火の直後に扁桃体の神経細取り出した培養切片による実験では知らの手法でラットの青斑核の活動を抑制し胞を発火させればシナプス増強が起き、れていた。研究チームは、生きた動物のてみると、恐怖記憶は形成されませんで恐怖記憶が形成されて、その音を聞い

脳内で起きるシナプス増強にノルアドレ

した」

ただけで身をすくませるようになると予ナリンが必要なことを実証したのだ。

せいはんかくこうして恐怖記憶の形成には、青斑核から扁桃体へ放出されるノルアドレナ

恐怖体験 なし

音刺激

リンが必要なことが分かった（図 3 赤の経

恐怖体験 なし

音刺激路）。

■ 恐怖記憶の形成と消去で働く
青斑核の二つの細胞群

ノルアドレナリン

ある音を聞いただけで身をすくませるような恐怖記憶が形成されても、その音

扁桃体の
神経細胞

光を当てて
活性化

シナプス増強光を当てて活性化と同時に電気ショックがない経験が何度も続くと、ラットが身をすくませる反応
は少なくなっていく。恐怖記憶が消去さ

恐怖記憶

恐怖記憶

図 2 恐怖体験なしに恐怖記憶を形成させる実験
音を聞かせた直後に、光遺伝学の手法により扁桃体の神経細胞に光を当てて発火させることを繰り返した実験では、恐怖記憶は形成されなかった（左）。ノルアドレナリン受容体を活性化させる薬剤を扁桃体に投与して同じ実験を行うと、恐怖記憶が形成された（右）。

れていくのだ。
一方で、音に反応しなくなったラット
をほかの環境に移すと、その音に対して
再びすくむようになるケースがある。

PTSD や不安障害の患者に恐怖を感

R I K E N N E W S 2 0 1 9 J u l y 07

研 究 最 前 線
植松 朗 客員研究員と Joshua Johansen チームリーダー（右）ノルアドレナリン

青斑核

恐怖記憶の消去

恐怖記憶の形成
扁桃体の神経細胞

図3 恐 怖 記 憶 の形 成と消去に関与するノル アドレ ナ
リン経路

ノルアドレナリン

音刺激

恐怖記憶の形成には、青斑核から扁桃体へ放出されるノルアドレナリン
によるシナプス増強が必要である（赤の経路）。
恐怖記憶の消去では、前頭前野から扁桃体への新しい経路ができて、特定の恐怖記憶に関係する情報伝達を抑制する。
そのときには、青斑核から前頭前野へ放出されるノルアドレナリンが必要である（緑の経路）
。

前頭前野

抑制

抑制

恐怖記憶

撮影：STUDIO CAC

青斑核ノルアドレナリン
神経細胞群

がて低くなりました。もう一方の神経細胞群の活動度は学習初期に低く、後に前頭前野

高くなりました。脳科学の教科書には、
青斑核の神経細胞はどれも同じように活ほかの脳領域動する、と書かれていますので、2 種類の神経細胞群があることは驚くべき発見

扁桃体でした」と Johansen TL。
それぞれの神経細胞群はどの脳部位-GFP)とつながり、ノルアドレナリンを放出し

図 4 青斑核の 2 種類のノルアドレナリン神経細胞群
青斑核には、主に扁桃体とつながりノルアドレナリンを放出する神経細胞群と、主に前頭前野とつながりノルアドレナリンを放出する神経細胞群があり、恐怖記憶を消去するときに異なる活動パターンを示す。

ているのか。
「私たちは、まだ恐怖を感じている学習初期に盛んに活動する神経細胞群は主に扁桃体へ、消去が進む

じたときと同じ刺激を与え、何も起きなむ、つまり恐怖記憶を忘れることも学習

後期に活動度が高くなる神経細胞群はいことを繰り返し体験させて、恐怖記憶なのです」

主に前頭前野へ、ノルアドレナリンを放を消去させる治療法がある。しかし、患研究チームは、ラットの実験で不思議出していることを突き止めました」（図 4）

者が自宅に戻るなど環境が変わると、再なことを発見した。
「青斑核の活動を抑光遺伝学の手法により、青斑核からび恐怖記憶がよみがえってしまうことが制すると、恐怖記憶の形成だけでなく、扁桃体へつながる神経細胞群の活動をある。

消去もできなくなることが分かりました。

抑制すると、恐怖記憶の形成が妨げら

これらのことから、恐怖記憶が消去さ

青斑核は、恐怖記憶の形成と消去といれた。一方、前頭前野へつながる神経れたように見えても、恐怖記憶をよみがう正反対の現象に関与しているのです」

えらせる音などの刺激を伝える神経細胞

青 斑 核は、ラットでは 神経 細 胞がと扁桃体の神経細胞の間のシナプス強1,500 個ほどしかない、とても小さな領

恐怖記憶の消去では、青斑核から前度は弱まっておらず、特定の恐怖記憶に域だ。しかも、脳の奥深くにあるため、頭前野へつながる神経細胞群の活動を関係する情報伝達経路が脳内から消え

青斑核の神経細胞の活動を詳しく調べ

抑制すると消去が阻害された。一方、扁てしまうわけではないと理解できる。

る実験は容易ではない。Johansen TL や

桃体へつながる神経細胞群の活動を抑では、恐怖記憶の消去とは何か。そ

植松 朗 研究員（現 客員研究員、東京制すると消去が促進された。

れは恐怖を感じる必要がないことを、認大学大学院理学系研究科生物科学専攻

この実験結果から、恐怖記憶の形成

知をつかさどる大脳皮質の前頭前野が脳機能学分野 特任助教）らは、その困には青斑核から扁桃体へつながる神経

学び、特定の恐怖記憶に関わる情報伝

難な実験に挑むことにした。

細胞群の活動が、恐怖記憶の消去にはあきら

細胞群の活動を抑制しても恐怖学習の形成に影響はなかった。

達を抑制する新たな経路ができることだ「恐怖記憶の消去に必要な学習が進む

青斑核から前頭前野へつながる神経細と考えられる（図 3 緑の経路）。

とき、異なる活動パターンを示す 2 種類

胞群の活動が関与していることが明らか「恐怖体験を忘れることは簡単ではあの神経細胞群が青斑核にあることが分になった。
「青斑核の二つの神経細胞群

りません。恐怖を感じる必要のないこと

かりました。一方は、恐怖記憶の消去をの活動のバランスによって恐怖記憶の形を学習することで恐怖記憶の消去が進学習する初期に高い活動度を示し、や成が進んだり、消去が進んだりすると考08 R I KE N NE WS 2019 Ju ly

関連情報

図 5 恐怖記憶の消去に関与するドーパミン経路

2018年6月27日プレスリリース
恐怖記憶を抑制するドーパミン信号

腹側被蓋野から側坐核へ放出されるドーパミン経路が、恐怖記
憶の消去に関与していることが分かった。そのドーパミン経路
が前頭前野や扁桃体にどのように作用して恐怖記憶の消去が行われるのか、研究チームは解明を進めている。

音刺激2017年9月19日プレスリリース
ノルアドレナリン神経の多様性を発見

2014年12月9日プレスリリース
怖い体験が記憶として脳に刻まれるメカニズムの解
明へ

扁桃体の
神経細胞

抑制

前頭前野

抑制

視床

側坐核

恐怖記憶

ドーパミン
恐怖記憶の消去

腹側被蓋野と恐怖記憶の消去ができなくなった。
腹側被蓋野の神経細胞は、主に扁桃えられます」
古くから哲学者などが、人間の心には
認知と情動の二つの側面があり、情動を

そく

ざ

かく

脳内のノルアドレナリン濃度が高いモデ

体や前頭前野、側坐 核という脳部位へル動物を作製して、その仮説を検証す

つながりドーパミンを放出している。そる計画です」の三つの経路のうち、腹側被蓋野から認知がコントロールしていると指摘して現在、不安障害などの治療に、ノル

側坐核への経路を阻害したときにのみ、

きた。
「青斑核が認知と情動のバランス

アドレナリン作用にも影響を与える SSRI

恐怖記憶の消去が阻害されることを突きを担う脳部位であることを発見したので（選択的セロトニン再取り込み阻害薬）

止めた（図 5）。

す。今後、どのような仕組みで認知と情が投与されるケースがある。
「しかし、腹側被蓋野〜側坐核のドーパミン経

動のバランスが決まるのか解明していき

SSRI が効かないケースもあります。その路は“予期せぬ報酬”を得たときに盛んたいと思います。それにより人間のさま

理由は、脳全体のノルアドレナリン作用に活動し、そのときの状況などを学習す

ざまな活動を理解できるようになると期に一様に影響を与えるためだと考えられるのに必要なことが知られている。

待しています」ます。青斑核の二つの神経細胞群の違「恐怖記憶の消去に、腹側被蓋野〜側いを調べて、前頭前野へつながる神経坐核のドーパミン経路が関係しているこ■ PTSD や不安障害の治療への貢献「私たちは、PTSD や不安障害などの細胞群の活動だけを適切に制御する薬とは、今までまったく知られていません

を開発できれば、恐怖記憶の消去が促でした。私たちが 2018 年にその研究を患者における、認知と情動のバランスを進されて、PTSD や不安障害を抱える多発表した後、ほかの研究グループから調べて、治療法の開発に貢献することもくの患者の治療に役立つでしょう」

も、それを支持するいくつかの実験結果

目指しています」と Johansen TL は続ける。

が報告されました」■ ドーパミン経路が扁桃体と前頭前野のノルアドレナリン

側坐核は、前頭前野や視床という脳恐怖記憶の消去に関与部位と神経回路を形成している。
「私た

受容体には機能に違いがあることが知ら

Johansen TL や植松研究員らは、恐怖

ちは今後、腹側被蓋野〜側坐核のドーれている。
「扁桃体の受容体はノルアド

記憶の消去に関わるさらに新しい経路を

パミン経路がどのように作用して、恐怖

レナリン濃度が高いほど活性化します。

発見した。

記憶の消去が進むのか、解明を進めて一方、前頭前野の受容体はノルアドレナ「恐怖記憶の消去には、恐怖を呼び起いくつもりです」。腹側被蓋野〜側坐核

リンが中程度の濃度のとき、最も活性化

こす音に身構えても、電気ショックなどのドーパミン経路を活性化する薬剤が開します。濃度が低過ぎても高過ぎても活が来なくてほっとするという“予期せぬ発できれば、PTSD や不安障害の治療に性化しないのです」

報酬”が必要であるのではないかと思い役立つかもしれない。

PTSD の患者はストレスのレベルが高当たりました。そのとき、快情報を伝え「恐怖記憶は、脳科学の中でも競争がく、脳内のノルアドレナリン濃度が高い

る神経伝達物質であるドーパミンの経路激しい研究テーマです。理研にはさまざことが知られている。
「濃度が高いため、が働いているという仮説を立てて実験をまな分野の研究チームがあります。私た

扁桃体のノルアドレナリン受容体は活性進めました」と Johansen TL。

ちは、それらのチームの技術も取り入れ化して恐怖記憶の形成が進み、逆に前研究チームは、光遺伝学の手法を用てノルアドレナリンやドーパミン経路な

頭前野の受容体は濃度が高過ぎて活性いたラットの実験により、ドーパミンをどの探索を進め、恐怖記憶の形成と消化せず、恐怖記憶の消去ができにくくなるという仮説が考えられます。私たちは

ふく そく

ひ

がい

放出する神経細胞が集まった腹 側被蓋や野という脳部位の活動を抑制した。する

去の仕組みにさらに迫っていきます」（取材・執筆：立山 晃／フォトンクリエイト）

R I K E N N E W S 2 0 1 9 J u l y 09

がんを標的にする魚雷形ナノカプセルを世界で初めて開発した研究者
がんの化学療法では、抗がん剤が正常な細胞まで攻撃してしまうため、さまざまな副作用が生じるケースがあり、大きな課題となっている。
そこで、ナノサイズのカプセルに抗がん剤を入れて、がん細胞のみを標的にするドラッグデリバリーシステム（DDS：薬物送達システム）の開発が進められている。

図 2 種類のペプチド分子から成る魚雷形ナノカプセル
カプ セ ルは 完 全に 閉じ た 構 造 になり、水に溶ける
薬 剤も 水に溶 けにくい 薬 剤 も 途
中 で 漏 れ 出すことなく、がん細胞
内 部 まで 運 ぶことができる。

80nm

100nm

さまざまな材料により多数のDDSが開発されているが、その形状はほぼ全てが球形のカプセルだ。
上田一樹 研究員は2019年、DDSとして優れた機能が期待できる魚雷形のナノカプセルを開発することに成功した。

は球形のものに比べて血液中に長く滞留したり、細胞内へ取り込まれやすいなど、DDSとしてより優れた機能を持つことを示す研究結果が 10 年ほど前から発表され始めていた。
「しかし薬を閉じ込められる中空のナノカプセルを魚雷形につく

上田一樹

開拓研究本部
伊藤ナノ医工学研究室 研究員
うえだ・もとき。
1982年、奈良県生まれ。博士（工学）京都大学大学院工学研究科材料化学専
攻博士課程修了。京都大学大学院医学研究科 助教を経て、2014年より現職。

ることは難しく、成功例の報告はありませんでした。私はペプチド分子の集合体の形状制御には自信があったので、大学院のときにつくったペプチド分子を応用して挑戦することにしたのです」
用いたのは筒形になるペプチド分子と、少しだけアミノ酸配列の異なる、球形になるペプチド分子の 2 種類だ。
「一度球形になった分子を筒形と混ぜてもくっつきません。けれども、最初に筒形をつくって、球形になるペプチド分子を混ぜると、筒「子どものころ、よく漫画を描いていました。描くのが楽し

形の両端にキャップをするように半球を形成して魚雷形ナノカ

かったし、親や友達が喜んでくれるのがうれしくて、漫画家

プセルができました！」（図）。上田研究員らは、培養したヒトになりたいと思っていました」と上田研究員。
「中高生になるのがん細胞の実験により、魚雷形は球形よりも素早く大量に細と手塚治虫さんの『ブラック・ジャック』の影響で医者に憧れ胞内に取り込まれることを確かめた。また、抗がん剤を入れたました。でも、何かをつくるクリエーティブなことの方が自分魚雷形ナノカプセルをマウスに注射すると、血管を通って腫瘍は楽しめると気付き、志望先を変えました。子どものころに患部に素早く進入し、抗がん効果を発揮した。

見た『ドラえもん』や『平成狸合戦ぽんぽこ』などのアニメ映

ただし DDS の開発では、マウスの実験で抗がん効果を発揮

画で森林破壊の問題が描かれていました。それを解決するた

しても、ヒトでは効果が出にくいケースも多い。マウスに比べめに、化学の力で植物を人工的につくれないかと、京都大学てヒトでは血管からがん細胞までの距離が長いため、DDS が工学部に進学しました」

到達しにくいなどの理由が考えられる。
「血管とがん細胞の間植物をつくるため糖の研究を始めたが、分子集合体の面白には網目状の構造があり、DDS はそこをかき分けて進まなけ

さに出会い、大学院でその研究を進めた。
「研究室の先輩が、ればなりません。まだ具体的なアイデアはありませんが、従来アミノ酸をつなげたペプチド分子をつくっていました。その分の DDSにはない形状の特徴を生かすことで、網目状の構造を子は、水になじむ親水性と水をはじく疎水性を併せ持ち、水かき分けて進みやすくなるかもしれません。ぜひ挑戦したいとに入れると筒形の分子集合体をつくります。私は、そのペプチ思います。また、カプセルの長さを変えることにより、到達しド分子のアミノ酸配列を変えると、分子集合体の形がどのようやすい組織が異なってくる可能性があります。それは特定のに変わるのかに興味を持って実験を進めました」

組織を標的にするDDSにとって有利な特徴になります。実用学位を取り、京都大学の DDS 開発プロジェクトに参加した
後、2014 年に理研 伊藤ナノ医工学研究室の定年制の研究員

化には企業との連携が不可欠です。魚雷形ならではの長所を示して、企業にアピールしていきたいと思います」に。
「理研で長く研究を続けるからには、自分の代名詞となる

今でも趣味は絵を描くことだと語る上田研究員。
「でも昨年

独創性の高い仕事をしなければ、と研究テーマを検討しましから中断しています。家に帰ると0 歳児の長男がいて、それどた」。シミュレーションやナノ構造体の実験を通して、魚雷形

ころではないんです（笑）
」

10 R I KE N NE WS 2019 Ju ly（取材・執筆：立山 晃／フォトンクリエイト）

ジルコニウム奇数同位体の選択的なイオン化

図 1 ジルコニウムの奇数同位体（91Zr）の励起イオン化スキーム

2019年2月11日プレスリリース

分離・回収した残りを、高レベル放射性廃棄物という。それには核分裂によって生成された有用元素が含まれており、資源化の可能性が模索されている。そうした有用元素の一つがジルコ

自動イオン化準位

53,506.0

レーザー452,604.5 (A)(J =0)

51,848.2 (B)レーザー335,046.9
レーザー2

567.6 nm
17,429.8

レーザー1ニウム（Zr）だ。安定した結晶構造を持つ金属であり、融点が573.7 nm

高く、耐食性に優れ、さまざまな化合物の材料としても活用さ

0 cm–1

れる。高レベル放射性廃棄物 1トン当たりのジルコニウムの含有量は 3.6kg。化学的に分離回収したジルコニウムには、5 種類

非選択的励起選択的励起の安定同位体（90Zr、91Zr、92Zr、94Zr、96Zr、数字は質量数を表す）と半減期の長い放射性同位体（RI）の 93Zr が混在してお同位体には化学的性質に違いがないため、RI のみを化学的

図 2 非選択的励起と選択的励起によるジルコニウム
同位体イオンの検出結果
赤線は非選択的イオン化の場合、青線は奇数同位体の選択的イオン化の場合に生成するイオンの質量スペクトルを示す。選択的イオン化では 91Zr のみがイオン化されたことがはっきりと見て
取れる。

イオン収量

り、資源化するには RI を分離除去しなければならない。

イオン化エネルギー

原子力発電所の使用済み核燃料からウランとプルトニウムを段階的に励起されることで、自発的に電子を放出する自動イオン化準位に至れば、イオン化効率が格段に上がる可能性がある。4 段階のレーザー励起によるイオン化スキームのうち、これまで報告されていた第 3 電子状態 A（J ＝ 0、エ
ネルギー52,604.5cm−1）に比 べ て、 今 回 発 見 さ れ た B（51,848.2cm−1）からの遷移
強度は 30 倍であった。

Zr+

手法で分離抽出することは難しい。そこで 1970 年代に開発されたのが「レーザー同位体分離法」だ。これは、同位体ごとの吸収波長の違いを利用する方法で、レーザー光を当てて特定の同位体だけを励起してイオン化し、分離抽出することができる。
しかし、ジルコニウムなどの元素は同位体の吸収波長の差が極88 89 90 91 92 93 94 95 96 97
質量数

めて小さいため、この方法が適用できない。
この問題を解決するため開発された「レーザー偶奇分離法」
は、質量数が奇数の同位体すなわち Zr や Zr だけを選択的に91

93

される。ジルコニウムは各段階の遷移強度が極めて小さく、多くの電子状態が分光学的に解析されていなかった。

励起イオン化する。原子核を構成する陽子と中性子の持つ角運研究チームはレーザーを原子に照射し、生じる光やイオンの動量の合計を全角運動量（核スピン）といい、質量数が偶数の信号強度を波長ごとに測定する分光探査を行い、改めて広い

ジルコニウムの同位体は核スピンが 0となる。レーザーの偏光

エネルギー領域から効率的にイオン化が起きる特定のエネル（電場と磁場が振動する方向の偏り）を制御すると、0 ではない

ギー状態（自動イオン化準位）を探った。その結果、ジルコニ

核スピンを持つ奇数同位体だけが偏光を吸収して励起イオン化

ウム奇数同位体だけを選択的に励起・イオン化する電子状態をするため、残った偶数同位体を資源として回収できるのである。

発見した（図 2）。この実験の試料には天然に存在する 91Zr イオ

しかし、ジルコニウムはイオン化の効率が非常に低く、イオン

ンしか含まれていないが、原理的には、ジルコニウムの資源化

収量が少ないという、実用化へ向けての大きな課題があった。

において分離除去が求められる RI の 93Zr も奇数同位体なので、たかしげ

光量子工学研究センター アト秒科学研究チームの藤原孝成

この方法が適用できる。

研究員、小林 徹 専任研究員、緑川克美チームリーダーらの研

また、研究チームでは、ジルコニウムに先行し別の有用元素究チームは、分光学的にイオン化エネルギーを調べる実験系をパラジウム（Pd）でレーザー偶奇分離法の研究を進展させてい構築・解析し、ジルコニウムの奇数同位体のイオン化効率を約る（『理研ニュース』2017 年 10 月号「研究最前線」）。今後はセレン (Se)

30 倍増大させる電子状態を発見した。

などほかの長寿命放射性同位元素についても、効率の良いレー

ジルコニウムのレーザー偶奇分離法は、4 段階のレーザー励

ザー励起イオン化の方法を探っていく。

起によるイオン化スキームで実現される（図1）。イオン化効率は各段階でどれだけ光を吸収するかで決まるのだが、光吸収は『Scientific Reports』（2019年 2月11日付）掲載

電子のエネルギー準位間の遷移のしやすさ（遷移強度）に左右R I K E N N E W S 2 0 1 9 J u l y 11

理研では、書籍を通じて、私 の「科 学 道 1 0 0 冊」

科学者の生き方・考え方や科学の面白さ・素晴らしさを届ける「科学道 100 冊」プロジェクトを進めています。
理研の研究者たちは、どのような本に出会い、影響を受け、科学者としての生き方や考え方へつなげてきたのでしょうか。

真理に向かって突き進む

撮影：STUDIO CAC

長瀧重博 ながたき・しげひろ
開拓研究本部
長瀧天体ビッグバン研究室
主任研究員

高校時代、学校の図書室が好きで、昼休みや放課後は図書室で勉強や読書をしていることも多かったという長瀧主任研
ともなが

究員。
「高校 2 年生のある日、ふと手に取ったのが朝永振一郎
先生の著作集『鏡の中の物理学』でした。その中の『光子の裁判』を読んで、これは今の自分にはよく分からないが、きっと深い真理を含んでいるに違いないと思いました」。朝永は、理研で仁科芳雄の研究室にも籍を置いていた物理学者で、1965
年にノーベル物理学賞を受賞している。
「『光子の裁判』は、量子力学で記述されるミクロな世界において粒子は本質的に波の性質も併せ持つことを、裁判といれました。そのときの写真は、今でも私の宝物です」

う形で紹介した物語です。そこには、自分の直感では理解で『ホーキング、宇宙を語る』は、大学 2 年生のときに買った

きない、とても不思議な世界が広がっていました。直感に従っものを今でも持っている。
「時々読み返すのでボロボロです。

ていけば解ける高校の物理と違い、直感を捨てなければ理解読むたびに、物理的な考え方など発見があります。
『光子の裁できない真理があるというのは、衝撃でした」

判』は図書室で借りたので手元になく、この取材の前に購入「大人になるにつれて自分の人生や可能性が限定されていして読み返しました。量子力学を学んだ今では理解できます

くように感じていた」と言う。小学生のころは国語も算数も同が、これは高校生には分からない」と笑う。
「朝永先生もホー

じように勉強するが、高校になると文系と理系に分かれ、大キング先生も真理に向かって真っすぐに突き進んでいます。

学ではさらに専門分野に分かれる。
「限定されていくのだった

本を読み返すことで、真理を知りたいという研究の原点を再ら後悔しない選択をしたかった」

認識し、それを忘れてはいけないと気が引き締まります」

東京大学理科一類に進んだ後は、3 年次の学部・学科選択

長瀧主任研究員は現在、大質量星の爆発現象を研究していを前に、自分が本当にやりたいのは何なのかを考えていた。
『光る。
「佐藤先生は、中性子星の研究からヒントを得て、誕生直子の裁判』などの影響で物理学に関心があったが、物理学と後の宇宙で起きたであろうインフレーション理論の提唱に至いっても素粒子、宇宙、物性などいろいろある。数学や、こりました。そうしたサクセスストーリーが私を励ましてくれま

れから発展しそうな生命科学にも惹かれていた。

す。私は、ガンマ線バーストという爆発現象で形成されるで「選択の参考にしようと、そのころも、さまざまな本を読みあろうブラックホールの研究に邁進することで、宇宙開闢のメました。その中で一番惹かれたのが、スティーヴン・ホーキ

カニズムに迫ることができると信じています。宇宙の始まりはング先生の『ホーキング、宇宙を語る』でした」。以前から宇神の存在と関連して語られることも多く、『ホーキング、宇宙

宙の始まりについての本を読み、科学番組を見ていたが、よを語る』にも宇宙の始まりを研究する難しさを示すエピソード

く分からず、もやもやした思いが残っていた。
「その本でホーが書かれています。西洋とは異なる宗教観が根付いている日

キング先生は、宇宙がどのように始まったのかを、極力数式本では、自由な発想で宇宙の始まりを研究できるのかもしれを使わずに分かりやすく語っていました。しかしその解説かません」

らは、物理学や数学を駆使すれば人類が宇宙の誕生を理解で「研究とは別に『勉強』の時間を取るようにしています」と長か い びゃく

きる可能性があるという強いメッセージを感じました。そのこ

瀧主任研究員。最近では、100 年も前の数学者が考えた定理とにわくわくし、宇宙物理学を専攻しようと決めました」

についての本を読んだ。
「知的欲求ですね。研究につながる大学院生だった1995 年のこと。
「私の指導教官だった佐藤

こともありますが、それだけが目的ではありません。知的欲求

勝彦先生の要請に応える形でホーキング先生が来日されましは一生持ち続けていきたい。引退しても図書館に通って本をた。あいさつをして、写真を一緒に撮ってもらう幸運に恵ま

読み続けますよ」

12 R I KE N NE WS 2019 Ju ly（取材・執筆：鈴木志乃／フォトンクリエイト）

海 外 事 務 所 か ら

理研と中国をつなぐ北京事務所
理研北京事務所
理研北京事務所は 2010 年 12 月に、北京市でも数多くの国際機関が集まる朝陽区に開設されました（写真 1）。
現在、所長とアシスタントの 2 名体制で、多岐にわたる業務を行っています（写真 2）。中国の大学院生や若手研究者など人材の受け入れ支援や、理研と中国の大学・研究機関との交流活動
支援、中国科学院や科学技術部など理研と深い関係のある国立機関との共同プロジェクトなどの現地窓口の役割も担っています。このほか、中国に 300 名ほどいる元理研職員のネットワーク
をさらに強力なものにする活動も行っています。
理研は、中国国内に六つの連携研究室を展開しており、これ

写真 1 北京事務所開所式（2011 年 6 月 24 日）

らの連携・活動支援も行っています。最近の話題としては、天

写真 2

然物ケミカルバイオロジー連携研究室が、2019 年 4 月に誕生し

油谷泰明 所長（右）と共に北京事務所を支えるアシスタントの单莉（Shan Li）。

ました（写真 3）。場所は「中国のシリコンバレー」と呼ばれる浙江省杭州市のサイエンスパーク「杭州未来科技城」。この地をライフサイエンスと医療健康産業の集積地とすることを目指す杭州市から誘致を受けての展開となりました。理研にとって、海外の地方政府から誘致を受けるケースは初めてのことであり、今後のモデルケースになると期待しています。
この連携研究室では、微生物や植物などから採取した天然化合物から有用物質を探索・同定し、将来的には創薬につなげる
研究を行います。漢方の国・中国では、こうした分野の研究に対する需要は多く、理研はこの連携研究室が中国の天然物薬物
化学研究のハブとなることに期待しており、北京事務所としてもその活動を支援したいと考えています。
飛躍する中国の科学技術事情
全米科学技術財団は 2018 年 1月、中国の科学技術研究論文数が米国を抜いて世界一になった（2016 年）と発表しました。研究開発費も米国に次ぐ世界第 2 位（2017 年、45 兆円）。中国は最近の政策で「イノベーション駆動型」経済を目指すとし、以来、国
しょう へ いの研究開発予算を増加。優秀な外国人材の招聘に加えて、国外で活躍する中国人研究者を破格の処遇で呼び戻す人材獲得政策もあり、リクルートにも積極的です。

写真 3 天然物ケミカルバイオロジー連携研究室のオープニングセ
レモニー
講演する長田裕之 環境資源科学研究センター 副センター長

中国の大学の学費は学部で年間 8 万円程度、安価な寮費の全寮制も多く、さらに大学院生には大学から給与支給があり、恵使っているといわれ、最近では現金の支払いは受け付けないとまれた環境です。政府の科学技術への投資はソフト面に限らず、いうスーパーなども登場しています。ユーザー10 億人以上とも

放射光施設、高エネルギー加速器施設、核融合実験施設、巨大いわれる SNS 経由で友人間の送金が簡単にでき、ATM を使う必電波望遠鏡など基礎科学関連基盤施設も建設ラッシュです。IT

要がありません。飲み会が終わると、1人が代表で支払った後、金融などの大手企業には、数千人の技術開発部隊がいて、次世代表者から各参加者に割り勘額を送るようにメッセージが来て、代技術開発に巨額の投資を行う一方、大学でも「創新・創業（イ

それに合った金額を送れば一件落着です。業務上初めて会う人

ノベーションと起業）」を奨励し、彼らの起業したベンチャーか同士でも名刺交換ではなく、SNS のアドレス交換をすることがら数千億円の収入を上げる大学もあります。

ほとんど。北京事務所でも 4 年前から使っていますが、仕事の連絡も、e-mail よりSNS で来ることが圧倒的に多くなりました。

ネット社会の最先端を行く現代の中国
現代の中国社会は、スマートフォンの普及とそのアプリにより、生活の大部分が支えられています。電子マネーは 14 億人がこのように、現代ではネット社会の最先端を行く中国との協力関係を時代とともに発展させていけるよう、北京事務所は橋渡しの役割を果たしています。

R I K E N N E W S 2 0 1 9 J u l y 13

ポスト「京」の名称、「富岳」に決定理研が主体となって開発・整備を推進しているスーパーコン
ふ がく

ピュータの名称を「富岳（Fugaku）」に決定しました。

スーパーコンピュータとして、その開発・整備を進めており、

2021 年ごろの共用開始を目指します。

スーパーコンピュータ「京」の後継機となるポスト「京」の名称は、2019 年 2 月 15 日から 4 月 8 日までの間に募集を行い、5,181件の応募がありました。うち、無効 59 件を除いた有効応募数

5,122 件から、同名重複を除いた候補は 2,487 件でした。外部委員を含めたポスト「京」ネーミング委員会で候補を選定し、理研の理事会議で決定に至りました。
「富岳」は富士山の異名です。富士山の高さが性能の高さを表し、その裾野の広がりがユーザーの広がりを意味します。また
富士山は海外でも知名度が高く、名称としてふさわしいこと、さらにはスーパーコンピュータの名称は国際的に山にちなむ潮流があることから選考しました。
富岳は、計算性能、画期的な成果創出、ユーザーの利便性・使い勝手の良さ、電力性能の総合力において世界最高レベルの左から、美濃導彦 理事、小谷元子 理事、松本 紘 理事長、岡谷重雄 副理事、松岡聡 計算科学研究センター センター長

仙台地区と筑波地区で一般公開を開催
理研では、研究内容や理研への理解を深めていただくため、毎年 1 回各地区の施設を一般の皆さまに公開しています。普段は足を踏み入れることができない実験室を見学したり、実験機器に触れたりできるめったにない機会です。また子どもから大仙台地区

人までが楽しめる体験イベントや講演会もあります。どうぞ足をお運びください。
仙台地区・筑波地区ともに入場無料、雨天決行。理研のオフィシャルグッズ「理研グッズ」の販売も行います。
筑波地区

日時

2019 年 7 月27 日（土）9：30〜16：00（入場は 15：30 まで）

日時

2019 年 8 月 3 日（土）10：00〜16：30（入場は 16：00 まで）

場所

宮城県仙台市青葉区荒巻字青葉 519-1399

場所

茨城県つくば市高野台 3-1-1

アクセス

仙台市営地下鉄青葉山駅前から市営バス「宮教大・青葉台」行きで「青葉台」下車後、徒歩 6 分。同駅前南 1 番出口ロータリーから無料シャトルバスの運行あり。

アクセス

JR 常磐線牛久駅下車、関東鉄道バス「谷田部車庫」行きで「高野台中央」下車。つくばエクスプレス「つくば駅」下車、
つくバス南部シャトル「茎崎窓口センター」行きまたは「茎崎老人福祉センター」行きで「理化学研究所」下車

詳細

http://www2.riken.jp/sendai/

問い合わせ

理研 仙台研究支援室 TEL：022-228-2111（代表）詳細http://rtcweb.rtc.riken.jp/opencampus/

問い合わせ

理研 筑波地区一般公開事務局 TEL：029-836-9111（代表）
毎年人気の講演会「サイエンスレクチャー」を今年も開催します。城石俊彦センター長
ほか、3 人の研究者による講演を予定しています。

仁科加速器科学研究センター 超重元素分析装置開発チーム 森本
幸司チームリーダー（写真）による講演「新元素『ニホニウム』の発見と新たな展開」では、113 番元素ニホニウムを合成した実験や現在進行している新元素探索研究について分かりやすく紹介します。

14 R I KE N NE WS 2019 Ju ly

実験教室「光を食べるスライムを作ろう！〜色はなぜ見えるのか？
〜」では、身近にあるものを使ってスライムをつくり、光の特徴を観察します。小さなお子さんもぜ
ひご参加ください。

体験イベント「DNA を使って絵を描いて染めてみよう！」
で は、 無 色 透 明 な DNA でろ紙に 絵 を 描くと、試 薬 でDNA が染まって絵が浮かび上がります。ほかにも体験イ
ベントが盛りだくさんです。

柴山昌彦文部科学大臣が理研和光地区を視察
2019 年 5 月 20 日、柴山昌彦 文部科学大臣が理研和光地区をイクロトロン」とその周辺装置について解説しました。
創発物性科学研究センターの十倉好紀センター長からは、ト

視察されました。
松本 紘 理事長からの理研概要説明の後、仁科加速器科学研

ポロジカル絶縁体やスキルミオンに関する研究成果の紹介のほ究センターの延與秀人センター長が、加速器開発の歴史や原子か、単結晶育成装置などの実験機器について説明が行われまし

核物理、イオンビーム育種、ニホニウムの合成について説明した（写真右、右が柴山大臣）。

えん よました（写真左、手前左が柴山大臣）。また、RI ビームファクト
リーにて、世界一のビーム強度を誇る加速器「超伝導リングサ

見学後、理研の各研究分野の若手研究者を交えて、研究環境
や研究者の待遇などについて盛んに意見が交わされました。

新研究室主宰者の紹介
新しく就任した研究室主宰者を紹介します。

脳神経科学研究センター
統合計算脳科学連携部門
コネクトミクス開発ユニット ユニットリーダー①生まれ年、②出生地、③最終学歴、④主な職歴、⑤活動内容・研究テーマ、⑥信条、⑦趣味

Alexander Woodward
アレクサンダー・ウッドワード① 1982 年② ニ ュ ー ジ ー ラ ンド オ ー ク ラ ンド

③ニュージーランド オークランド大学 Ph.D.（コンピュータビジョン） ④コンピュータビジョン関連企業を経て、東京大学（日本学術振興会外国人特別研究

開拓研究本部
萩原生体模倣システム理研白眉研究チーム
理研白眉研究チームリーダー

萩原将也 はぎわら・まさや① 1979 年 ②静岡県 ③名古屋大学大学院工学研究科機械理工学専攻 ④トヨタ自動車㈱、名古屋大学研

究員、米国カリフォルニア大学ロサンゼルス校研究員、
大阪府立大学 NanoSquare 拠点研究所テニュアト
ラック講師 ⑤細胞培養環境の時空間制御 ⑥覚悟を決めて臨めば失敗も糧になる ⑦カメラ、動画編集

生命医科学研究センター
ゲノム解析応用研究チーム
チームリーダー

寺尾知可史 てらお・ちかし① 1979 年 ②大阪府 ③京都大学大学院医学研究科員）、理研⑤コンピュータサイエンス⑦読書、サイクリング、音楽演奏、観光⑥不撓不屈

統合計算脳科学連携部門
脳画像解析開発ユニット ユニットリーダー

Henrik Skibbe ヘンリック・スキッベ① 1978 年 ②ドイツ フライブルク ③フライブルク

大学 Ph.D., Dr.rer.nat.（情報学） ④フライブルク

大学研究員、フライブルク大学医療センター研究員、
京都大学特任助教の勉強、料理、研究⑤生物医学画像解析⑦日本語

理研 CBS -トヨタ連携センター
社会価値意思決定連携ユニット
ユニットリーダー

赤石れい あかいし・れい④京都大学特定助教、米国ハーバード大学博士研究① 1981 年 ②東京都 ③東京大学大学院医学系研究

患・形質の解析とメカニズムの解明

ロチェスター大学員、理研 ⑤臨床応用を目指した、遺伝学に基づく疾⑥患者さんへの還元を常に考える ⑦おいしいものを食べる科 博士（医学） ④英国オックスフォード大学、米国⑤個人と集団の意思決定の脳科

学 ⑥正直であること ⑦ Twitter、旅行、ウイスキー

R I K E N N E W S 2 0 1 9 J u l y 15

原 酒

写真 1 • 東広島は桜も海も美しい、風光明媚な土地です。

理研ニュース

No.457 July 2019

「忘れたころ」の手前にいます岡本和子 おかもと・かずこ

生命機能科学研究センター

先端バイオイメージング研究チーム 研究員

私は現在、理研と広島大学が連携する共同研究拠点で活東広島市に開所しました。ご近所には産業技術総合研究所や酒類総合研究所などがあり、ちょうど理研筑波地区のある筑波研究学園都市のコンパクト版といったところです。東広島は、広島の沿岸部とは少々気候が異なり、冬の寒さは厳しい土地です。加えて、水の豊かさによって、兵庫県の灘に並び、酒造が盛んに行われています。皆さまが口にしたことのある日本酒の中にも、東広島産があったかもしれません。春は桜が美しく、野にはたくさんのツ
クシやワラビ。私は心が浮かれてついつい採り過ぎてしまい、シーズン中ずっと食べ続けるはめになっています。
自然が豊かなのは素晴らしいことですが、思いがけず天災に遭うことにもなりました。
「平成 30 年 7 月豪雨」と命名された豪雨災害によって、東広島も大きな被害を受け、土砂

写真 2 • 筆者近影

写真 3 • いまだに残る土砂崩れの痕跡（2019 年 4 月撮影）

寅彦博士は、防災の視点からの警句として「天災は忘れた

くり返す」という例えどおりの雨だとか、湿度が高くて実ころにやって来る」と説いたそうですが、「忘れたころ」が験に悪影響だ、などとのんきな会話もしていました。翌日来るのが、こんなに早いものかと驚いています。大きな天以降、ここは被災地なのだと実感させられたのは、報道な

災の後、1 周年、2 周年……と節目ごとにテレビや新聞でどよりも、自衛隊の車両が行き交う光景を見たときでした。

報道されたりするのも、「忘れたころ」を少しでも先延ばし

車両が砂ぼこりを巻き上げながら走り去る様子が物々しするためには、必要なことと思うようになりました。人はく、普段とは違うことを強く印象づけられました。

本当に簡単に忘れる生き物で、寺田博士の警句は、忘却の危険性をよく表しているなぁと感じます。

さて、現在は天災の後であるわけですが、すでに忘却が忍び寄っていることを肌で感じています。天災のすぐ後余談ですが、災害時にボランティアをしていた際、喜ばれは、落ち着かない気分であったはずなのに、秋になるころ

るボランティアの方とは、という話題になりました。意外には何とも思わなくなっていました。今も山肌には土砂崩にも、おしゃべりな女子中高生の人気が高かったのです。

れの痕跡が残り、いまだに土砂が積まれた場所を目にする

人気の理由は、テレビやアイドルの話をしてくれるからとこともあるのに、それすら日常の風景に組み込まれていまのこと。被災された方々は、「大丈夫ですか、おつらいです。すっかり忘れた、とは思わないのですが、少しずつ記

しょう」のような会話に辟易して、被災とは関係のない話

制作協力／有限会社フォトンクリエイト
デザイン／株式会社デザインコンビビア※再生紙を使用しています。

い時間を過ごしました。当日は研究室で、「バケツをひっhttp://www.riken.jp

崩れや浸水被害を目の当たりにした私たちも、落ち着かな■発行日／令和元年7月5日■編集発行／理化学研究所 広報室 〒351-0198 埼玉県和光市広沢2番1号
Tel：048-467-4094［ダイヤルイン］ Email：riken_news@riken.jp

動しています。この研究施設は、2018 年 3 月に、広島県

へきえきが好ましく感じられたそうです。これも、天災の後、忘れ震災を経験し、その後、理研の主任研究員を務めた寺田

たくないと思った教訓となりました。

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RIKEN 2019-007

憶が遠くなっていくのを実感しています。大正期に関東大