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筑波大学
生命領域学際研究センター
平成23年度年報
筑波大学
生命領域学際研究センター
2011 Annual Report
平成23年度年報
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
Photograph
浅島 誠センター長
TARA センター A 棟
ボルドー大学一行来訪
明秀学園日立高等学校来訪
山口県立大津緑洋高等学校来訪
2011
University of Tsukuba
Center for TARA
目
次
1.TARA センターのこれから
1 TARA センターのこれから
生命領域学際研究センター長 浅島 誠 ……………………………… 7
2.研究成果−平成 19 年度採択 TARA プロジェクト終了報告
1 マルチメディア情報研究アスペクト
サステーナブルな計算環境の構築
加藤和彦(筑波大学大学院システム情報工学研究科
コンピュータサイエンス専攻・教授)…………………………… 11
目 次
3.研究成果−平成 21 年度採択 TARA プロジェクト終了報告
1 新物質創製研究アスペクト
π共役系を導入した Au クラスターの電気伝導物性と単電子デバイス応用
寺西利治(筑波大学数理物質科学研究科・教授)…………………………… 33
2 生命情報機能研究アスペクト
疾患病態をとらえる新しいバイオイメージングシステムの創成
三輪佳宏(筑波大学人間総合科学研究科・講師)…………………………… 44
4.アスペクト活動報告
生命の応答と変換アスペクト
1 時空間生命制御研究…………………………………………………………………………… 53
2 生命情報機能研究……………………………………………………………………………… 54
3 新物質創製研究………………………………………………………………………………… 55
4 マルチメディア情報研究……………………………………………………………………… 56
5 総合人間科学研究……………………………………………………………………………… 57
5.研究業績
生命の応答と変換アスペクト
1 時空間生命制御研究…………………………………………………………………………… 61
⑴ エピゲノムの分子構造の解析とその制御方法の開発
3
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
2 生命情報機能研究……………………………………………………………………………… 65
⑴ 生活習慣病の発症基盤に関するゲノム応答ネットワークの解明
3 新物質創製研究………………………………………………………………………………… 70
⑴ 特異な分子構造と物性を持つナノカーボンの創製
4 マルチメディア情報研究……………………………………………………………………… 77
⑴ 脳科学と情報科学を融合させた生体マルチメディア情報研究
5 総合人間科学研究……………………………………………………………………………… 81
⑴ 生活習慣病における心臓血管機能障害への治療と予防の研究
6.研究費取得状況
目 次
生命の応答と変換アスペクト
1 時空間生命制御研究 …………………………………………………………………………… 85
2 生命情報機能研究 ……………………………………………………………………………… 86
3 新物質創製研究 ………………………………………………………………………………… 87
4
4 マルチメディア情報研究 ……………………………………………………………………… 87
5 総合人間科学研究 ……………………………………………………………………………… 87
7.TARA センター公開活動
1 平成23年度TARA公開セミナー等開催記録 ………………………………………………… 91
2 平成23年度TARAセンター来訪者一覧 ……………………………………………………… 93
8.生命領域学際研究センター(TARA)平成 23 年度概要
1 センター組織 …………………………………………………………………………………… 97
2 運営委員会
…………………………………………………………………………………… 98
3 プロジェクト採択一覧 ………………………………………………………………………… 99
9.連絡先一覧 ほか
1 TARAセンター連絡先一覧 ………………………………………………………………… 107
2 TARAセンターホームページ案内 ………………………………………………………… 110
編集後記
1
TARA センターのこれから
5
1.1
TARA センターの
これから
生命領域学際研究センター長 浅島 誠
TARA センターは平成 22 年度の 10 月に、それまでの「先端学際領域研究センター」から「生
命領域学際研究センター」として改組されました。平成 23 年度は、TARA センターが生命領域
学際研究センターとして改組されてから最初の年度となり、新たな TARA センターのあり方を
強力に推し進める 1 年となりました。この 1 年間、TARA センターでは「生命の応答と変換ア
スペクト」という一つのアスペクトの下で、それぞれのプロジェクトにおける研究活動の活性化
を進めつつ、相互の連携や分野横断的な研究の展開を図ると共に、様々な活動を展開しております。
具体的には、センターにおける学内外との共同研究の推進と新たな先端的プロジェクトの実施
1 つの共通機器室を整備しました。さらに、産学連携の推進と更なる加速化を目的とし、新たに
「TARA センター C 棟」の建築を実施しました。大学本部からの多大なるご支援の下、A 棟改修
巻頭言
を目的として、既存の A 棟西側のプロジェクト実験スペースを改修し、新たに 3 つの実験室と
部においては 735 ㎡(平成 24 年 2 月竣工)、C 棟新築部では 742 ㎡(平成 24 年 6 月竣工)の床
面積をもつ新たなプロジェクトスペースを整備することが出来ました。これらの設備では、生命
科学を含むベンチトップワークや様々な解析機器の運用が可能な構成となっており、平成 24 年
4 月からは早速、東京大学先端科学技術研究センターから小宮山眞教授をお迎えし、科学研究費・
特別推進研究「スーパー制限酵素を用いたゲノム・マニュピュレーション工学の創成」を A 棟
改修部の実験室において開始しております。その他、既に進行中の新学術領域研究やさきがけを
含めた多くの科学研究費に加え、更なる外部資金の獲得を目指して、センター一丸となって現在
も努力を重ねております。
また、筑波大学内における先進的な試みとして、センター内での研究活動の支援と環境整備・
管理業務を担当するリサーチアドミニストレーター(URA)を兼任する教員(講師)の公募を
平成 23 年度に行い、企業でのプロジェクト管理経験を持つ岡林浩嗣講師を採用しました。既に
岡林講師はセンター内での研究支援活動だけでなく、筑波大学全体の URA 制度の整備や、つく
ば地区における国際戦略総合特区への協力など、多角的な活動を推進しています。
筑波大学内から特に優れた「最先端性」
、「学際性」
、「創造性」を持つ世界トップクラスの研究
プロジェクトを採択し支援する「TARA プロジェクト」につきましても、新しい TARA センター
の研究方向に合わせ、生命科学分野のプロジェクト公募を行いました。これまでに、医学医療系
の千葉滋教授による「5' メチル化シトシン酸化反応を介する脱メチル化機序の解明および疾患理
解への応用」、ならびに高橋智教授による「膵臓β細胞の分化と誘導におけるエピゲノム解析と
治療への応用」の 2 つのプロジェクトを平成 23 年度中に採択し、平成 24 年度より開始しており
ます。なお、平成 23 年度終了分の 3 つの TARA プロジェクトに関しましては、平成 24 年 7 月
18 日に成果報告会を開催し、今回も満員の聴衆の中で、研究代表者やリサーチリーブ教員の方々
7
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
にご講演を頂きました。今後の TARA プロジェクトのあり方につきましては、センターにおけ
る研究活動と学内外との共同研究の活性化・国際化を推進する為に、より良い方向へと展開して
行きたいと考えております。
平成 23 年度には、これまでの TARA センターにおける研究水準の高さを象徴する輝かしい成
果のひとつとして、「実験と理論による新規ナノ炭素クラスター開拓の体系的研究」により、赤
阪健教授が文部科学大臣表彰科学技術賞(研究部門)を受賞されました。今後もセンターにおけ
る研究の高度化をさらに進め、様々な研究成果を発信して参りたいと存じます。
巻頭言
8
これから TARA センターは、生命領域へ研究の方向性を絞りつつ、設立の理念はそのままに、
世界最先端の生命学際研究を推進する国際的に開かれたセンターとして、更なる飛躍を目指しま
す。今後も TARA センターへのご理解とご支援をどうぞ宜しくお願い致します。
2
研究成果
平成 19 年度採択
TARA プロジェクト終了報告
9
2.1
マルチメディア情報研究
アスペクト
サステーナブルな計算環境の構築
研究代表者:加藤和彦(筑波大学大学院システム情報工学研究科コンピュータサイエンス専攻・教授)
研 究 期 間:平成 19 年4月∼平成 24 年 3 月
A.要約
B.研究目的
本研究の目的は、さまざまな障害を自律的に乗り越
えることができるサステーナブルな計算環境の構築で
ある。計算システムに障害が発生する要因としては、
ハードウェア障害やソフトウェア障害、ネットワーク
障害などシステムを構成する要素において発生する障
害のほか、人為的ミスによる障害や外部からの攻撃に
よる障害などシステムの外部の要因に発生するものな
どもあり、多種多様にわたっている。また、近年の計
算システムは非常に多数の要素から構成される複雑な
システムになっており、個々の障害に対する対策技術
はそれぞれ研究開発されているものの、システム全体
としては復旧までに時間がかかったり人手による介在
C.研究組織
・研究代表者名(所属・役職)
加藤 和彦(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・教授)
・リサーチリーブ教員名(所属・役職)
品川 高廣(前 筑波大学大学院システム情報工
学研究科・講師)
(2011 年 4 月より東京大学情報基盤
センター・准教授)
・TARA 研究員(所属・役職)
杉木 章義(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・助教)
長谷部浩二(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・助教)
新城 靖(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・准教授)
保理江高志(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・産学官連携研究員)
長谷川晶一(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・産学官連携研究員)
面 和成(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・産学官連携研究員)
谷本 幸一(筑波大学大学院システム情報工学研
究科・産学官連携研究員)
・客員研究員(所属・役職)
大山 恵弘(電気通信大学電気通信学部・准教授)
石井 嘉明(富士ソフト(株))
研究成果
本研究では、さまざまな障害を自律的に乗り越え
ることができる計算システムの構築を目指して、オ
ペレーティングシステムやコンピュータネットワーク
における仮想化技術、セキュリティ技術、自律分散シ
ステム制御技術などを総合的に組み合わせることによ
り、システム全体として高いサステーナビリティを
有するシステムの研究開発をおこなった。平成 19 年
度∼ 20 年度においては、JST 戦略的創造研究推進事
業 CREST の支援などにより、基盤ソフトウェアを構
成するオペレーティングシステムとミドルウェア層、
ネットワーク層、データインターオペラビリティ層、
プログラミング言語層の 4 層にわたって自律連合型基
盤システムに関する技術開発を行った。また、文部科
学省の科学技術振興調整費の支援などにより、特定の
アプリケーションや OS 環境に依存せず、基盤となる
仮想計算機層および仮想ネットワーク層において、セ
キュリティ機能を拡張的に開発することができる基盤
ソフトウェアによるセキュアシステム・インフラスト
ラクチャの開発をおこなった。平成 21 年度∼ 23 年度
においては、総務省の SCOPE の支援などにより、こ
れらの技術を統合して、クライアント環境、ネットワー
ク環境、クラウドコンピューティングによるサーバ環
境の 3 つの環境においてディペンダビリティ(リライ
アビリティ、アベイラビリティ、スケーラビリティ、
セキュリティ)を有するディペンダブルなクラウドコ
ンピューティング環境を実現するシステムを研究開発
した。
が必要であったりして、あらゆる障害に対して適切に
対応してサービスの提供をし続けることはますます難
しくなってきている。一方で、計算システムは一般社
会のあらゆる場面に溶け込みつつあり、計算システム
が提供するサービスの重要性もますます増えてきてい
るため、いかなる時でもサービスの提供を継続するこ
とが求められるようになってきている。本研究では、
計算システムを構成するオペレーティングシステムや
ミドルウェアなどの基盤ソフトウェアからネットワー
ク管理、プログラミング言語などあらゆるソフトウェ
ア技術を総合的に活用することにより、システム全体
として高いサステーナビリティを有する持続可能な
サービスを提供する基盤システムの実現を目的として
いる。
11
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
谷口 寛季(富士ソフト(株))
廣岡 誠之(富士ソフト(株))
登 大遊(富士ソフト(株))
D.研究の経過
研究成果
12
TARA セミナー・公開講演会等の実施状況
シンポジウム主催
[1]第 1 回クラウドコンピューティング基盤シンポ
ジウム(2010/11/2、富士ソフトアキバプラザ 6F
セミナールーム 1)
[2]第 1 回セキュア VM シンポジウム「仮想化とセ
キュリティ」
(2007 年 3 月 20 日東京グランドホ
テル)
[3]第 2 回 セ キ ュ ア VM シ ン ポ ジ ウ ム 開 催
(2008/3/19、富士ソフトアキバプラザ)
[4]セキュア VM ワークショップ「開発者自らが語
る VM の作り方」開催(2008/11/18、富士ソフ
トアキバプラザ)
[5]第 3 回 セ キ ュ ア VM シ ン ポ ジ ウ ム 開 催
(2009/3/23、富士ソフトアキバプラザ)
E.研究成果
本プロジェクトでは、
平成 19 年度∼ 20 年度において、
要素技術となる自律連合型基盤システム及びセキュア
システム・インフラストラクチャの研究開発をおこな
い、平成 21 年度∼ 23 年度において、これらを統合し
たディペンダブルなクラウドコンピューティング環境
を実現するシステムの研究開発をおこなった。ディペ
ンダビリティはアベイラビリティやセキュリティなど
サステーナビリティの実現に必要とされる性質を包含
する概念であり、ディペンダブルなクラウドコンピュー
ティング環境を実現することにより、当初目的である
サステーナブル=持続可能なサービスを提供する基盤
システムの実現が達成された。以下では、クライアン
ト、ネットワーク、サーバのそれぞれについてディペ
ンダビリティを実現するための研究成果について述べ、
その後統合したクラウドコンピューティング環境にお
けるディペンダビリティの評価結果について述べる。
1.ディペンダブルなクライアント環境
ディペンダブルなクライアント環境では、セキュア
システム・インフラストラクチャの研究開発における
成果である仮想マシンモニタ「BitVisor」を発展させ、
サーバ環境およびネットワーク環境と連動して動作す
るディペンダブルなクライアント環境を構築すること
を目標として研究開発をおこなった。BitVisor は仮想
マシンモニタ層で VPN クライアント機能を有してい
たが、VPN のポリシー設定を系統的・組織的に遠隔
制御する機能を有していなかった。本研究ではこれら
の機能を他との連携を図りながら VPN 機能を実現す
ることで、利用者の負担を減らしながら高いセキュリ
ティを実現することを目的とした。さらに、クライア
ント環境自体のディペンダビリティを向上させるため
に、仮想マシンモニタ層で侵入検知、侵入防止を提供
する機能についても研究開発を目指した。
これらの目標を踏まえて、クライアント環境におい
ては、大きく分けて、
(1)サーバ環境およびネットワー
ク環境と連携してシステム全体のディペンダビリティ
を向上させる「透過的 VPN 接続先切り替え機構」、
(2)
VPN のポリシー設定を系統的・組織的に遠隔制御す
る「リモート管理機構」、及び(3)クライアント環境
自体のディペンダビリティを向上させるための「仮想
マシンモニタによるセキュリティ」、(4)それらを応
用した「仮想マシンモニタ層での侵入検知技術」の 4
つのテーマに関して研究開発を行った。
1.1 透過的 VPN 接続先切り替え環境
透過的 VPN 接続先切り替え機構は、ネットワーク
や一部のサーバに障害が発生した場合でも、クライ
アントからクラウド環境下のいずれかのサーバへの
VPN 接続を継続できるようにすることで、システム
全体の可用性や信頼性を向上させることを目的とし
ている。この目的を達成するために、サーバ環境や
ネットワーク環境と連携することで、VPN 接続に障
害が発生したことを自動的に検知し、サーバやネット
ワークの状態に関する情報から、その時点で最も適
切なネットワーク経路や VPN 接続先サーバを自動的
に選択して、VPN の再接続をおこなう機能を実現し
た。この機能はユーザ側で複雑なポリシー設定をする
必要をなくすために、仮想マシンモニタの層でユーザ
やゲスト OS からは透過的に実現されている。この透
過性を実現するために乗り越えなければならない技術
的問題としては、まずゲスト OS に依存することなく
仮想マシンモニタから VPN の接続状態を把握する必
要があった。そこで、仮想マシンモニタの層でゲスト
OS からのネットワーク・パケットを IPsec でカプセ
ル化して VPN 接続を透過的に実現すると同時に、仮
想マシンモニタ内部からもその IPsec による VPN 接
続に相乗りする形でパケットの送受信をおこなう機能
を実現することで、仮想マシンモニタからクライアン
ト‐サーバ間の VPN 接続の状態を監視できるように
した。また、障害発生時の VPN 接続先切り替え時に、
切り替えの前後でゲスト OS の TCP 接続が切断され
ないようにするために、切り替え時のネットワーク経
路の変更をゲスト OS に気づかせないようにする必要
があった。そこで、仮想マシンモニタの層において、
IPsec によるネットワーク・パケットのカプセル化の
前に、IP アドレスの変更を隠ぺいするための更なる
カプセル化をおこない、VPN サーバ及びサーバ側と
も連携することで、VPN 接続切り替えによってネッ
トワーク経路が全く異なるものになった場合でも、そ
の前後でクライアント OS の IP アドレスや、クライ
アント OS から見えるサーバの IP アドレスを変更す
る必要がないようにする機能を実現した。これらの機
能により、ゲスト OS からは透過的に VPN 接続先を
切り替えられる機構を実現し、VPN 接続のディペン
ダビリティ向上を達成することが出来た。
1.3 仮想マシンモニタによるセキュリティ
仮想マシンモニタによるセキュリティについては、
さらに
(a)仮想マシンモニタ自身のセキュリティ向上、
及び(b)仮想マシンモニタを用いたゲスト OS のセ
キュリティ向上の 2 つに大別される。
○仮想マシンモニタのセキュリティ向上
仮想マシンモニタ自身のセキュリティについては、
研究成果
1.2 リモート管理機構
リモート管理機構は、上記の VPN 接続先切り替え
なども含めて、VPN のポリシー設定をクラウド・サー
バ側から系統的・組織的に遠隔制御することで、ユー
ザ・クライアント側での管理作業を不要にすることを
目的としている。この目的を達成するために、仮想マ
シンモニタの層でクラウド・サーバ側と通信をおこな
い、ポリシーの送受信などリモート管理に必要なコ
ミュニケーションをおこなう機能を実現した。この機
能を実現するためには、クライアント・OS とサーバ
間の VPN 接続とは別の通信チャネルを用いて、管理
作業をおこなうための専用の通信チャネルを実現する
必要がある。しかし従来の BitVisor では、ゲスト OS
からの透過性を高めるために、ゲスト OS に対しては
NIC を含めて物理デバイスを仮想化せずにそのまま見
せるアーキテクチャとなっており、ネットワーク通信
についてもゲスト OS からの通信を全て VPN 経由で
サーバに送るための 1 チャネルの通信チャネルだけを
提供しており、ゲスト OS 用とは別の通信チャネルを
実現することは技術的に難しいアーキテクチャであっ
た。本研究では、
NIC の制御をゲスト OS に任せつつも、
仮想マシンモニタから同じ NIC を用いてゲスト OS と
は別のチャネルでサーバと送受信する機構を実現する
ことで、ゲスト OS からの透過性は保ちつつリモート
管理のための仮想マシンモニタ・管理サーバ間の通信
チャネルを確保できるようにした。この通信チャネル
を用いて、クラウド・サーバ側から適宜 VPN のポリ
シーなどを送り込んで必要な管理作業を行えるように
して、ユーザやゲスト OS からは一切設定を変更する
ことなくディペンダビリティを向上させることが出来
るようになった。
(b)のゲスト OS のセキュリティ向上を実現するため
のフレームワークとしての仮想マシンモニタの機能に
関する研究開発をおこなった。まず、仮想マシンモニ
タ内で侵入検知・侵入防止などのセキュリティ機能を
安全に実行するために、仮想マシンモニタ内において
保護ドメイン機能を実現した。従来の BitVisor では、
ゲスト OS からの透過性を高めるために、ホスト OS
は持たない所謂ハイパーバイザ型の構造になってお
り、なおかつゲスト OS に対して物理デバイスを直接
見せてその制御も任せる準パススルー型と呼ぶアーキ
テクチャを導入している。これにより、仮想マシンモ
ニタ自身のサイズを非常に小さくすることが出来るた
め、仮想マシンモニタ自身の脆弱性を減らしてセキュ
リティを大幅に向上する効果を持っている。一方で、
仮想マシンモニタ自身はモノリシックな構造になって
いるため、仮想マシンモニタに侵入検知等のセキュリ
ティ機能を内蔵すると、そのセキュリティ機能を実現
するソフトウェアが乗っ取られたときに、仮想マシン
モニタの全権限を奪われてしまうことになる。侵入
検知等のセキュリティ機能は、ゲスト OS がやり取り
するデータの内容を解釈する必要があるため、ゲスト
OS 側で細工したデータを用意することにより、バッ
ファオーバーフロー攻撃などにより乗っ取られる危険
性をはらんでいる。このため、仮想マシンモニタの本
体よりも必然的に信頼性が低いソフトウェアとなって
いる。そこで、このセキュリティ機能を、仮想マシン
モニタ本体よりも権限が制限された実行環境である保
護ドメイン内で動作させることにより、仮にセキュリ
ティ機構が乗っ取られたとしても、その被害を最小限
に抑えるための仕組みを実現した。ハイパーバイザ型
の仮想マシンモニタ内に保護ドメインを作ることは容
易ではないが、CPU のアーキテクチャをうまく活用
することで、低オーバーヘッドかつハードウェアベー
スの強力な保護ドメインを実現することが可能になっ
た。また、保護ドメイン内のセキュリティ機構からも、
ゲスト OS のディスクアクセスやネットワークアクセ
スを監視できるようにするために、ゲスト OS から物
理デバイスへのゲスト OS を捕捉して、保護ドメイン
内のソフトウェアに受け渡すための汎用的な保護ドメ
イン間通信 API も実現した。これにより、様々なセキュ
リティ機能を実現可能な汎用フレームワークとして提
供することが出来るようになった。
また、セキュリティ機能を提供するフレームワーク
としての実用性を高めるために、仮想マシンモニタ本
体の最適化もおこない、可能な限りオーバーヘッドを
削減するための研究開発も行った。仮想マシンモニ
タ「BitVisor」のアーキテクチャ的な特徴を踏まえつ
つ、近年のプロセッサに搭載されるようになってきた
最新の仮想化支援技術を的確に活用することで、従来
と比べて大幅なオーバーヘッドの削減が実現された。
13
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
研究成果
14
TARA
具体的には、まずメモリ管理部分において大きなオー
バーヘッドが生じていたシャドウページング機能に
対して、Intel プロセッサの Extended Page Tables
(EPT)
及び AMD プロセッサの Nested Page Tables(NPT)に
対応させることで、ゲスト OS のメモリ管理に伴う
VM Exit を大幅に削減し、VM ⇔ VMM 間のコンテキ
ストスイッチに伴うオーバーヘッドを削減した。ゲス
ト OS と VMM のそれぞれのページテーブルでキャッ
シュの設定が適切になるよう組み合わせを最適化する
ことで、キャッシュの効果が最大になるようにした。
また、Windows 起動時などに用いられるリアルモー
ドでの実行において、Intel プロセッサの Unrestricted
Guest モードを活用することで、CPU 命令のエミュ
レーションによる速度低下を抑えるための実装を行っ
た。また、マルチコアを活用して初期化処理を並列化
するなどにより、仮想マシンモニタ自身の起動時間を
短縮した。これらにより、仮想マシンモニタを導入す
ることによるページフォルトの処理性能の低下を 10%
未満に抑えることが出来るようになったほか、仮想マ
シンモニタ自身の起動時間を約 44% 短縮することに
成功した。
○ゲスト OS のセキュリティ向上
仮想マシンモニタを用いたゲスト OS のセキュリ
ティ向上については、さらにいくつかのサブテーマ
に分けて研究開発をおこなった。まず、ゲスト OS が
ウィルスなどに恒常的に乗っ取られることを防止する
ために、ゲスト OS のシステムファイルの完全性を維
持するための研究を行った。これは、仮にゲスト OS
がカーネルレベルで乗っ取られたとしても、再起動す
ることでウィルスなどの影響を排除できるようにする
ために、OS を最低限安全に起動するために必要とな
る OS カーネルやライブラリ、各種デーモンやウィル
ス対策ソフトなどが格納されたファイルを OS からは
完全に書き込み禁止にする機能である。これを仮想マ
シンモニタで実現することにより、仮にゲスト OS の
カーネルを乗っ取ってデバイスレベルの I/O を発行し
たとしても、当該システムファイルは絶対に書き換え
られないようにすることが可能になるため、ウィルス
に乗っ取られても再起動することにより安全なシステ
ムを起動して、当該ウィルスを安全に排除することが
可能になる。仮想マシンモニタからファイルレベルで
の保護を実現するためには、セマンティックギャップ
と呼ばれる問題を解決する必要があるが、本研究では
ファイルシステムを解釈するフェーズとディスクの保
護をおこなうフェーズを分離することにより、仮想マ
シンモニタ本体に複雑なファイルシステムを実装する
ことなく、セクタレベルの I/O を監視するだけでファ
イルレベルでの保護をおこなう仕組みを実現した。
1.4 仮想マシンモニタ層での侵入検知技術
仮想マシンモニタ層で侵入を検知する技術に関して
以下の研究を行った。第一に、準パススルー型仮想
機械モニタである BitVisor の拡張により「悪意ソフト
ウェア(マルウェア)の検出を行う技術およびシステ
ム」を構築した。第二に、プログラムの挙動情報をも
とに、「内部で行われている処理を推定する技術およ
びシステム」を開発した。第三に、仮想機械モニタ層
において「バッファオーバーフローなどの攻撃を検出
する技術およびシステム」を構築した。
○悪意ソフトウェア(マルウェア)の検出を行う技術
第一の研究について述べる。拡張された BitVisor は、
ストレージやネットワークといった入出力デバイスと
オペレーティングシステム(OS)との間で転送され
るデータを検査することによりマルウェアを検出す
る。拡張された BitVisor は、Windows と Linux を含む
幅広い OS を保護することができる。
このマルウェア検出機能の回避や無効化は難しい。
たとえば攻撃者が OS のカーネルを乗っ取っても無効
化することはできない。また、セキュリティに対す
る意識の低いユーザが意図的にマルウェア検出機能
をオフにすることもできない(ユーザは OS の管理者
権限を保有し、ユーザとは別の人物が BitVisor の管
理者権限を保有していることを仮定する)。拡張され
た BitVisor の利用にあたり、OS のカーネルを改変す
る必要はなく、OS 上で特別なプログラムを動作させ
る必要もない。実際、実験では、まったく改変しな
い Windows XP, Windows 7, Ubuntu Linux 8.10, Ubuntu
Linux 8.04 を動作させている。実験により、拡張され
た BitVisor が実在のマルウェアを高い精度で検出でき
ることや、実行時オーバーヘッドが現実的な範囲に収
まっていることを確認した。また、Linux と Windows
の環境において、合計で 100 を超える実在のマルウェ
アを検知できたという実験結果が得られている。
本システムが有効に働くのは、会社などの組織内の
PC 利用場面である。その場面では一般に PC やネッ
トワークなどの資源を管理する管理者と、PC を利用
して仕事をおこなう社員(利用者)がいる。ウィルス
やマルウェアによる社内の PC やネットワークへの被
害を防ぐために、管理者はすべての利用者に対して、
アンチウィルスを強制的に利用させたい場合がある。
そこで、管理者が各利用者の PC に本システムを組み
込み、さらにゲスト OS をインストールした後に、利
用者にその PC を渡す。各利用者は、自分が OS の管
理者権限を持っているため、ソフトウェアのインス
トールなどを自由に行え、PC を便利に使える。かつ、
管理者が、本システム内のマルウェア検出機能の利用
をすべての利用者に強制できるので、組織内のセキュ
リティを向上させることができる。
ストレージデバイスも捕捉するようにすれば、それら
のデバイスのデータについてもセキュリティを強化す
ることができる。
本システムはシグネチャオートマトン生成部とマッ
チング部から構成される。両者とも準パススルードラ
イバの中に実装されている。シグネチャオートマトン
生成部は、マルウェアを表現する文字列パターン(シ
グネチャ)の集合を受け取り、マッチング処理に適
したメモリ上のデータ構造(シグネチャオートマト
ン)を構築する。これは Aho-Corasick 法によっている。
構築は、BitVisor の起動時に実行される。シグネチャ
オートマトンにより、膨大な数のシグネチャと検査対
象データとの間で高速にマッチングを行うことができ
る。マッチング部は、データ I/O の内容をシグネチャ
オートマトンと照合することによりマルウェアを検出
する。具体的には、暗号化の前、および、復号の後に、
BitVisor 内部のバッファが保持しているデータに対し
てマッチング処理を実行する。シグネチャにマッチす
るバイト列がある場合、対策処理を実行する。利用可
能な対策処理としては、ゲスト OS の画面に警告メッ
セージを表示することや、そのバイト列を別のバイト
列に置換するなどがある。
マルウェアのシグネチャとしては、ClamAV が提供
しているものを本システム用に加工して再利用するこ
ととした。現在、数万のシグネチャを現実的な時間内
でマッチング処理することが実現できている。現在の
実装では、本システムのソースコードにシグネチャを
表現する文字列の配列を予め埋め込んでいる。
○プログラムの挙動情報からの内部処理の推測技術
第二の研究は、プログラムの挙動情報をもとに、内
部で行われている処理を推定する技術およびシステム
に関するものである。そのシステムは例えばプログラ
ム内部で利用されているデータ構造を可視化してユー
ザに分り易い形で示すことができる。本システムは、
未知のプログラムを監視しながら動作させ、様々なタ
イミングでそのプログラムを停止させてスタックや
ヒープの内容を取得する。その内容の解析により、そ
のプログラムが用いているデータ構造の種類や、デー
タに関して常に成立する性質(インバリアント)を推
定する。推定結果として、推定されたデータ構造を図
として出力する。また、「アドレス 0x08052ca8 に格納
される値は必ず 0 から 31 までの範囲の数である」や
「アドレス 0x08048374 には、ヒープ上の文字列を指す
ポインタが格納される」といった情報も出力する。実
験では、双方向リストやツリーを作成するプログラム
を本システムで解析しながら動作させたところ、本シ
ステムがそれらのデータ構造を正しくとらえて可視化
することを確認した。解析対象のプログラムが、パッ
カーなどの解析困難化ツールで加工されている場合で
研究成果
BitVisor はハードウェア上で直接動作し、BitVisor
上では、ユーザが利用する OS のみが動作する。その
ため、OS の上で動作する VMM や、管理用の仮想マ
シンを必ず動作させる仮想機械モニタに対してとは異
なり、BitVisor にマルウェア検出機能を組み込む方法
は自明ではなく、工夫を要する。例えば以下の困難が
存在する。
(1)マルウェアを検出した際に、警告をユーザに伝
えることが難しい。ゲスト OS は、カーネルを含めて
マルウェアに乗っ取られている可能性がある。よって
そのゲスト OS に警告を出すことは難しい。また、ゲ
スト OS はマシン上でただ 1 つしか動作していないた
め、警告を出すべき別の OS はそのマシン上に存在し
ない。
(2)デバイスと OS との間を流れるデータ(ブロッ
ク)と、OS で扱っているデータとの間にずれ(semantic
gap)が生じる。OS は通常、ファイルの形でデータを
扱う。一方、ハードディスクなどのストレージデバイ
スは、データブロックの形でデータを扱う。ファイル
は OS によってブロックに分けられてストレージデバ
イスに転送される。デバイスがやりとりしているデー
タを見るだけでは、ファイルを認識できないという問
題がある。具体的には、あるファイルの転送がどのブ
ロックのどこから開始され、ファイルの次の部分はど
のブロックに格納され、どのブロックでそのファイル
が終わるのかといったことが、デバイスのレベルから
は非常にわかりにくい。このような状況においてデー
タブロック単位でマルウェア検知処理を行った際に、
どの程度うまくいくのかといったことは、これまで未
知の問題だったと言える。
(3)マルウェアのシグネチャを格納するファイルを
配置する場所が存在しない。準パススルー型の仮想機
械モニタでは、その上で動作するものはゲスト OS た
だ 1 つだけであり、他のゲスト OS も、ホスト OS も
存在しない。よって、マルウェア検知機構が利用可能
なファイルシステムが存在しない。もちろんゲスト
OS にはファイルシステムは存在するが、そのファイ
ルシステム上のファイルにマルウェアシグネチャを保
存することはできない。第一の理由は、検知機構がゲ
スト OS の種類に依存してしまうからである。第二の
理由は、ゲスト OS のカーネルがマルウェアによって
乗っ取られた際には、シグネチャが不正なものに書き
換えられる可能性があるからである。
BitVisor は、PIO(プログラムド I/O)、メモリマッ
プド I/O、DMA(Direct Memory Access)の 3 つの転
送方式によるデータ I/O を捕捉できる。提案システム
は、それらすべての方式のデータ I/O で転送される
データに対してマッチング処理を行う。現時点でデー
タ I/O が捕捉されるデバイスは、ATA(ハードディスク)
デバイスである。将来にネットワークデバイス、USB
15
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
も、本システムは問題なくデータ構造を解析できたこ
とを確認した。
研究成果
16
○バッファオーバーフロー攻撃などの検出技術
第三に、仮想機械モニタ層においてバッファオー
バーフローなどの攻撃を検出する技術およびシステ
ムに関するものである。攻撃から保護したいプログラ
ムを本システムが監視しながら動作させることによ
り、バッファオーバーフロー攻撃を検出する。このシ
ステムは動作中の OS を再起動することなく動的に組
み込んだり、取り外したりできるという点に特長があ
り、利便性が高いと考えられる。このシステムは近年
の CPU に組み込まれている仮想化支援技術およびセ
キュリティ向上技術をうまく組み合わせたものであ
り、独創性も高い。実験により、カーネルレベルデバ
イスドライバのバッファオーバーフロー脆弱性を突く
攻撃が実際に防止できたこと、実行時オーバーヘッド
がある程度小さい範囲に収まっていることを確認し
た。
,3Y,3Y
変換器
*XHVW26
,3Y専用
*XHVW26
,3Y,3Y
900
900
+RVW26
,3Y専用
,3Y1HWZRUN
D変換専用90
,3Y$SS
*XHVW26
,3Y専用
900
,3Y,3Y
変換器
'16
3UR[\
+RVW26
,3Y専用
,3Y1HWZRUN
E仮想計算機モニタ
図 1 IPv4/v6 変換を行う場所
,3Y,3Y混在
,3Y$SS
,3Y,3Y混在
2.ディペンダブルなネットワーク環境
2.1 仮想マシンを利用した IPv4/IPv6 変換技術
本研究では、ネットワーク環境の IPv6 化へも積極
的に支援していく。そのために目標の 1 つとして、ま
ず、仮想計算機で IPv4 にしか対応していないレガシー
なサーバ、および、クライアントを動作させながら、
仮想計算機の外部に対しては IPv6 のサーバ、および、
クライアントとして振舞う技術を開発することを設定
した。本研究では、この目標を達成することができた。
IPv6 のみが運用されているネットワークでも、IPv4
アプリケーションを使い続けなければならないことが
ある。このような場合、IPv4/IPv6 変換器(IPv4/IPv6
translator)を使う方法がある。IPv4/IPv6 変換器とは、
IPv4 のアプリケーションと IPv6 のアプリケーション
の間の通信を仲介し、相互の通信を可能にするもので
ある。IPv4/IPv6 変換器には、
様々な種類のものがあり、
IP 層で動作するもの、アプリケーション層で動作す
るもの、および、アプリケーションが呼び出す API
(Application Program Interface)をフックして引数を書
換えるものがある。
レガシーなアプリケーションを実行するためには、
仮想計算機(Virtual Machine, VM)を利用することが
有用であることが知られている。IPv6 が主になった
時には,IPv4 アプリケーションもまたレガシーなア
プリケーションであり、VM で実行することが一般的
になると思われる。
この時、IPv4/IPv6 変換器を動作させる場所として,
変換専用 VM(図 1(a))を用いる方法が考えられる。
変換専用 VM を使う方式は、ホスト OS は IPv6 専用,
アプリケーション用が動作する VM は IPv4 専用にな
るという利点がある。しかしながら、2 つの VM を用
いるので通信のオーバーヘッドが大きく、性能が低い
という問題がある。その他に、変換器をゲスト OS や
ホスト OS で実行する方法が考えられる。これらの方
法は、変換専用 VM で動作させる方式よりも性能が
高い。しかしながら、両者ともデュアルスタック構成
にして IPv4 と IPv6 が混在した環境を運用する必要が
ある。IPv4 と IPv6 の混在は、セキュリティや運用上
の問題を引き起こす。
本研究では、このような問題を解決するために、ソ
ケット・アウトソーシングという手法用いて、仮想
計算機モニタ内で IPv4/IPv6 変換を行う方法を開発し
た(図 1(b))。ソケット・アウトソーシングとは、
仮想計算機内で動作するゲスト OS においてソケット
API という高いレベルの操作を横取りし、それをホス
ト OS において実行するという技術である。従来の手
法では、ゲスト OS における IPv4 のソケットを用い
る API 手続きの呼出しをそのままホスト OS で実行し
ていた。本研究では、この点を変更し、ホスト OS に
おいては、IPv6 の API 手続きを呼び出すようにする。
これにより、フラグメント化の問題、および、コピー
回数増大の問題を解決することができた。
単純に仮想計算機モニタ内で IPv4/IPv6 変換を行う
だけでは、IPv4 サーバを動作させることができるが、
IPv4 クライアントの動作には問題がある。それは、
IPv4 クライアントは、DNS により名前解決を行う必
要があるからである。本研究では、IPv4 クライアン
トを動作させるための DNS プロキシを開発した。こ
のプロキシは、IPv4 クライアントから IPv4 による要
求を受付けると、同じドメイン名で IPv6 による要求
を作成し、本来の IPv6 のサーバへ送る。本来の IPv6
のサーバから応答を受けつれると、ダミーの IPv4 の
アドレスを生成し、IPv4-IPv6 の対応表に保存し、元
の IPv4 の IPv4 クライアントに返す。このダミーの
この実験で、CPU の利用率も合わせて測定した。
その結果、実機 IPv4 で 55%、実機 IPv6 で 58% だっ
た他は、提案方式も含めてほぼ 100% になっていた。
このことから、他の方式は、CPU がボトルネックに
なっていたことを意味する。また、提案方式は、既存
の方式と比較して単位スループット当たりの CPU 利
用率が少ないこともわかった。すなわち、同じスルー
プットを得るためには、提案方式は CPU 消費電力の
面でも優位性があることがわかった。
図 2
実現した IPv4/IPv6 変換のスループット
実験環境:ネットワーク10Gbps イーサネット、CPU Intel
Core i7 3.07GHz 1CPU のみ利用
2.2 IPv6 拡張ヘッダを利用したケーパビリティアク
セス制御
本研究では、ネットワーク環境の IPv6 化へも積極
的に支援するための 2 つ目の目標として、IPv6 拡張
ヘッダを利用することを掲げた。そして、それを利用
してケーパビリティに基づくアクセス制御を実現し、
ディペンダビリティを向上させるという目標を設定し
た。
本研究では、まず、IPv4 の通信においてペイロー
ドにケーパビリティを含ませることで、ケーパビリ
ティに基づくアクセス制御を実現した。この変換は、
Linux において動的リンク・ライブラリを置き換える
形で実装したので、既存のアプリケーションを一切変
更することなく、ケーパビリティに基づくアクセス制
御が利用可能になった。次に、この技術を、IPv6 拡
張ヘッダを用いるように変更した。拡張ヘッダへの
ケーパビリティの挿入については、TCP/IP、および、
UDP/IP の両方で実装することができた。しかしなが
ら、ケーパビリティのチェックについては、UDP/IP
では実装できたが、TCP/IP では当初は実装すること
ができなかった。その理由は、実装環境である Linux
において、IPv6 拡張ヘッダを受信する API が整備さ
れていなかったためである。そこで本研究では、TCP
については、パケット・フィルタである iptables6 を用
いる方法を考案した。この方法では、まず、iptables6
の機能を用いて受信した IPv6 パケットをユーザ空間
に取り出す。次に、IPv6 パケットから拡張ヘッダを
取り出し、その中に含まれているケーパビリティを
チェックする。ケーパビリティが有効であれば、その
ままそのパケットの受信を許可する。無効であれば、
そのパケットを破棄する。最後に、IPv6 拡張ヘッダ
を操作する機能を、ソケット・アウトソーシングに基
づき仮想計算機モニタ内で実装した。
本研究では、動的リンク・ライブラリ、および、仮
想計算機モニタにおいてアプリケーションを変更する
ことなく IPv6 拡張ヘッダを利用可能にした。このこ
とは、一種のアスペクト指向プログラミングの基盤が
構築されたことを意味する。この部分でモジュールの
動的な読み込み機能を活用することで、複数の IPv6
拡張ヘッダの利用方法を統合することができる。
こ の よ う に、 本 研 究 で は、 ネ ッ ト ワ ー ク 環 境 の
IPv6 化へも積極的に支援として、高速な IPv6/IPv6 の
変換、および、IPv6 拡張ヘッダの利用を実現するこ
とができた。実現した IPv4/IPv6 の変換は、IPv4 が
利用できなくなっても IPv4 アプリケーションを利用
し続けたるために利用できる。また、実現した IPv4/
IPv6 変換は、高速であり、単位スループット当たり
の CPU 消費電力も下げることができる。また、IPv6
拡張ヘッダの利用が容易になり、また、ケーパビリティ
に基づくアクセス制御によりディペンダビリティを向
上させることができる。
3.ディペンダブルなサーバ環境
3.1 俊敏性と信頼性を両立するクラウド基盤ソフト
ウェアの構築
ディペンダブルなサーバ環境では、クラウド基盤
研究成果
アドレスが、仮想計算機モニタ内の IPv4/V6 変換モ
ジュールに届くと、IPv4-IPv6 の対応表から IPv6 のア
ドレスを取り出して、接続する。
本研究では、IPv4/IPv6 変換を行う仮想計算機モニ
タを Linux KVM を改変して実現した。また、DNS プ
ロキシ・サーバを Ruby 言語により実現した。
本研究で実現した IPv4/IPv6 変換の性能を測定する
実験を行った。その結果を図 2 に示す。これは、10G
bps のネットワークにおいて、仮想計算機において
iperf サーバを実行しスループットを測定したもので
ある。このように、提案方式(SOS-v4/v6)は、変換
を行わないソケット・アウトソーシングを用いる方式
(SOS-v4)と同様に、実機並(Physical-v4, Physical-v6)
の性能を得ることができた。この結果は、既存の方式
で変換を一切行わないもの(Emulation-v4, VirtIO-v4)、
および、実機のアプリケーション層で変換を行うもの
(Physical+DeleGate-v4/v6)、ホスト OS で変換を行う
もの(VirtIO+DeleGate-v4/v6(Host))ゲスト OS で変
換を行うもの(DeleGate-v4/v6(Guest))よりも高速
である。提案方式の性能が高い理由は、提案方式では、
実機と同様にハードウェアへのオフローディングが有
効に機能すること、および、ホスト OS による効率的
な割り込み処理がなされることによる。
17
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
研究成果
18
TARA
ソフトウェア Kumoi を 3 年間にわたり開発してきた。
本ソフトウェアは、先行研究の成果を基に、本研究プ
ロジェクトで新たに再設計および実装を行ったソフト
ウェアである(その全体像を図 3 に示す)。本ソフト
ウェアでは、仮想計算機や物理計算機、ネットワーク
などのデータセンター環境におけるさまざまな資源を
分散言語オブジェクト化し、これらの分散オブジェク
トの集合に対して多くの関数型言語で見られる map()
や reduce()などの操作を並列分散で適用していくこ
とで、クラウド環境を構築することが可能となってい
る。また、本ソフトウェアは全体の機能を大きくカー
ネルとシェルに分割しており、ミドルウェアの中核と
なる部分を最小化している。また、クラウドに必要な
多くの機能をフロントエンドとなるシェルにおいてス
クリプトとして記述し、実現することで非常に拡張性
に優れた設計になっている。この拡張性は、特定のク
ラウドサービスに応じたディペンダビリティの実現
や、環境の変化に対する柔軟性の向上に活用すること
ができる。
Kumoi を利用したサーバ環境のディペンダビリティ
は次のように実現することができる。Kumoi が提供
している物理計算機や仮想マシンに対応する資源オブ
ジェクトは、その資源の情報を取得し、フィードバッ
クを行うためのメソッドをそれぞれ提供している。こ
れらをスクリプトとして組み合わせて記述すれば、障
害や性能低下などのイベントに応じて、何らかの対応
を自動的に行う機構を容易に実装することができる。
しかも、特定のサービスに応じて、フィードバック機
構を自由自在に作り替え、カスタマイズすることがで
きる。この背後には、事前にディペンダビリティ実現
に必要な要件を洗い出し、対策機構を作り込むよりも、
非常に単純なルールに基づきフィードバックを行うス
クリプトの集合として、ディペンダビリティ機構を実
現した方が、結果として、ディペンダビリティが向上
するという視点に基づいている。また、スクリプト記
述に関しても、比較的新しい言語である Scala をベー
スとして拡張しており、関数型言語の性質を利用した
図 3 Kumoi によるディペンダブルなサーバ環境の概念図
高い生産性と、静的型付けによる安全性を利用するこ
とができる。
また、Kumoi はミドルウェアの設計をオペレーティ
ングシステムの設計の視点から捉え直している。オペ
レーティングシステムとクラウド基盤ソフトウェアの
役割は共通しており、その中核となる機能は資源の抽
象化である。オペレーティングシステムがさまざまな
デバイスの抽象化を行うのと同様に、クラウド基盤シ
ステムも仮想計算機や物理計算機などの資源の抽象化
を行っている。また、オペレーティングシステムの中
核となる問題はプロセスの効率的な実行であったが、
クラウド基盤ソフトウェアでは、その役割は仮想計算
機の効率的な実行に置き換わっている。その視点に基
づき、Kumoi ではクラウド基盤ミドルウェアの設計を
大幅に整理し、中核となる機能もネットワーク通信に
関するもののみと、最小化している。
データセンター管理者や開発者、研究者などの利用
者に対して、Kumoi では、2 階層のインターフェース
を提供している。一つ目は、各言語オブジェクトが仮
想マシンや物理マシンなどに一対一に対応するダイレ
クト API である。この API は、データセンターにお
ける資源を直接操作することができ、データセンター
環境における管理者によるハードゥエアおよびソフト
ウェアのメンテナンスや、研究者が省電力性を考慮し
た仮想マシンスケジューリングアルゴリズムや耐障害
性アルゴリズムなどのアイデアを検討する際のプロト
タイピングに利用することができる。二つ目の API は、
より高水準な機能を提供する。ダイレクト API では、
データセンター環境の資源を自由に操作できる状態に
あったが、実際にクラウド環境を構築するにあたって
は、一定量のスクリプトを記述する必要があった。そ
のため、より高水準なオブジェクトを導入し、その作
業の軽減を図っている。資源プール、仮想計算機のイ
ンスタンス数の増減による伸縮や、High-Availability
機能なども分散オブジェクトとして実現し、米国国立
標準技術研究所が定義したクラウドの定義を本ソフト
ウェアの機能のみで満たすことができるようになって
いる。これはダイレクト API の設計の自然な拡張と
して実現されており、元々の設計が優れていることの
証拠であると考えられる。
さらには、Kumoi は中核となる機能がマイクロカー
ネルとして最小化されており、資源がすべてオブジェ
クトとして抽象化されていることから、カーネルでオ
ブジェクト間通信をフックすれば、耐障害性やセキュ
リティなどさまざまな内部的な拡張を行っていくこと
ができる。そこで、本研究課題では、引き続きキャッ
シュ機構、アクセス制御機構、耐障害性機構などのディ
ペンダビリティを向上させるためのさまざまな機能の
実装を進めている。最終年度では、これらの作業を実
際に行い、性能評価や検証を進めた。
最後に最終年度には、クラウドコンピューティング
基盤 Kumoi の機能拡張をおこなった。まず、物理計
算機の障害に対応させるため、自動復旧を拡張した。
具体的には、障害の発生した物理計算機上で動作して
いた仮想計算機を別の物理計算機に復旧させ、自動的
にアプリケーション設定をおこなう機能を開発した。
次に負荷予測機能として、CPU 使用率の閾値を超え
る前に予測し、スケールアウトすることで、負荷を分
散させる機能を開発。閾値になる 10 秒前までに予測
することが可能な場合、実際に閾値を超える際にはす
でにスケールアウトが完了しているといったタイムラ
グのないシームレスなスケーラビリティを実現した。
このディペンダビリティ(特にここでは可用性)の
確保と省エネルギー化を両立させるために、グリッド
クォーラムを基にしたストレージシステムと、分散
ハッシュテーブルを基に負荷に応じて動的にデータの
移動を行うシステムの 2 つを提案した。
前者の研究開発で用いたグリッドクォーラムは、分
散ストレージシステムを構築するためのアルゴリズム
の一種である。このグリッドクォーラムを基にしたス
トレージシステムは、論理的に格子状に並べられた多
数のディスクから構成され、常にデータを複数のディ
スクに書き込むことで高い可用性を確保することがで
きる。また同一データへの書き込みに対する排他制御
を実現することで、格納データの一貫性を保つことが
できる。この研究では、グリッドクォーラムを基に、
アクセスを集約
低負荷時
空いた計算機をOFF
アクセスを分散
高負荷時
図4 分散ストレージシステムの省電力化手法の概念図
4.ディペンダブルな統合クラウドコンピューティン
グ環境
平成 21 年度から、複数データセンターを用いた広
域分散実験環境を構築し、運用を開始した。本環境は、
富士ソフトが所有する複数のデータセンター(首都圏
内の東京、横浜の 2 拠点と物理的に離れている九州に
1 拠点)を利用して構成した。データセンター間は、
インターネット網及び高信頼性ネットワーク「JGN-X」
(情報通信研究機構(NICT)が運営する研究開発テス
トベッドネットワーク)を用い、2 経路にて通信可能
な広域分散実験環境を構築した。これにより、一般的
に安価でベストエフォート方式であるインターネット
網と高価で高信頼性のネットワークの 2 回線において
比較試験が可能であり、実用化を考慮した研究開発を
可能としている。本環境は、平成 23 年 1 月に情報通
信研究機構 JGN2plus アワードにおいてネットワーク・
運用技術賞を受賞している。
平成 22 年度において、開発したネットワーク切り
替え技術に、複数拠点間での動的切り替えが実現でき
るよう拡張を行い、広域分散実験環境を用いて実際の
環境に近い状態で実験を行った(図 5)。本システム
は、仮想マシンモニタ(VMM)に組み込んだパケッ
ト中継クライアント、パケット中継サーバで構成され
る。VPN ゲートウェイおよびサーバは、高信頼性の
ネットワークで繋いだデータセンターにそれぞれ設置
する。実証実験として、VPN 障害を発生させた際に、
クライアントの VMM に実装されたパケット中継クラ
イアントとデータセンター内に設置されたパケット中
継サーバが通信を行うことにより、VPN ゲートウェ
研究成果
3.2 大規模分散ストレージシステムの省エネルギー化
また、上記のサーバ環境において利用可能な大規模
分散ストレージシステムの省エネルギー化(省電力化)
に向けた研究についても本格的に取り組んできた。一
般に、ストレージシステムのディペンダビリティの確
保は、各データの複製を、そのデータを格納している
ディスクとは別のディスクにバックアップとして保存
するというデータの拡散によって実現されることが多
い。一方、ストレージシステムの省エネルギー化のた
めに広く用いられる方法は、システムの低負荷時に、
一部のディスクにデータを集約することにより、デー
タアクセスの起こらないディスクを省電力モードにす
るというものである(図 4 を参照)。
各ディスクの現在の負荷の状況に応じて、ディスクが
過負荷にならないようにしながらデータアクセスをな
るべく一部のディスクに集約するための最適化アルゴ
リズムを構築した。これにより、グリッドクォーラム
の持つ高可用性やデータの一貫性といった特長を維持
しながら、低負荷時の省電力化が実現可能であること
を示した。
また後者の分散ハッシュテーブルを基にしたスト
レージシステムの研究開発では、上記図 6 で示したア
イデアを、ディスク間でデータを移動することにより
実現する手法を構築した。この手法は、日々のアクセ
ス頻度の変化に応じて動的にデータを移動させること
により省電力を実現するためのアルゴリズムと、比較
的長期間で変化するデータのアクセス頻度の変化に対
応するためのアルゴリズムの 2 つから成る。また、ディ
ペンダビリティを確保するために、電力消費量の観
点から効率の良い複製データの配置についても提案を
行った。以上で述べた手法は、シミュレーションとプ
ロトタイプ実装の両方から、その省電力の効果と応答
時間について計測し、その実用性の評価を行った。
19
生命領域学際研究センター
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TARA
図 5 実証実験環境図
研究成果
20
イを自動的に切り替え、切り替えた際に起こるクライ
アント IP アドレスの変更および TCP 通信の一時的な
切断を吸収し、クライアント・サーバ間通信における
可用性が向上することを確認した。
平 成 23 年 度 に は、 ク ラ ウ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン
グ 基 盤 に 要 求 さ れ る 障 害 対 応 と し て、HA(High
Availability)機能と Elasticity 機能の改良をおこなっ
た。Kumoi に対し、アプリケーション設定までを含ん
だ負荷予測機能と物理計算機障害復旧機能の機能拡張
をおこなうことで、よりディペンダブルなクラウドコ
ンピューティング基盤を実現させた。負荷予測機能は、
CPU 使用率にある一定の閾値を設け、閾値を超える
前に事前に予測して、スケールアウトすることで、負
荷を分散させる機能である。CPU 使用率を可視化し、
そのデータを時系列分析による予測によって、閾値を
超える可能性を予想することで、段階的に CPU 使用
率が上昇する場合においては閾値超えを予想し、タイ
ムラグのないシームレスなスケーラビリティを実現し
た。物理計算機障害復旧機能は、物理計算機の障害時
において仮想計算機およびアプリケーション設定を自
動的に復旧する機能である。Kumoi は、Gossip プロ
トコルを使用して動的に物理計算機のメンバシップ管
理をおこなっている。本機能はこの Kumoi の特徴を
応用し、どの物理計算機に障害が発生したのか判断し、
その物理計算機が保持していた仮想計算機をリソース
プール内に復旧し、アプリケーション設定までおこな
う機能拡張をおこなった。物理計算機障害時において
は、障害を検知し、ファイル共有されたマスターイ
メージから仮想計算機を複製、起動し、システム環境
に合わせたアプリケーション設定 また、平成 23 年
度には、これまで開発してきた各環境の技術統合した
ディペンダブルなクラウドコンピューティング基盤
が、ディペンダビリティを構成する要素(可用性、信
頼性、完全性、保守性、機密性)に該当する機能を有
しているか定性的な評価をおこなった。表1に対応す
る機能を示す。これにより、統合システムでは、ディ
ペンダビリティを構成する要素ごとにバランスよく機
能を有していることがわかる。
この統合システムにおいて、より実用に近い環境
を想定し、Web アプリケーションを動作させ、評価
実験をおこなった。評価実験では、クライアントが
Web サービスを利用している状態において、CPU 負
荷、VPN 障害、仮想計算機障害、物理計算機障害の 4
つの障害を発生させている。各障害発生から復旧まで
の計測結果を図 6 に示す。
表 1 各環境におけるディペンダビリティに対応した機能一覧
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図 6 評価実験結果
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本評価実験では,各障害発生時に計算機が自動的に
復旧することを確認した。Web アプリケーションへの
アクセスはクライアントから定期的におこなうものと
したが,各障害が発生してもクライアントからは継続
的に Web アプリケーションの利用が可能であること
を確認している。
F.発表
原著論文
1. Yoshihiro Oyama, Tran Truong Duc Giang, Yosuke
Chubachi, Takahiro Shinagawa, Kazuhiko Kato.
Detecting Malware Signatures in a Thin Hypervisor.
In Proc. 27th Annual ACM Symposium on Applied
Computing(SAC 2012), Riva del Garda(Trento),
Italy, March 2012.
3. Yohei Matsuhashi, Takahiro Shinagawa, Yoshiaki
Ishii, Nobuyuki Hirooka, Kazuhiko Kato. Transparent
VPN Failure Recovery with Virtualization. Future
Generation Computer Systems, Elsevier, Vol. 28, No.
1, pp. 78-84, Jan 2012.
4. Akiyoshi Sugiki and Kazuhiko Kato. "An Extensible
Cloud Platform Inspired by Operating Systems". In
Proc. of 4th IEEE International Conference on Utility
and Cloud Computing(UCC 2011)
(December 5-8,
2011).
5. Koji Hasebe, Kei Yamatozaki, Akiyoshi Sugiki, and
Kazuhiko Kato. "Self-Stabilizing Passive Replication
for Internet Service Platforms". In Proc. 4th IFIP
International Conference on New Technologies,
Mobility and Security( NTMS 2011), 6 pages,
February 2011.
6. Munetoshi Ishikawa, Koji Hasebe, Akiyoshi Sugiki,
and Kazuhiko Kato. "Dynamic Grid Quorum:
A Reconfigurable Grid Quorum and Its Power
Optimization Algorithm". Journal of Service Oriented
Computing and Applications, Vol. 4, No. 4, pp.
245-260, Springer-Verlag, December 2010.
7. Akiyoshi Sugiki, Kazuhiko Kato, Yoshiaki Ishii,
8. Koji Hasebe, Tatsuya Niwa, Akiyoshi Sugiki, and
Kazuhiko Kato. "Power-Saving in Large-Scale
Storage Systems with Data Migration". In Proc. 2nd
IEEE International Conference on Cloud Computing
Technology and Science( CloudCom 2010), pp.
266-273, November 2010.
9. Tsutomu Nomoto, Yoshihiro Oyama, Hideki Eiraku,
Takahiro Shinagawa, Kazuhiko Kato. "Using a
Hypervisor to Migrate Running Operating Systems to
Secure Virtual Machines". In Proceedings of the 34th
Annual IEEE Computer Software and Applications
Conference(COMPSAC 2010), pages 37-46, July
2010.
10. Yosuke Chubachi, Takahiro Shinagawa, Kazuhiko
Kato. "Hypervisor-based Prevention of Persistent
R o o t k i t s " . I n P r o c e e d i n g s o f t h e 25t h A C M
Symposium on Applied Computing( ACM SAC
2010)(Mar. 2010).
11. Yoshihiro Oyama, Youhei Hoshi. A Hypervisor for
Injecting Scenario-Based Attack Effects. In Proc. 35th
Annual IEEE Computer Software and Applications
Conference( COMPSAC 2011), pages 682-687,
Munich, Germany, July 2011.
12. Keisuke Okamura and Yoshihiro Oyama. Load-based
Covert Channels between Xen Virtual Machines.
In Proc 25th Annual ACM Symposium on Applied
Computing
(SAC 2010), pages 173-180, March 2010.
13. Mitsuhiro Mabuchi, Yasushi Shinjo, Koji Hasebe,
Akira Sato, Kazuhiko Kato. CapaCon: Access Control
Mechanism for Inter-Device Communications through
TCP connections. In Proc. 25th ACM Symposium on
Applied Computing
(SAC 2010), pp.706-712, March
2010.
14. Satoshi Matsumoto, Akira Sato, Yasushi Shinjo,
Hisashi Nakai, Kozo Itano, Yusuke Shomura, and
Kenichi Yoshida. A Method for Analyzing Network
Traffic Using Cardinality Information with Firewall
Logs. IEEE-CS and IPSJ International Symposium
研究成果
2. Yushi Omote, Yosuke Chubachi, Takahiro Shinagawa,
Tomohiro Kitamura, Hideki Eiraku, Katsuya
Matsubara. Hypervisor-based Background Encryption.
I n P r o c . 27t h A C M S y m p o s i u m O n A p p l i e d
Computing
(ACM SAC 2012), Mar 2012.
Hiroki Taniguchi, and Nobuyuki Hirooka. "Kumoi:
A High-Level Scripting Environment for Collective
Virtual Machines". In Proc. IEEE 16th International
Conference on Parallel and Distributed Systems
(ICPADS 2010), pp. 322-329
(December 9th, 2010).
21
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
on Applications and the Internet(SAINT 2010),The
First Workshop on Company,Campus and Community
Networking
(C3NET 2010), pp.245-248(2010).
15. M. Ishikawa, K. Hasebe, A. Sugiki, and K. Kato.
Dynamic Grid Quorum: A Novel Approach for
Minimizing Power Consumption without Data
Migration in Grid Quorums. IEEE International
Conference on Service-Oriented Computing and
Applications
(SOCA'09), pp.142-149(Dec. 2009).
16. Richard Potter and Kazuhiko Kato. SBUML: Multiple
Snapshots of Linux Runtime State. JSSST Computer
Software, Computer Software, Vol.26, No.4, pp.120137, Nov. 2009.
研究成果
22
17. Sho Ohtahara, Takayuki Kamiyama, Yoshihiro
Oyama. Anomaly-based Intrusion Detection System
Sharing Normal Behavior Databases among Different
Machines. In Proc. IEEE 9th International Conference
on Computer and Information Technology( CIT
2009), pages 217-222, Xiamen, China, October 2009.
18. Yu Adachi, Yoshihiro Oyama. Malware Analysis
System using Process-level Virtualization. In
Proc. 14th IEEE Symposium on Computers and
Communications(ISCC '09), pages 550-556, Sousse,
Tunisia, July 2009.
19. Younggyun Koh, Calton Pu, Yasushi Shinjo, Hideki
Eiraku, Go Saito, Daiyuu Nobori. Improving
Virtualized Windows Network Performance by
Delegating Network Processing. In Proc. 8th IEEE
International Symposium on Network Computing and
Applications(IEE NCA09), pp.203-210(July 9-11,
2009).
20. Manabu Hirano, Takahiro Shinagawa, Hideki Eiraku,
Shoichi Hasegawa, Kazumasa Omote, Koichi
Tanimoto, Takashi Horie, Seiji Mune, Kazuhiko Kato,
Takeshi Okuda, Eiji Kawai, Suguru Yamaguchi. A
Two-step Execution Mechanism for Thin Secure
Hypervisors. In Proc. 3rd International Conference
on Emerging Security Information, Systems and
Technologies, Jun, 2009.
21. Takahiro Shinagawa, Hideki Eiraku, Kouichi
Tanimoto, Kazumasa Omote, Shoichi Hasegawa,
Takashi Horie, Manabu Hirano, Kenichi Kourai,
Yoshihiro Oyama, Eiji Kawai, Kenji Kono, Shigeru
Chiba, Yasushi Shinjo and Kazuhiko Kato. BitVisor:
A Thin Hypervisor for Enforcing I/O Device Security.
In Proc. 2009 ACM SIGPLAN/SIGOPS International
Conference on Virtual Execution Environments(VEE
2009), pp. 121-130, Mar. 2009.
22. Hideki Eiraku, Yasushi Shinjo, Calton Pu, Younggyun
Koh, Kazuhiko Kato. Fast Networking with
Socket-Outsourcing in Hosted Virtual Machine
Environments. In Proc. ACM Symposium on Applied
Computing
(SAC 2009), March 2009.
23. Peter Suranyi, Yasushi Shinjo and Kazuhiko Kato.
Name-based Address Mapping for Virtual Private
Network. IEICE Trans, Vol. E92-B, No. 01, 10 pages,
January 2009.
24. K . O m o t e , A . M i y a j i a n d K . K a t o . S i m p l e
Certificateless Signature with Smart Cards. In Proc.
4th International Workshop on Security in Ubiquitous
Computing Systems - SECUBIQ'08, pp.431-436, Dec,
2008.
25. Manabu Hirano, Takahiro Shinagawa, Hideki
Eiraku, Shoichi Hasegawa, Kazumasa Omote,
Koichi Tanimoto, Takashi Horie, Kazuhiko Kato,
Takeshi Okuda, Eiji Kawai and Suguru Yamaguchi.
Introducing Role-based Access Control to a
Secure Virtual Machine Monitor: Security Policy
Enforcement Mechanism for Distributed Computers.
In Proc. IEEE International Workshop on Dependable
and Secure Services Computing 2008(DSSC 2008),
Dec. 2008.
26. Akiyoshi Sugiki, Kei Yamatozaki, Richard Potter and
Kazuhiko Kato. A Platform for Cooperative Server
Backups based on Virtual Machines. In Proc. 5th
International Service Availability Symposium 2008,
LNCS 5017, pp. 129-141, May 2008.
27. K. Omote and K. Kato. Protection and Recovery of
Disk Encryption Key using Smart Cards. In Proc. 5th
International Conference on Information Technology:
New Generations - ITNG'08, pp.106-111, Apr, 2008.
28. Soon Hin Khor and Akihiro Nakao. Overfort:
Combating DDoS with Peer-to-peer DDoS Puzzle.
In Proc. 4th International Workshop on Security
in Systems and Networks(SSN 2008), 22nd IEEE
International Parallel and Distributed Processing
Symposium
(IPDPS 2008), Apr. 2008.
2128, 2007.
29. Mitsuhiro Mabuchi, Yasushi Shinjo, Akira Sato
and Kazuhiko Kato. An Access Control Model for
Web-Services that Supports Delegation and Creation
of Authority. In Proc. 7th International Conference on
Networking
(ICN'08), Apr. 2008.
37. 大橋宏樹,新城靖,齊藤剛 :“仮想計算機にお
けるソケットアウトソーシングを用い IPv4/IPv6
変換の実現と評価”,情報処理学会論文誌 : コン
ピューティングシステム(ACS),Vol.5,No.3
(ACS
38),12 pages,2012 年 6 月.
30. Koichi Onoue, Yoshihiro Oyama and Akinori
Yonezawa. Control of System Calls from Outside of
Virtual Machines. In Proc. of the 23rd Annual ACM
Symposium on Applied Computing(SAC 2008),
Ceara, Brazil, pp. 2120-2125, March 2008.
38. 杉 木 章 義, 奥 畑 聡 仁, 加 藤 和 彦,
“クラウド
基 盤 ソ フ ト ウ ェ ア に お け る Failure-Oblivious
Computing 導入の検討”,SACSIS 2012 先進的計
算基盤システムシンポジウム,2012 年 5 月 .
32. Manabu Hirano, Takeshi Okuda, Eiji Kawai, and
Suguru Yamaguchi. Design and Implementation of
a Portable ID Management Framework for a Secure
Virtual Machine Monitor. Journal of Information
Assurance and Security(JIAS), Vol. 2, pp. 211-216,
2007.
33. Manabu Hirano, Takeshi Okuda, Eiji Kawai, and
Suguru Yamaguchi, Design and Implementation of
a Portable ID Management Framework for a Secure
Virtual Machine Monitor. In Proc. 2nd International
Workshop on Secure Information Systems(SIS'07),
Wisla, Poland, Oct. 2007.
34. Soon Hin Khor, Nicolas Christin, Tina Wong and
Akihiro Nakao. Power to the People: Security
the Internet One Edge at a Time. In Proc. ACM
SIGCOMM 2007 Workshop on Large-Scale Attack
Defense
(LSAD), Aug. 2007.
35. John Russell Lane and Akihro Nakao. SORA: A
Shared Overlay Routing Architecture. In Proc. The
2nd International Workshop on Real Overlays And
Distributed Systems(ROADS), In cooperation with
ACM SIGCOMM, Jul 2007.
36. Mizuki Oka and Kazuhiko Kato. Anomaly Detection
Using Integration Model of Vector Space and Network
Representation. IPSJ Journal, Vol.48, No.6, pp.2118-
40. Tran Truong Duc Giang,大山恵弘,忠鉢洋輔,品
川高廣,加藤和彦,“準パススルー型仮想マシン
モニタへのマルウェア検出機能の拡張”,第 22
回コンピュータシステム・シンポジウム(ComSys
2010),pages 13-20,2010 年 11 月 .
41. 杉木章義,加藤和彦,
“Kumoi:クラウドコンピュー
ティング研究・開発のためのシェル環境の構築”
,
情報処理学会第 21 回コンピュータシステムシン
ポジウム(ComSys 2009),2009 年 11 月.
42. 小柳光生,吉田一,海野裕也,新城靖 :“LOUDS
トライのオンライン構築のためのブルームフィ
ルタ構築法”,情報処理学会論文誌 : コンピュー
テ ィ ン グ シ ス テ ム(ACS),Vol.5,No.2
(ACS
37),9 pages,2012 年 4 月.
43. 小柳光生,吉田一,海野裕也,新城靖 :“簡潔
データ構造のオンライン構築とブルームフィル
タによる検索性能の向上”
,情報処理学会論文誌 :
デ ー タ ベ ー ス(TOD),Vol.4,No.4
(TOD 52),
pp.1-10,2011 年 12 月.
44. 小柳光生,吉田一,海野裕也,新城靖 :“LOUDS
トライのオンライン構築のためのブルームフィ
ルタ構築法”
,情報処理学会コンピュータシス
テ ム・ シ ン ポ ジ ウ ム(ComSys2011),pp.33-41,
2011 年 11.
45. 表祐志,品川高廣,加藤和彦.仮想マシンモニ
タによる透過的ネットワークブート方式.情報
研究成果
31. Tomohiro Shioya, Yoshihiro Oyama and Hideya
Iwasaki. A Sandbox with Dynamic Policy Based on
Execution Contexts of Applications. In Proc. of the
12th Annual Asian Computing Science Conference
(ASIAN '07), Vol. 4846 of LNCS, Doha, Qatar, pp.
297-311, December 2007.
39. 大橋宏樹,新城靖,齊藤剛 :“仮想計算機におけ
るソケットアウトソーシングを用いた IPv4/IPv6
変換の実現”
,情報処理学会コンピュータシス
テム・シンポジウム(ComSys2011),pp.95-104,
2011 年 11 月 .
23
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
処理学会論文誌:コンピューティングシステム,
第 4 巻,第 4 号,228-245 頁,2011 年 10 月.
46. 杉本卓哉,新城靖,中井央,板野肯三,佐藤聡 :
“バイトコード変換による ActionScript プログラ
ムのマルチスレッド化”
,情報処理学会論文誌 :
プログラミング(PRO),Vol.4,No.3,pp.68-83,
2011 年 6 月.
47. 小長谷秋雄,宮澤和徳,品川高廣,加藤和彦.
ネットワーク分断に対応した分散オブジェクト
ライブラリ.情報処理学会論文誌:コンピュー
ティングシステム,第 3 巻,第 2 号,99-112 頁,
2010 年 6 月.
研究成果
24
48. 尾上浩一,大山恵弘,米澤明憲,
“VMM による
アプリケーションを意識したカーネル内の振舞
い制御”,情報処理学会論文誌 コンピューティン
グシステム,Vol. 3,No. 2,pages 163-176,2010
年6月.
49. 馬渕充啓,高田真吾,小沢健史,豊岡拓,松井
慧悟,佐藤聡,新城靖,加藤和彦 :“利用者間で
接続権限を受け渡し可能なネットワーク制御機
構の実現”,情報処理学会論文誌,Vol.51,No.3,
pp.974-988,2010 年.
54. 高田真吾,佐藤聡,新城靖,中井央,板野肯三,
“認証デバイスを用いた OS の起動・終了制御”,
情報処理学会論文誌,Vol. 50,No. 3,11 ページ,
2009 年 3 月.
55. 川崎仁嗣,阿部洋丈,加藤和彦,
“プロセストレー
ス機構の多重化法”,情報処理学会論文誌:コン
ピューティングシステム,Vol.1 No.1 pp.133143,2008 年.
56. 杉木章義,大和崎啓,加藤和彦,
“広域分散環境
のための仮想機械を利用したサービス協調複製
機盤”
,第 20 回コンピュータシステムシンポジ
ウム(ComSys 2008),2008 年 11 月.(若手論文賞
受賞)
57. 大宮正大,品川高廣,加藤和彦,
“ファイル名の
接頭辞を用いた簡易アクセス制御”,第 19 回コ
ンピュータシステムシンポジウム,pp.97-105,
2007 年 11 月.
学会発表
・招待講演
1. 加藤和彦,講演「仮想マシンを駆使するクラウ
ドコンピューティング基盤」
,情報処理学会主催
連続セミナー 2010 クラウドコンピューティング
を自在に使いこなす神田キャンパス丹羽ホール)
50. 白石光隆,新城靖,齊藤剛,豊岡拓,五明将幸 :“協
調型仮想計算機モニタとその Linux KVM におけ
る実装”,情報処理学会論文誌 : コンピューティ
ン グ シ ス テ ム(ACS),Vol.3,No.2(ACS 30),
pp.47-162,2010 年.
2. 加藤和彦,招待講演 第 20 回情報処理学会コン
ピュータシステムシンポジウム「自律・連合・
仮想化の時代へ向けて」,(2008/11/13,キャンパ
ス・イノベーションセンター東京)
51. 尾上浩一,大山恵弘,米澤明憲,
“アプリケーショ
ンデータを保護するための VMM に基づくアー
キテクチャ”,情報処理学会論文誌 コンピュー
ティングシステム,Vol. 2,No. 3,pages 173-188,
2009 年 9 月 .
3. 加藤和彦,パネル講演 日本セキュリティ・マネ
ジメント学会 第 22 回大会パネル「サステナブル
社会構築には何が必要か」(2008/6/22,工学院大
学 新宿キャンパス)
,情報処理学会,電子情報通
信学会.
52, 尾上浩一,大山恵弘,米澤明憲,
“アプリケーショ
ンデータを保護するための VMM に基づくアー
キテクチャ”
,第 7 回先進的計算基盤システムシ
ンポジウム(SACSIS 2009),pages 189-197,広
島国際会議場,2009 年 5 月 .
4. 加藤和彦,パネル講演 FIT2008「情報処理で社会
を守る」
(2008/9/3,慶應義塾大学湘南藤沢キャ
ンパス),情報処理学会,電子情報通信学会.
53. 野元励,大山恵弘,“HyperShield: 動作中の OS を
安全な仮想マシン上に移行するための仮想マシ
ンモニタ”
,第 7 回先進的計算基盤システムシン
ポジウム(SACSIS 2009),pages 179-187,広島
国際会議場,2009 年 5 月 .
5. 品川高廣.
「セキュア VM のアーキテクチャ概要」.
第 108 回 システムソフトウェアとオペレーティ
ング・システム研究会,情報処理学会.那覇市
IT 創造館.2008 年 4 月.
6. Kazuhiko Kato. Modeling and Virtualization for
Secure Computing Environments. 12th Annual Asian
Computing Science Conference(ASIAN '07), Doha,
Qatar, Dec, 2007.
7. 加 藤 和 彦, 講 演 情 報 処 理 学 会 連 続 セ ミ ナ ー
2007 第 2 回ビジネスと生活を結ぶセキュリティ
「 ク ラ イ ア ン ト 環 境 を 指 向 し た セ キ ュ ア VM」
(2007/7/12,東京電機大学)
8. 加藤和彦.
「セキュア VM プロジェクトの紹介」
.
セキュリティキャンプ・キャラバン with プログ
ラミング - 筑波 -(第 5 回つくばコンピュータ
サイエンス産学オープンカレッジ),2007 年 11 月.
9. 加藤和彦.「高セキュリティ機能を実現する次世
代 OS 環境構築を目指して」
.第 4 回セキュア OS
カンファレンス,2006 年 6 月.
2. 石井嘉明,矢野恭平,廣岡誠之,杉木章義,加
藤和彦,
“予見化によるシームレスなスケーラ
ビリティと統合的システム復旧を実現するクラ
ウドシステム”
,第 74 回情報処理学会全国大会,
2012 年 3 月 6 日 .
3. 矢野恭平,石井嘉明,廣岡誠之,杉木章義,加
藤和彦,“広域分散環境を活用した災害対策用自
律ミラーサイトシステムの開発”, 第 74 回情報
処理学会全国大会,2012 年 3 月 6 日 .
4. 廣岡誠之,石井嘉明,矢野恭平,杉木章義,加
藤和彦,“クライアント , ネットワーク , サーバ
環境を統合したディペンダブルクラウドの検証”,
第 74 回情報処理学会全国大会,2012 年 3 月 6 日
8. 佐久間充,大山恵弘,
“HyperCensor: 仮想マシン
モニタを用いた OS バイナリコードの秘匿化”
,
ディペンダブルシステムワークショップ&シン
ポジウム(DSW & DSS 2011),2011 年 12 月.
9. 大橋宏樹,新城靖,齊藤剛 :“仮想計算機におけ
るソケットアウトソーシングを用いた IPv4/IPv6
変換の実現”
,情報処理学会コンピュータシステ
ム・ シ ン ポ ジ ウ ム(ComSys2011),(2011 年 11
月 30 日).
10. 小柳光生,吉田一,海野裕也,新城靖 :“LOUDS
トライのオンライン構築のためのブルームフィ
ルタ構築法”
,情報処理学会コンピュータシステ
ム・シンポジウム(ComSys2011),2011 年 11 月
30 日.
11. 石井嘉明,矢野恭平,廣岡誠之,杉木章義,加
藤和彦,“クラウドコンピューティング基盤を活
用した e ラーニングシステムの高可用性実現に向
けて”, 第 7 回情報システム学会全国大会・研究
発表大会,2011 年 11 月 26 日.
12. 矢野恭平,石井嘉明,廣岡誠之,杉木章義,加
藤和彦,“クラウドコンピューティング基盤を活
用した災害対策用自律ミラーリングシステムの
提案”
,第 7 回情報システム学会全国大会・研究
発表大会,2011 年 11 月 26 日.
13. 廣岡誠之,石井嘉明,矢野恭平,杉木章義,加
藤和彦 ,“複数データセンターを用いたクラウド
コンピューティング環境の構築とその研究活用
について”
,第 7 回情報システム学会全国大会・
研究発表大会,2011 年 11 月 26 日.
.
5. 大越純平,長谷部浩二,加藤和彦,
“ディスクの
自律制御による大規模分散ストレージシステム
の省電力化手法”,第 74 回情報処理学会全国大会,
2012 年 3 月 6 日.
6. 石井嘉明,矢野恭平,廣岡誠之,杉木章義,加藤
和彦,
“Kumoi を用いたスケーラブルな Moodle
環境の構築”
,第 6 回 CLE 研究会,2011 年 12 月
1日.
7. 富山高彰,大山恵弘,“外部入力の変更によるプ
14. 戸祭要,新城靖,齊藤剛,豊岡拓,板野肯三 :“ホ
スト型仮想計算機におけるメモリ管理のアウト
ソーシングの提案”,情報処理学会研究会報告 ,
システムソフトウェアとオペレーティング・シ
ステム研究会(OS),(2011 年 11 月 22 日).
15. 佐久間充,大山恵弘,
“仮想マシンモニタを用
いた OS コードの秘匿化”,日本ソフトウェア科
学会第 28 回大会,ポスターセッション,沖縄,
2011 年 9 月.
研究成果
その他の発表
1. 杉 木 章 義, 奥 畑 聡 仁, 加 藤 和 彦,
“クラウド
基 盤 ソ フ ト ウ ェ ア に お け る Failure-Oblivious
Computing 導入の検討”,SACSIS 2012 先進的計
算基盤システムシンポジウム,2012 年 5 月.
ロセスヒーリングシステム”
,ディペンダブルシ
ステムワークショップ&シンポジウム(DSW &
DSS 2011),7 pages,京都,2011 年 12 月.
25
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
16. 富山高彰,大山恵弘,“外部入力の変更によるプ
ロセスヒーリングシステム”
,日本ソフトウェ
ア科学会第 28 回大会,萌芽セッション,沖縄,
2011 年 9 月.
17. 小川夏樹,大山恵弘,
“ADvisor: ゲスト OS の操
作に連動した広告を表示するハイパバイザ”
,日
本ソフトウェア科学会第 28 回大会,ポスターセッ
ション,沖縄,2011 年 9 月.
18. 相川拓也,杉木章義,加藤和彦,
“クラウド環境
におけるサーバパラメータ調整のためのスクリ
プティング環境”,並列 / 分散 / 協調処理に関す
るサマー・ワークショップ(SWoPP 鹿児島 2011)
(鹿児島県鹿児島市)(2011 年 7 月 27 日).
研究成果
26
19. 小川夏樹,大山恵弘,
“ADvisor: ゲスト OS の操
作に連動した広告を表示するハイパバイザ”
,情
報処理学会 2011 年並列/分散/協調処理に関す
る『鹿児島』サマー・ワークショップ(SWoPP
鹿児島 2011),鹿児島,2011 年 7 月.
20. 松下正吾,新城靖,榮樂英樹,松原克弥,東悠 :
“中立的仮想計算機モニタによる耐タンパーデバ
イスのアクセラレータの実装”
,情報処理学会研
究会報告 , システムソフトウェアと オペレーティ
ング・システム研究会(OS),
(2011 年 7 月 27 日).
21. 大久保諒,品川高廣,加藤和彦.VMM による
SSD のランダム書き込み性能の改善.第 117 回
システムソフトウェアとオペレーティング・シ
ステム研究会,情報処理学会,2011 年 4 月.
22. 宮澤和徳,石井嘉明,廣岡誠之,品川高廣,加
藤和彦,“狭帯域バックアップ回線を用いたネッ
トワーク分断時の可用性向上”,第 116 回 システ
ムソフトウェアとオペレーティング・システム
研究会,情報処理学会(2011 年 01 月).
23. 杉本卓哉,新城靖,中井央,板野肯三,佐藤聡 :“バ
イトコード変換による ActionScript プログラムの
マルチスレッド化”
,情報処理学第 82 回プログ
ラミング研究発表会(沖縄県宮古島市),2011 年
1 月 20-21 日.
24. Yohei Matsuhashi, Takahiro Shinagawa, and
K a z u h i k o K a t o , Yo s h i a k i I s h i i , N o b u y u k i
Hirooka. Transparent VPN Failure Recovery with
Virtualization. 1st International Conference on Utility
and Cloud Computing, Chennai, India, Dec, 2010.
25. 保田次郎,齋藤剛,新城靖,佐藤聡,中井央,
板野 肯三 :“仮想計算機におけるソケットアウト
ソーシングによる オーバレイネットワークの利
用”,情報処理学会コンピュータシステム・シン
ポジウム
(ComSys2010),ポスターセッション,
2010 年 11 月.
26. 杉木章義,加藤和彦,“国産クラウド基盤ソフト
ウェア Kumoi 開発の現状と今後について”,情報
処理学会第 22 回コンピュータシステム・シンポ
ジウム(ComSys 2010)ポスター発表(大阪市)
(2010 年 12 月 29 日)
27. 川端祥龍,大山恵弘,“未知のバイナリプログラ
ムが用いているデータ構造の推定”,第 22 回コ
ンピュータシステム・シンポジウム(大阪大学)
,
2010 年 11 月 29 日.
28. 岡村圭祐,大山恵弘,“仮想マシンモニタを用い
たマルウェア実行抑止機構”
,コンピュータセ
キュリティシンポジウム 2010(岡山大学),2010
年 10 月 19 日.
29. 丹羽達也,長谷部浩二,杉木章義,加藤和彦,
“分
散ハッシュテーブルによる省電力性を考慮した
ストレージシステム”
,日本ソフトウェア科学会
第 27 回全国大会,2010 年 9 月.
30. 大山恵弘,“ハイパバイザによる広告表示”,第
9 回情報科学技術フォーラム(九州大学)
,pages
341-342,2010 年 9 月 9 日.
31. 佐久間充,大山恵弘,“仮想マシンモニタを用い
た OS コードの秘匿化”,情報処理学会 第 50 回
コンピュータセキュリティ研究発表会(弘前大
学),2010 年 7 月 2 日.
32. 小川夏樹,大山恵弘,“サンプリングベース侵入
検知システム”,情報処理学会 第 50 回コンピュー
タセキュリティ研究発表会(弘前大学)
,2010 年
7 月 2 日.
33. Tran Truong Duc Giang,大山恵弘,忠鉢洋輔,品
川高廣,加藤和彦,
“準パススルー型 VMM のマ
ルウェア検出機能による拡張”,情報処理学会 第
142 回マルチメディア通信と分散処理・第 48 回
コンピュータセキュリティ合同研究発表会(東
北大学),2010 年 3 月 4 日.
34. 高田真吾,金子直矢,齋藤剛,佐藤聡,新城靖,
中井央,板野肯三 :“UPKI 認証連携基盤を用いた
Web アクセス制御”
,情報処理学会研究会,2010
年 2 月.
35. 大山恵弘,川端祥龍,“未知のバイナリプログラ
ムが用いているデータ構造の推定”
,情報処理学
会 第 51 回プログラミング・シンポジウム(箱根),
pages 165-166,2010 年 1 月 12 日.
36. 松橋洋平,品川高廣,加藤和彦.仮想マシンモ
ニタを用いた VPN 障害への透過的な対応手法.
第 113 回システムソフトウェアとオペレーティ
ング・システム研究会,情報処理学会,2010 年
1 月.
ウェア科学会(2009 年 9 月).
44. 丹羽達也,長谷部浩二,杉木章義,加藤和彦,
“Power-aware Chord: 省電力性を考慮した分散
ハッシュテーブル”
,日本ソフトウェア科学会第
26 会大会(2009 年 9 月).
45. 星洋平,大山恵弘,“仮想マシンモニタを用いた
Software Fault Injection”,2009 年並列/分散/協
調処理に関する『仙台』サマー・ワークショッ
プ(SWoPP 仙台 2009),情報処理学会 第 112 回
システムソフトウェアとオペレーティングシス
テム研究会,仙台,2009 年 8 月.
46. 小長谷秋雄,品川高廣,加藤和彦.ネットワーク
分断に対応した分散オブジェクトライブラリの
提案.2009 年並列 / 分散 / 協調処理に関する『仙台』
サマー・ワークショップ
(SWoPP 仙台 2009),情
報処理学会,2009 年 8 月.
38. 佐久間充,大山恵弘,“仮想マシンモニタを用い
た OS コードの秘匿化”,第 21 回コンピュータシ
ステム・シンポジウム
(筑波大学)
,2009 年 11 月
26 日.
47. 杉木章義,加藤和彦,
“実験計画法を利用した
MapReduce タスクのパラメータ設定”,第 7 回ディ
ペンダブルシステムワークショップ(DSW’09
Summer),日本ソフトウェア科学会(2009 年 7 月).
39. 菊池剛,大山恵弘,“サーバを利用したアンチウ
イルスシステム”,第 21 回コンピュータシステム・
シンポジウム(筑波大学),2009 年 11 月 26 日.
48. 尾上浩一,大山恵弘,米澤明憲,
“アプリケーショ
ンデータを保護するための VMM に基づくアー
キテクチャ”
,第 7 回先進的計算基盤システムシ
ンポジウム(SACSIS 2009),pages 189-197,広
島国際会議場,2009 年 5 月.
40. 相川拓也,杉木章義,石井嘉明,谷口寛季,廣
岡誠之,加藤和彦,“高水準な記述によるクラウ
ド研究開発環境の構築”,第 21 回コンピュータ
システムシンポジウム(ComSys2009)ポスター
発表,情報処理学会(2009 年 11 月).
41. 杉木章義,加藤和彦,
“Kumoi:クラウドコンピュー
ティング研究・開発のためのシェル環境の構築”
,
情報処理学会第 21 回コンピュータシステムシン
ポジウム(ComSys 2009)(2009 年 11 月)
.
42. 大橋宏樹,齊藤剛,新城靖,佐藤聡,中井央,
板野肯三 :“仮想計算機におけるソケット・アウ
トソーシングによる IPv4/IPv6 トランスレータ”,
情報処理学会コンピュータシステムシンポジウ
ム(ComSys2009),ポスターセッション,2 pages
(2009 年 11 月 26-27 日).
43. 大和崎啓,長谷部浩二,杉木章義,加藤和彦,
“耐障害性向上のための自己安定性に基づくイ
ンターネットサービス基盤の構築”
,日本ソフト
49. 野元励,大山恵弘,
“HyperShield: 動作中の OS を
安全な仮想マシン上に移行するための仮想マシ
ンモニタ”,第 7 回先進的計算基盤システムシン
ポジウム(SACSIS 2009),2009 年 5 月.
50. 忠鉢洋輔,品川高廣,加藤和彦.仮想マシンモ
ニタによるゲスト OS のファイル保護.第 111 回
システムソフトウェアとオペレーティングシス
テム研究会.情報処理学会,2009 年 4 月.
51. 岡村圭祐,大山恵弘,
“仮想マシン間における
covert timing channel の評価”,情報処理学会 第
111 回システムソフトウェアとオペレーティング
システム研究会,沖縄,2009 年 4 月.
特記事項
・学会,シンポジウム,研究会等の主催
1. 第 1 回クラウドコンピューティング基盤シンポ
ジウム.富士ソフトアキバプラザ.2010 年 11 月
研究成果
37. Truong Duc Giang Tran,大山恵弘,
“準パススルー
型 VMM のマルウェア検出機能による拡張”
,第
21 回コンピュータシステム・シンポジウム(筑波
大学),2009 年 11 月 26 日.
27
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
2.http://www.osss.cs.tsukuba.ac.jp/cloud2010/
2. 第 3 回セキュア VM シンポジウム「仮想化とセ
キュリティ」.富士ソフトアキバプラザ.2009 年
3 月 24 日.http://www.securevm.org/svms3/
3. セ キ ュ ア VM ワ ー ク シ ョ ッ プ「 開 発 者 自 ら が
語 る VM の 作 り 方 」
.富士ソフトアキバプラ
ザ.2008 年 11 月 18 日.http://www.securevm.org/
svmw/
4. CREST シ ン ポ ジ ウ ム: 自 律・ 連 合・ 仮 想 化 時
代 の イ ン タ ー ネ ッ ト 基 盤 技 術. 富 士 ソ フ ト ア
キバプラザ.2008 年 9 月 8 日.http://www.osss.
cs.tsukuba.ac.jp/sustainable/
研究成果
28
5. 第 2 回セキュア VM シンポジウム「仮想化とセ
キュリティ」.富士ソフトアキバプラザ.2008 年
3 月 19 日.http://www.securevm.org/svms2/
受賞
1. 富士ソフト株式会社,筑波大学,独立行政法人
情報通信研究機構 JGN2plus アワードネットワー
ク・運用技術賞,“ディペンダブルな自律連合型
クラウドコンピューティング基盤の研究開発”
,
2011 年 1 月 27 日
特許
1. 廣岡誠之,石井嘉明,
“情報処理装置,アクセス
制御方法,およびアクセス制御用プログラム”
,
日本国,2011 年 3 月 29 日
置、不正処理検知方法及びプログラム.特許出
願 2009-105582,特許公開 2010-257150,株式会
社エヌ・ティ・ティ・ドコモ,国立大学法人 筑
波大学,2009 年 4 月 23 日.
6. 品川高廣,榮樂英樹,面和成,谷本幸一,長谷
川昌一,保理江高志,加藤和彦.情報処理シス
テム及び情報処理システム用プログラム並びに
クライアント装置のアクセス制御方法.特許出
願 2008-069675,特許公開 2009-223776,国立大
学法人筑波大学,2008 年 3 月 18 日.
新聞,雑誌等の記事
1. 記事「パブリック&プライベート、クラウド構
築の最適解を探せ!」リクナビネクスト Tech
総研(2011/7/13)
2. 記事「プライベートクラウドセミナー 2011」リ
ポート:「集約と共有」で世界に変革をもたらす
クラウド ITmedia エグゼクティブ(2011/7/4)
3.「ドキュメントを公開 自律連合型クラウド基盤
富士ソフト」
,日本情報産業新聞,2011 年 8 月
22 日
4.「クラウド安定稼動 ソフトの利用ガイド 富士
ソフト,無料提供」
,日経産業新聞,2011 年 8 月
11 日
2. 加藤和彦,品川高廣,松橋洋平,石井嘉明,廣
岡誠之.仮想マシンモニタ.クライアント及び
プログラム.特許出願 2011-068897,国立大学法
人筑波大学,富士ソフト株式会社,2011 年 3 月
25 日.
5. 富士ソフト,広域データセンター環境を利用した
透過的 VPN 切り替えの実証実験に成功」,japan.
internet.com,2010 年 11 月 19 日
http://japan.internet.com/webtech/20101119/2.html
h t t p : / / w w w. y o m i u r i . c o . j p / n e t / n e w s /
internetcom/20101119-OYT8T00793.htm
http://mainichi.jp/select/biz/it/japan_internet_com/
archive/2010/11/19/webtech_20101119_2.html
3. 石井嘉明,谷口寛季,廣岡誠之,ネットワーク
経路選定方法,日本国,2010 年 3 月 31 日
6.「自律クラウド実証へ トラブル検知し代替行
動」,日本情報産業新聞,2010 年 5 月 17 日
4. 池部優佳,中山雄大,片桐雅二,加藤和彦,阿
部 洋丈,品川高廣,川崎仁嗣.解析システム、
解析装置、検知方法、解析方法及びプログラム.
特 許 出 願 2009-118748, 特 許 出 願 2010-267128,
株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ,国立大学
法人 筑波大学,2009 年 5 月 15 日.
7.「富士ソフト・筑波大学のクラウド基盤共同研究、
実証環境での運用開始」
,アキバ経済新聞,2010
年5月6日
5. 池部優佳,中山雄大,片桐雅二,加藤和彦,阿
部洋丈,品川高廣,川崎仁嗣.不正処理検知装
9.『「Moe in the Black Box 情報の世界」(6)情報
化の問題は社会問題』
,サイエンスチャンネル,
8. 日経 ITpro 記事「日本発の仮想マシンはどのよう
に作られたか」(2009/4/17)
2008 年 6 月 11 日(水)17:30 ∼ 18:00.
10.『「Just Japan」 情 報 の 安 全 に 取 り 組 ん で い ま す
か?』」,テレビ神奈川,2008 年 2 月 23 日(土)ほか.
招待講演(学会以外,学会分は前述)
1. 講演「次世代先端システム管理技術研究領域:
ディペンダブルなクラウドコンピューティング
基盤を目指して」,グローバル COE プログラム
サイバニクス公開シンポジウム 2012(2012/3/13,
筑波大学大学会館特別会議室)
2. 基調講演「クラウドコンピューティングがもたら
す変革」:NetSuite Cloud ERP Day 2012
(2012/3/7,
青山ダイヤモンドホール)
4. 基 調 講 演「 ク ラ ウ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ の 本
質」オープンクラウド・カンファレンス in 札幌
(2011/12/9,札幌コンベンションセンター)
5. 招待講演「Essence of Cloud Computing」: WSKTNg Summer School 2011
(2011/11/13)
6. 講演「クラウドコンピューティングがもたらす
変革」,総務省主催 新任管理者基本セミナー ,
(2011/10/19,中央合同庁舎)
7. パネル講演「ICT テストベッドから新世代ネット
ワークの実現を目指して」,新世代 ICT テストベッ
ド・シンポジウム 2011,(独)情報通信研究機構
(NICT)主催(2011/10/13,東京・品川)
8. 講演「クラウドコンピューティングがもたらす変
革」
:茨城県立並木高等学校 出前講義,
(2011/6/20)
9. 招待講演「クラウドコンピューティングがもた
らす変革」:プライベートクラウドセミナー 2011
(主催:日立情報システムズ,2011/6/14,秋葉原)
10. 招 待 講 演「 ク ラ ウ ド コ ン ピ ュ ー テ ィ ン グ が も
たらす変革」:中国経済連合会 情報通信委員会
(2011/3/28,広島市)
11. 招待講演「クラウドコンピューティングがもた
らす変革」:岐阜市・豊岡市 人と社会をつなぐ地
12. 招待講演「クラウドコンピューティングがもた
らす変革」
:港湾空港建設技術サービスセンター
(国土交通省所管)平成 22 年度第 5 回 SCOPE 講
演会(2011/1/21,霞ヶ関 尚友会館)
13. 講演「クラウドコンピューティングの本質」
:
IPA グローバルシンポジウム 2010(2010/6/8,東
京ミッドタウン)
14. 招待講演 ISO/IEC JTC1 Technology Watch Workshop,
“Green IT, its trends and problems”(2008/11/11,奈
良県新公会堂)
15. 招待講演 ビジネスグリッド推進コンソーシアム
セミナー:ビジネスグリッドからクラウドコン
ピューティングへ,招待講演「サステーナブル
システム:自律・連合・仮想化の時代へ向けて」
(2008/10/27,富士通 本社)
16. 招待講演 オープンソースカンファレンス 2008
Tokyo/Fall「グリーン IT: 地球に優しい,地球を護
る,サステーナブルな IT 技術」(2008/10/3,大
田区産業プラザ)詳細
17. 招 待 講 演 ESPer2008「 グ リ ー ン IT の す す め 」
(2008/09/13,品川イーストワンタワー 21F 大会
議室)
18. 品川高廣.
「セキュア VM のアーキテクチャ概要」.
第 13 回仮想化実装技術勉強会.秋葉原ダイビル
13F 東大秋葉原拠点 大会議室,2008 年 5 月.
研究費取得状況
○平成 19 年度
加藤 和彦
文部科学省科学技術振興調整費重要課題解決型研
究 187,330 千円
JST 戦略的創造研究推進事業 CREST 65,622 千円
科学研究費補助金基盤研究(B)
5,400 千円
品川 高廣
科学研究費補助金若手研究(B)
1,400 千円
○平成 20 年度
加藤 和彦
文部科学省科学技術振興調整費重要課題解決型研
究
194,480 千円
JST 戦略的創造研究推進事業 CREST 43,200 千円
研究成果
3. 招待講演「クラウドコンピューティングがもた
らす変革」
:空気調和衛生工学会主催中部地区講
演会(名古屋)
「拡大するネットワーク ∼情報
通信技術の革新∼」(2012/2/21,栄ガスビル)
域健康づくり活性化協議会(2011/2/2,豊岡市)
29
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
科学研究費補助金基盤研究(B)
7,020 千円
経済産業省平成 20 年度新世代情報セキュリティ
研究開発事業
500 千円
品川 高廣
科学研究費補助金 若手研究(B)
長谷部浩二
科学研究費補助金若手研究(B)
研究成果
30
1,300 千円
2,340 千円
○平成 21 年度
加藤 和彦
受託研究 総務省 SCOPE ICT イノベーション促進
型研究開発
44,727 千円
科学研究費補助金基盤研究(B)
5,070 千円
経済産業省平成 20 年度新世代情報セキュリティ
研究開発事業
1,208 千円
品川 高廣
科学研究費補助金若手研究(B)
杉木 章義
科学研究費補助金若手研究(B) 1,300 千円
1,950 千円
○平成 22 年度
加藤 和彦
受託研究 総務省 SCOPE ICT イノベーション促進
型研究開発
38,063 千円
科学研究費補助金基盤研究(B)
7,670 千円
共同研究 富士ソフト株式会社
1,260 千円
受託研究,日本学術振興会
2,600 千円
品川 高廣
受託研究 JST A-STEP シーズ顕在化タイプ
1,755 千円
科学研究費補助金若手研究(B)
2,210 千円
○平成 23 年度
加藤 和彦
科学研究費補助金基盤研究(B)
5,980 千円
受託研究 総務省 SCOPE ICT イノベーション
促進型研究開発
42,271 千円
共同研究富士ソフト株式会社
1,260 千円
受託研究,日本学術振興会
2,035 千円
共同研究,東北大学電気通信研究所
484,000 千円
品川 高廣
受託研究 JST A-STEP シーズ顕在化タイプ 41 千円
科学研究費補助金若手研究(B)
1,820 千円
杉木 章義
科学研究費補助金若手研究(B)
長谷部浩二
科学研究費補助金若手研究(B)
780 千円
1,040 千円
3
研究成果
平成 21 年度採択
TARA プロジェクト終了報告
31
3.1
新物質創製研究
アスペクト
π共役系を導入した Au クラスターの電気伝導物性と
単電子デバイス応用
研究代表者:寺西利治(筑波大学数理物質科学研究科・教授)
研 究 期 間:平成 21 年4月∼平成 24 年 3 月
A.要約
クラスターを単電子輸送材料(単電子島)として用い
るため、トンネル抵抗の低いπ共役系配位子で表面
修飾した Au クラスターを合成後、その電気伝導物性
を評価する。最後に、無電解メッキで得られたナノ
ギャップ電極間へ Au クラスターを選択的に配置させ、
室温で稼働する単電子デバイスへの応用を目指す。
C.研究組織
・研究代表者
寺西利治(数理物質科学研究科・教授)
・リサーチリーブ支援教員
坂本雅典(数理物質科学研究科・助教)
・TARA 研究員
金原正幸(数理物質科学研究科・助教)
江口美陽(数理物質科学研究科・助教)
・客員研究員
佃 達哉(北海道大学触媒化学研究所・教授)
山内美穂(北海道大学触媒化学研究所・准教授)
真島 豊(東京工業大学応用セラミックス研究所・
教授)
岡崎俊也(産業技術総合研究所・主任研究員)
小川博之(理想科学工業(株)
・第1研究部グルー
プリーダー)
D.研究の経過
B.研究目的
1996 年の Andres らによる二重トンネル接合を介し
たクーロンステアケースの発見以来(R. P. Andres et
al., Science 1996, 272, 1323.)、微細 Au ナノ粒子の単電
子デバイス(単電子トランジスタ、フローティングゲー
トメモリ)への応用が注目されるようになった。すな
わち、電極間に配置した帯電エネルギーの大きい微細
Au ナノ粒子(<2nm)を、1∼数個単位で電子を輸送
する電子量子化輸送材料として用いることで、室温で
稼働する単電子デバイスへと応用展開できる。本研究
では、まず、サイズ揺らぎがなく化学的に安定な Au
クラスターの探索・大量合成を行い、ホール・電子に
よる帯電に相当する酸化還元特性を検討する。次に、
帯電エネルギーが室温の熱エネルギーより大きい Au
1. TARA セミナー・公開講演会等の実施状況
該当なし
2. 国際交流・主たる訪問者のリスト
(来訪)
1)2010 年 11 月 16 日
オーストラリア Monash 大学 Wenlong Cheng 准教授
(訪問)
1)2009 年 4 月 8 日
台湾国立清華大学(Prof. S. Gwo),寺西利治
E.研究成果
単電子トンネリングを実現するためには、次の二
つの条件を満足する必要がある。第一に、波動関数
研究成果
単座チオール分子で保護した粒径 1.8 nm の Au ナノ
粒子が室温でクーロンブロッケードを示すことを確認
し、粒径 2~3nm の Au ナノ粒子を電極に化学結合さ
せることで、トンネル抵抗を大きく減少させることが
できた。そこで、帯電エネルギーの大きい微細な Au
クラスターを保護する多座配位型大環状π共役配位
子(金属ポルフィリン誘導体)と金電極表面に自己組
織化した軸配位子との錯形成を高効率で実現させるた
め、5 種類のポルフィリン誘導体を合成した。これら
ポルフィリン誘導体配位子存在下で Au クラスターを
合成したところ、いずれの配位子を用いた場合でも粒
径 1 nm 程度の微細で単分散なクラスターを得ること
ができた。吸収スペクトル測定の結果、Au クラスター
−ポルフィリン平面間距離が近くなるほどポルフィリ
ン Soret 帯吸光度が小さくなり、ポルフィリンπ軌道−
Au 軌道間相互作用が Au クラスター−ポルフィリン平
面間距離に大きく依存することが明らかとなった。これ
は、ポルフィリン部位のトンネル抵抗が極めて低いこと
を意味する。また、質量分析および元素分析の結果、Au
クラスターが 66 個程度の Au 原子からなり、6 個のポル
フィリン誘導体で保護されていることが示唆された。こ
の Au クラスターの幾何構造は、サイコロのような正六
面体であると考えられることから、ナノギャップ電極間
にスムーズに選択集積できる可能性が高い。
33
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
研究成果
34
TARA
で記述される電子のトンネル輸送はトンネル障壁(ナ
ノ粒子では有機配位子分子)の性質で決まるため、ナ
ノ粒子と電極間の絶縁性トンネル障壁の高さと厚み
を調整する必要がある。トンネル接合の特性値であ
るトンネル抵抗 Rt は、量子抵抗と呼ばれる基本定数
R(=
h/e2=25.8kΩ、h: プランク定数)より十分大きく
q
ならなければならないが、100kΩ 程度が目安となる
であろう。このとき、ナノ粒子中の電子は局在化して
いる一方で、その数は古典的な挙動を示すと考えるこ
とができるが、電子数は当然熱揺らぎの影響を受け
る。単電子トンネリングを実現するための第二の条件
として、この熱揺らぎによる電子数の変化を十分小さ
くしなければならず、そのためには、一電子を余分に
ナノ粒子中に入れるための帯電エネルギー E c を熱エ
ネルギー k BT(k B: ボルツマン定数、T: 温度)より十分
大きくする必要がある。たとえば、20° C で単電子ト
ンネリングを実現するためには、25meV 以上の帯電
エネルギーをもつナノ粒子を用いなければならない。
小さいナノ粒子ほど静電容量 C が小さいから帯電エ
ネルギー Ec=Q2/2C(Q:ナノ粒子の電荷)が大きくな
り、単電子トンネリングが観測される温度も高くなる。
20℃で単電子トンネリングを観測するには、熱エネル
ギーの 10 倍以上、すなわち、250meV 以上の帯電エ
ネルギーをもつ単分散ナノ粒子を用いる必要がある。
これらの条件を満たすよう、液相合成により精密に構
造制御した金クラスターを合成し、その電子物性を明
らかにするとともに、ナノスケールのギャップ長をも
つ電極(ナノギャップ電極)間に金クラスターを化学
固定することで、室温駆動単電子トランジスタ
(SET)
の開発を試みた。
1. アルカンチオール保護 Au ナノ粒子の単一電子物性
微細 Au ナノ粒子を単電子トンネルデバイスの単電
子島として利用する場合、ナノ粒子のサイズに加え
て、電極− Au ナノ粒子間に存在する有機配位子のト
ンネル抵抗を考慮する必要がある(100kΩ 程度が理
想)。まず、アルキル鎖のトンネル抵抗を検討するた
め、1- オクタンチオール(C8SH)および 1- ヘキサン
チオール(C6SH)で保護された粒径 2nm 程度の Au
ナノ粒子の走査トンネル分光を行った。いずれのチ
オールを用いた場合でも 68K にてクーロン階段が観
察され、さらに、アルカンチオール層のトンネル抵抗
(Au ナノ粒子− Au(111)基板間固定抵抗)が、アルキ
ル基の長さにより 7.6GΩ±10%(C8SH)から 460MΩ±
10%(C6SH)に劇的に変化することが確認された(図1)。
すなわち、σ電子系では鎖長の短い有機配位子がト
ンネル抵抗の低減に望ましいことが分かる。また、3.3
± 0.6nm C10S-Au ナノ粒子内に閉じ込められた電子の
AFM による力測定から、微細 Au ナノ粒子に量子化
された数の電子を閉じ込めることができることや、3.4
± 0.4nm C8S-Au ナノ粒子を経由した Au 被覆シリカ基
板から STM プローブへの電子・正孔の逐次輸送(クー
ロンブロッケードシャトル)が可能であることを明ら
かにした。最近では、1,8- オクタンジチオールで電極
− Au ナノ粒子間を化学的に結合することで、トンネ
ル抵抗が 2GΩ 以下に低減されることを見出した。こ
れらの結果をふまえると、大環状π共役部位の有機
配位子への導入が、トンネル抵抗低減等のデバイス特
性向上に効果的であると考えられる。
2. トンネル抵抗低減に向けた大環状π共役配位子の合成
トンネル抵抗の低減には、配位子層を薄くすること
や、配位子層自体に導電性を付与することが有効であ
る。例えば、有機分子 π 軌道と Au ナノ粒子の軌道
を直接オーバーラップさせることは、その導電性のみ
ならず、これまでに報告例のないπ電子−ナノ粒子
図1 2.1nmC6S-Au ナ ノ 粒 子 お よ び 2.4nm
C8S-Au ナノ粒子の STS 測定と解析結果
図2 (a)α,α,α,α 2-SC1P、
(b)α,α,α,α2-SC2P、
(c)α,α,α,α
Zn(2-SC1P)、
(d)α,α,α,α Zn(2-SC2P)の化学構造とORTEP図
3. 大環状π共役配位子の Au ナノ粒子・Au クラスターへ
の面配位と特異光学特性
(1)Au ナノ粒子への面配位と特異光学特性
同一の Au ナノ粒子に対する配位子のコンフォメー
ションについて議論するため、SCnP 保護 Au(SCnP-Au)
ナノ粒子は、クエン酸保護 Au ナノ粒子(粒径 10.5±
1.0nm)との配位子交換により合成した。Raman 測定
および熱重量分析より、2-SC nP 配位子はポルフィリ
ン環を Au ナノ粒子表面に平行に最密充塡パッキン
グしていることが明らかになった(図 4 a)。さらに、
N1s XPS スペクトル測定において、ポルフィリン環
のイミンならびにピロールに帰属される二種類の N1s
ピークが、Au ナノ粒子に配位することによりシング
ルピークになっていることから、2-SC nP 配位子のピ
ロール部位が脱プロトン化し、等価な4つの窒素が
Au ナノ粒子表面に配位していることが示唆された。
一方、配位コンフォメーションの比較のために合成し
た 4-SC1P では、一つあるいは二つの S-Au 結合を介
し、Au ナノ粒子表面に対し立って配向しているため
(図 4 b)、4-SC1P 分子と同様の N1s スペクトルとなる。
図 5 に、2-SC nP 配位子および 2-SC nP-Au ナノ粒子の
UV-vis スペクトルを示す。4-SC nP-Au ナノ粒子では、
ポルフィリン環の Soret 帯のモル吸光係数に大きな変
化は見られなかったが、興味深いことに、2-SC nP 配
位子では Au ナノ粒子への配位により、ポルフィリン
環の Soret 帯吸収強度が非常に弱くなり(モル吸光係
数が配位子単独の 1/16(SC0P)、1/5.6(SC1P)に減少)
、
ピーク位置がわずかに長波長シフトすることが分かっ
た。さらに、2-SC0P-Au ナノ粒子の Soret 帯モル吸光
係数が 2-SC1P-Au ナノ粒子のものより小さいことか
図4 (a)2-SCn P および(b)4-SC1P の Au ナノ粒子上の配位コン
フォメーション
研究成果
相互作用を誘起することが期待でき興味深い。そこで、
ポルフィリン環を Au ナノ粒子表面に平行に多座配位さ
せる系の構築、および、金属−π電子間の直接相互作
用により発現する新奇物性の解明について検討した。
Au ナノ粒子、あるいは、構成原子数の決まった粒
径 2nm 以下の Au クラスターを保護する多座配位型大
環状π共役配位子(金属ポルフィリン誘導体)と金
電極表面に自己組織化した軸配位子との錯形成を高効
率で実現させるため、5 種類のポルフィリン誘導体を
合成した。具体的には、アセチルチオ基をフェニル基
の 2 位に種々のメチレン基数(n=0~2)で連結したテ
トラフェニルポルフィリン(2-SC nP)を合成し、クロ
マトグラフィーにより配位性元素(S)が全て同方向
を向いた α,α,α,α 異性体(図 2 a,b)のみ分取した(2-SC0P
は単結晶が得られていない)
。また、これを酢酸亜鉛
と反応させることにより、軸配位性金属イオンである
Zn2+ をポルフィリン環に導入した α,α,α,α Zn(2-SCnP)
を合成した(図 2 c,d)。単結晶X線構造解析から、こ
れら 4 種類のポルフィリン誘導体のポルフィリン環は
平面性を保持しており、ポルフィリン環−硫黄原子間
距離は 2-SC1P および 2-SC2P でそれぞれ 3.45Å、4.85Å
であった(図 3 )。この結果は、ポルフィリン環− Au
クラスター表面距離をオングストロームオーダーで制
御できることを意味している。
図3 (a)
α , α , α , α 2-SC1P および(b)
α , α , α , α 2-SC2P の大き
さとポルフィリン環−硫黄原子間距離
35
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Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
図5 (a)2-SCn P および(b)2-SCn P-Au ナノ粒子の UV-vis スペク
トル
研究成果
36
ら、2-SCnP 配位子の Au ナノ粒子への配位により、ポ
ルフィリン環π電子− Au ナノ粒子間に電子的な相
互作用(分子軌道の混成など)が生じ、ポルフィリン
環− Au ナノ粒子間距離が相互作用の度合いに影響を
及ぼしていると示唆される。また STS 測定結果からも、
配位子殻厚さ(トンネル層)の劇的な減少および有機
配位子トンネル抵抗の劇的な低減が達成されたと考え
られる。
同様に、Zn(2-SC1P)分子を粒径 4.6~1.3nm の Au ナ
ノ粒子表面に配位させた。Zn(2-SC1P)で保護した Au
ナノ粒子の吸収スペクトル測定の結果、図 6 に示すよ
うに、粒径の減少に伴いポルフィリン Soret 帯・Q 帯
の吸光度減少が小さくなり、ポルフィリンπ軌道−
Au 軌道間相互作用が Au ナノ粒子の粒径に大きく依
存することが明らかとなった。したがって、1~1.5nm
程度の Au クラスターを用いれば、Zn(2-SC nP)のトン
ネル抵抗を反映する単電子島として機能することが期
待される。また、より平面性の高いフタロシアニンへ
8 個のスルフィド基を修飾することにも成功し、Au
ナノ粒子表面とポルフィリンより強く相互作用するこ
とを明らかにした。
(2)Au クラスターへの面配位と特異光学特性
室温単電子トンネリングに必要なもう一つの条
件が、粒径 2nm 以下の微細で単分散なナノ粒子の
合成である。我々は、単座チオールで保護した 1.8±
0.2nm 金 ナ ノ 粒 子 の STS 測 定 か ら、 単 電 子 ト ン ネ
ルが室温で起こることを実証し、金ナノ粒子の帯電
エネルギーが室温の熱エネルギーの 10 倍以上であ
ることを明らかにした。そこで次に、数個の大環状
π共役配位子に保護され、構成 Au 原子数に揺らぎ
のない Au クラスターの選択合成について検討した。
具体的には、2-SC nP あるいは Zn(2-SC nP)配位子存在
下、Au3+ イオンの低温還元により、2-SC nP あるいは
Zn(2-SCnP)で保護された Au クラスター(2-SCnP-Au、
Zn(2-SC nP)-Au)を合成した。生成物は、数種類の
Au クラスターの混合物であり、GPC で分離精製し
たところ、これら混合物を単離することができ、粒
径 1 nm 程度の微細で単分散なクラスターを得ること
ができた(図 7 )。図 8 に示すように、2-SC nP および
2-SC nP-Au クラスターの吸収スペクトル測定の結果、
Au クラスター−ポルフィリン平面間距離が近くなる
ほどポルフィリン Soret 帯吸光度減少が小さくなり、
ポルフィリンπ軌道− Au 軌道間相互作用が Au クラ
スター−ポルフィリン平面間距離に大きく依存するこ
(b)2-SC2P-Au、(c)Zn(2-SC1P)-Au、
図7 (a)2-SC1P-Au、
(d)Zn(2-SC2P)-Au クラスターの TEM 像
図6 Zn(2-SC1P)保護 Au ナノ粒子の光学特性の粒径依存性
図8 2SCn P および 2-SCn P-Au クラスター DMF 溶液の UV-vis-NIR
スペクトル TEM 像(モル吸光係数εは ICP-AES より算出)
図9 (a)2-SC1P-Au および(b)
2-SC2P-Au クラスターの模式図
4.SET の作製と特性
最後に、ナノギャップ電極間への微細 Au ナノ粒
子の化学固定による SET の作製と特性について検討
した。まず、電子線リソグラフィーおよび無電界メッ
キでシリコン基板上に作製した 8nm のギャップを有
する金電極にオクタンチオール自己組織化(SAM)
膜を形成後、1,10- デカンジチオールでオクタンチ
オ ー ル を 一 部 置 換 し た。 こ れ を 3.4±0.4nm C 8S-Au
ナノ粒子クロロホルム溶液に浸漬することにより、
Au ナノ粒子上のオクタンチオールと電極表面のデ
カンジチオール分子の置換反応を進行させ、C 8S-Au
ナノ粒子を 8nm ギャップ電極間に単電子島として
化学的に固定した(図 10 a)。作製した SET のサイ
F.発表
原著論文
1. CdS Nanoparticles Exhibiting Quantum Size Effect
by Dispersion on TiO2: Photocatalytic H2 Evolution
and Photoelectrochemical Measurements. Ogisu K.,
Takanabe K., Lu D., Saruyama M., Ikeda T., Kanehara
M., Teranishi T., Domen K., Bull. Chem. Soc. Jpn. 82,
528-535(2009)
(Selected paper)
2. CdPd Sulfide Heterostructured Nanoparticles with
Metal Sulfide Seed-Dependent Morphologies.
Saruyama M., Kanehara M., Teranishi T., Chem.
Commun. 2724-2726(2009)
(Hot article)
3. Synthesis and Structure-Specific Functions of Patchy
Nanoparticles. Teranishi T., Saruyama M., Kanehara
M., Chem. Lett. 38, 194-199(2009)
(Highlight Review)
4. Controllable Polyol Synthesis of Uniform Palladium
I c o s a h e d r a : E ff e c t o f Tw i n n e d S t r u c t u r e o n
Deformation of Crystalline Lattices. Li C., Sato R.,
Kanehara M., Zeng H., Bando Y., Teranishi T., Angew.
Chem. Int. Ed. 48, 6883-6887(2009)
図 10 (a)8nm ギャップ金電極の走査型電子顕微鏡写真と外部回路の概
念図(SET の側面概念図を上部に記載)、(b‒d)真空下 80K での SET
のドレイン電流−ドレイン電圧(I d‒V d)特性((b)-6V、
(c)0V、
(d)6V)
と理論フィッティング曲線(破線)
5. Effect of End Group Position on the Formation of
Single Porphyrin Molecular Junction. Kiguchi M.,
Takahashi T., Kanehara M., Teranishi T., Murakoshi
K., J. Phys. Chem. C 113, 9014-9017(2009)
6. Au Nanoparticles Chemisorbed by Dithiol Molecules
研究成果
とが明らかとなった。また、質量分析および元素分析
の結果、Au クラスターが 66 個程度の Au 原子からな
り、6 個のポルフィリン誘導体で保護されていること
が示唆された(図 9 )。Zn(2-SC nP)-Au クラスターも
同様の構造を有していると考えられる。これら Au ク
ラスターの幾何構造は、サイコロのような正六面体で
あると考えられることから、ナノギャップ電極間にス
ムーズに選択集積できる可能性が高い。
ドゲート電圧 Vg =-6、0、6V におけるドレイン電流
− ド レ イ ン 電 圧(Id –Vd) を 図 10 b–d に 示 す( 測 定
温度:80K)。クーロンギャップ幅(Id =0 の電圧幅)
は、Vg の増加に伴い 0.16V から 0V まで変化してお
り、これは Vg による Au ナノ粒子上の部分残留電荷
を変調させることでクーロンギャップ幅を制御でき
ることを示している。図 10 b–d の破線は理論曲線を
示しており、フィッティングに用いたパラメータは、
R1=170MΩ、R2=160MΩ、C1=0.76aF、C2=0.71aF で
あった。R1 と R2 はほぼ同じ値であり、Au ナノ粒子
が SC 10S 分子で両電極に化学結合されていることが
分かる。また、Vg –Vd 平面上に微分コンダクタンス
dId /dVd プロットをとると、明瞭なクーロンダイアモ
ンドが観察され、理論と非常に良い一致を示した。
Au ナノ粒子の粒径および有機配位子のトンネル抵
抗をさらに小さくした我々の Au クラスターを用い
ることで、近い将来、歩留まりの高い室温駆動 SET
が実現されるだろう。
37
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
Inserted in Alkanethiol Self-Assembled Monolayers
Characterized by Scanning Tunneling Microscopy.
Li X., Yasutake Y., Kono K., Kanehara M., Teranishi
T., Majima Y., Jpn. J. Appl. Phys. 48, 04C180(1-4)
(2009)
7. Highly Dispersed Noble-Metal/Chromia(Core/
Shell)Nanoparticles as Efficient Hydrogen Evolution
Promoters for Photocatalytic Overall Water Splitting
under Visible Light. Sakamoto N., Ohtsuka H.,
Ikeda T., Maeda K., Lu D., Kanehara M., Teramura
K., Teranishi T., Domen K., Nanoscale 1, 106-109
(2009)
8. Seed-mediated Synthesis of Metal Sulfide Patchy
Nanoparticles. Teranishi T., Saruyama M., Kanehara
M., Nanoscale 1, 225-228(2009)
(Minireview)
研究成果
38
9. I n d i u m T i n O x i d e N a n o p a r t i c l e s w i t h
Compositionally Tunable Surface Plasmon Resonance
Frequencies in the Near-IR Region. Kanehara M.,
Koike H., Yoshinaga T., Teranishi T., J. Am. Chem.
Soc. 131, 17736-17737(2009)
10. P l a s m o n H y b r i d i z a t i o n i n I n d i v i d u a l G o l d
Nanocrystal Dimers: Direct Observation of Bright
and Dark Modes. Yang S., Kobori H., He C., Lin M.,
Chen H., Li C., Kanehara M., Teranishi T., Gwo S.,
Nano Lett. 10, 632-637(2010)
11. Drastic Structural Transformation of Cadmium
Chalcogenide Nanoparticles Using Chloride Ions and
Surfactants. Saruyama M., Kanehara M., Teranishi T.,
J. Am. Chem. Soc. 132, 3280-3282(2010)
12. Photocatalytic Overall Water Splitting Promoted by
Two Different Cocatalysts for Hydrogen and Oxygen
Evolution under Visible Light. Maeda K., Xiong A.,
Yoshinaga T., Ikeda T., Sakamoto N., Hisatomi T.,
Takashima M., Lu D., Kanehara M., Setoyama T.,
Teranishi T., Domen K., Angew. Chem. Int. Ed. 49,
4096-4099(2010)
(Hot paper)
13. Preparation of Core/Shell-Structured Nanoparticles
(with a Noble-Metal or Metal-Oxide Core and a
Chromia Shell)and their Application in Visible-Light
Water Splitting. Maeda K., Sakamoto N., Ikeda T.,
Ohtsuka H., Xiong A., Lu D., Kanehara M., Teranishi
T., Domen K., Chem. Eur. J. 16, 7750-7759(2010)
(Inside cover)
14. Single-Electron Transistor Fabricated by Two
Bottom-Up Processes of Electroless Au Plating
and Chemisorption of Au Nanoparticle. Azuma Y.,
Yasutake Y., Kono K., Kanehara M., Teranishi T.,
Majima, Y., Jpn. J. Appl. Phys. 49, 090206(1-3)
(2010)
15. R o o m - Te m p e r a t u r e C o u l o m b B l o c k a d e f r o m
Chemically Synthesized Au Nanoparticles Stabilized
by Acid-Base Interaction. Kano S., Azuma, Y.,
Kanehara M., Teranishi T. , Majima, Y., Appl. Phys.
Exp. 3, 105003(1-3)
(2010)
16. Homoepitaxial Size Control and Large-Scale
Synthesis of Highly Monodisperse Amine-Protected
Palladium Nanoparticles. Sato R., Kanehara M.,
Teranishi T., Small 7, 469-473(2011)
17. I n d i v i d u a l Tr a n s p o r t o f E l e c t r o n s t h r o u g h a
Chemisorbed Au Nanodot in Coulomb Blockade
Electron Shuttles. Azuma Y., Kobayashi K., Chorley
S., Tanaka D., Prance, J., Smith, C. G., Kanehara M.,
Teranishi T., Majima Y., J. Appl. Phys. 109, 024303
(1-5)
(2011)
18. Quantized Auger Recombination of Biexcitons
in CdSe Nanorods Studied by Time-Resolved
Photoluminescence and Transient-Absorption
Spectroscopy. Taguchi S., Saruyama M., Teranishi T.,
Kanemitsu Y., Phys. Rev. B 83, 155324(1-7)
(2011)
19. Controlled Localized Surface Plasmon Resonance
Wavelength for Conductive Nanoparticles over the
Ultraviolet to Near-Infrared Region. Teranishi T.,
Eguchi M., Kanehara M., Gwo S., J. Mater. Chem.
21, 10238-10242(2011)
20. Nanoparticle Single-Electron Transistor with MetalBridged Top-Gate and Nanogap Electrodes. Azuma
Y., Suzuki S., Maeda K., Okabayashi N., Tanaka D.,
Sakamoto M., Teranishi T., Majima Y., Appl. Phys.
Lett. 99, 073109
(1-3)
(2011)
21. Sensitization of TiO2 with Pt, Pd, and Au Clusters
Protected by Mercapto- and Dimercaptosuccinic
Acid. Sakai N., Ikeda T., Teranishi T., Tatsuma T.,
ChemPhysChem 12, 2415-2418(2011)
22. Far-Field Optical Imaging of a Linear Array of
Coupled Gold Nanocubes: Direct Visualization of
Dark Plasmon Propagating Modes. Chen H.-Y., He
C.-L., Wang C.-Y., Lin M.-H., Mitsui D., Eguchi M.,
Teranishi T., Gwo S., ACS Nano 5, 8223-8229(2011)
23. Spontaneous Formation of Wurzite-CdS/Zinc Blend
CdTe Heterodimers through a Partial Anion Exchange
Reaction. Saruyama M., So Y.-G., Kimoto K.,
Taguchi S., Kanemitsu Y., Teranishi T., J. Am. Chem.
Soc. 133, 17598-17601
(2011)
24. Platonic Hexahedron Composed of Six Organic Faces
with an Inscribed Au Cluster. Sakamoto M., Tanaka
D., Tsunoyama H., Tsukuda T., Minagawa Y., Majima
Y., Teranishi T., J. Am. Chem. Soc. 134, 816-819
(2012).
26. Uniform Charging Energy of Single-Electron
Transistor. Okabayashi N., Maeda K., Kuraki T.,
Tanaka D., Sakamoto M., Teranishi T., Majima Y.,
Appl. Phys. Lett. 100, 033101(1-3)
(2012)
27. Logic Operations of Chemically Assembled SingleElectron Transistor. Maeda K., Okabayashi N., Kano
S., Takeshita S., Tanaka D., Sakamoto M., Teranishi
T., Majima Y., ACS Nano 6, 2798-2803
(2012)
28. Coulomb Blockade Behaviors in Individual Au
Nanoparticles as Observed through Noncontact
Atomic Force Spectroscopy at Room Temperature.
Hattori S., Kano S., Azuma Y., Tanaka D., Sakamoto
M., Teranishi T., Majima Y., Nanotechnology 23,
185704(1-9)
(2012)
5. 液相合成したナノ粒子の光学および触媒特性.
江口美陽,池田飛展,吉永泰三,金原正幸,熊
諳珂,前田和彦,堂免一成,寺西利治.ナノ学
会会報 9, 33-38(2010)
6. 無機ナノ粒子を用いた局在表面プラズモン共鳴
波長制御.江口美陽,金原正幸,寺西利治.未
来材料 11, 40-45(2011)
著書
1. Bottom-up Nanofabrication: Supramolecules, SelfAssemblies, and Organized Films.Kanehara M.,
Teranishi T. American Scientific Publishers(2009)
2. 金ナノテクノロジー:その基礎と応用.寺西利治.
㈱シーエムシー出版(2009)
3. ト ポ ロ ジ ー デ ザ イ ニ ン グ. 寺 西 利 治. ㈱ エ ヌ
ティーエス(2009)
4. 金属ナノ・マイクロ粒子の形状・構造制御技術.
寺西利治.㈱シーエムシー出版(2009)
5. 超分子サイエンス & テクノロジー −基礎からイ
ノベーションまで−.寺西利治.㈱エヌティー
エス(2009)
6. 配位空間の化学 −最新技術と応用−.㈱シーエ
ムシー出版(2009)
7. 現代界面コロイド科学の事典.丸善㈱(2010)
8. 新しい局面を迎えた界面の分子科学.化学同人
(2011)
その他 該当なし
総説
1. 金属ナノ粒子超格子.寺西利治,金原正幸.工
業材料 57, 30-31(2009)
2. 微 細 金 ナ ノ 粒 子 超 格 子 の 構 造 制 御 と 室 温 粒 径
制御.金原正幸,寺西利治.C&I Commun. 34,
17-18(2009)
3. 金属ナノ粒子の単電子デバイスへの応用.寺西
利治.砥粒加工学会誌 53, 478-481(2009)
学会発表
・招待講演
1. Precise Structural Control of Plasmonic and Metal
Sulfide Nanoparticles for Energy Conversion.
Teranishi T. 215th Electrochemical Society Meeting,
San Francisco, U.S.A., 2009.5.
2. Patchy Nanoparticles: Synthesis and Structurespecific Functions. Teranishi T. The 13th Asian
Chemical Congress, Shanghai, China, 2009.9.
研究成果
25. Electric-Field Enhancement Inducing Near-Infrared
Two-Photon Absorption in an Indium-Tin Oxide
Nanoparticle Film. Furube A., Yoshinaga T., Kanehara
M., Eguchi M., Teranishi T., Angew. Chem. Int. Ed.
51, 2640-2642(2012)
4. プラズモンナノ粒子の精密構造制御と光学特性.
寺西利治.機能材料 29, 21-26(2009)
39
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
3. Synthesis and Structure-specific Functions of
Inorganic Nanoparticles. Teranishi T. TsukubaHsinchu Bilateral Symposium on Advanced Materials
Science and Technology 2009, Tsukuba, Japan,
2009.10.
4. ナノ粒子の構造特異機能の創出.寺西利治.ポ
リマーフロンティア 21 講演会,東京,2010.1.
5. Synthesis and Structure-specific Functions of
Inorganic Nanoparticles. Teranishi T. TsukubaHsinchu Bilateral Symposium on Advanced Materials
Science and Technology 2010, Hsinchu, Taiwan,
2010.4.
研究成果
6. Structural Control of Metal Sulfide and Plasmonic
Metal Nanoparticles for Energy Conversion.
Teranishi T. 217th ECS Meeting, Vancouver, Canada,
2010.4.
7. Structure-specific Optical Properties of Inorganic
Nanoparticles. Teranishi T. TOCAT6/APCAT5 Postconference, Toyako, Japan, 2010.7.
40
8. Macrocyclic π-conjugated Ligand-protected Au
Nanoparticles for Single Electron Devices. Teranishi
T. 60th Anniversary Conference on Coordination
Chemistry(60CCCO), Osaka, Japan, 2010.9.
9. High-Quality Inorganic Nanoparticles for Highly
Efficient Photoenergy Conversion. Teranishi T.
International Symposium of Advanced Energy
Science, Kyoto, Japan, 2010.11.
10. ハイブリッドナノ粒子の液相精密構造制御と構
造特異機能.寺西利治.(財)科学技術交流財団
研究会,名古屋,2010.6.
11. 無機ナノ粒子の構造特異機能の創出.寺西利治 .
第 38 回東北地区若手研究会夏季ゼミナール,飯
坂,2010.8.
12. 無機ナノ粒子の精密構造制御と機能.寺西利治.
ナノ粒子・構造応用研究会,東京,2010.10.
13. 無機ナノ粒子の構造制御による表面プラズモン
共鳴波長制御.寺西利治.日本化学会第 91 春季
年会シンポジウム,神奈川,2011.3.
14. 単電子エレクトロニクスへのナノ粒子科学から
のアプローチ.寺西利治.日本化学会第 91 春季
年会シンポジウム,神奈川,2011.3.
15. High-Quality Inorganic Nanoparticles for Highly
Efficient Photoenergy Conversion. Teranishi T. 219th
ECS Meeting, Montreal, Canada, 2011.5.
16. 無機ナノ粒子の構造制御による局在表面プラズ
モン共鳴波長制御.寺西利治.第 1 回プラズモ
ン化学シンポジウム,東京,2011.6.
17. C o n t r o l O v e r S u r f a c e P l a s m o n R e s o n a n c e
Wavelengths of Conductive Nanoparticles. Teranishi
T. International Conference on Materials for
Advanced Technologies 2011, Suntec City, Singapore,
2011.6.
18. Controlled Localized Surface Plasmon Resonance
Wavelength for Inorganic Nanoparticles. Teranishi
T. 14th Asian Chemical Congress 2011, Bangkok,
Thailand, 2011.9.
19. 無機ナノ粒子プラズモニクス:近赤外光電場増
強と局在プラズモン伝播.寺西利治.第 2 回プ
ラズモニック化学シンポジウム,東京,2011.11.
20. 複数の結晶相が接合したナノ粒子.寺西利治.
関学化学フォーラム,神戸,2011.11.
21. 無機ナノ粒子の構造変態と物性.寺西利治.磁
性分光研究会,宇治,2011.12.
22. Controlled Localized Surface Plasmon Resonance
Wavelength for Inorganic Nanoparticles. Teranishi T.
2011 Tsukuba Nanotechnology Symposium, Tsukuba,
Japan, 2011.12.
23. Macrocyclic π-Conjugated Ligand-protected Au
Nanoparticles for Single Electron Devices. Teranishi
T. 1st International Symposium on Creation of
Functional Materials, Tsukuba, Japan, 2011.12.
・その他の発表
1. 酸とハロゲンイオンを用いたチオール保護金ナ
ノ粒子の室温粒径制御.金原正幸,櫻井潤一,
寺西利治.ナノ学会第 7 回大会,東京,2009.5.
2. Creation of Enhanced Photoelectric Fields Based
on Nanoparticle Superlattices for Novel Chemical
Reactions. Teranishi T. International Symposium on
Advances in Nanostructure-Enhanced Photochemical
Reactions and Photoenergy Conversion, Belgium,
2009.7.
3. ナノ粒子の構造特異機能の創出.寺西利治.北
海道大学グローバル COE 物質科学イノベーショ
ン講演会,札幌,2009.8.
4. π 接合層を有する金ナノ粒子の合成と電子物性.
金原正幸,寺西利治.2009 年秋季第 70 回応用物
理学会学術講演会,富山,2009.9.
5. 大環状π共役配位子保護金ナノ粒子の単電子デ
バイス応用.寺西利治.第 58 回高分子討論会,
熊本,2009.9.
7. Synthesis and Characterization of Phthalocyanineprotected Au Nanoparticles. Sekine, H., Kanehara,
M., Teranishi T. Symposium on Creation of
Functional Materials 2009, Tsukuba, 2009.12.
8. Synthesis of Small Gold Nanoparticles Protected by
Thiolated Porphyrins. Tanaka, D., Kanehara, M.,
Teranishi T. Symposium on Creation of Functional
Materials 2009, Tsukuba, 2009.12.
9. 平面多座配位型フタロシアニン誘導体保護金ナ
ノ粒子の合成と光学特性.板子典史,金原正幸,
寺西利治.第 19 回日本 MRS 学術シンポジウム,
横浜,2009.12.
10. フタロシアニン保護金ナノ粒子の合成と光物性.
関根光,金原正幸,寺西利治.日本化学会第 90
春季年会,大阪,2010.3.
11. ポルフィリン保護微細 Au ナノ粒子の合成.田中
大介,金原正幸,寺西利治.日本化学会第 90 春
季年会,大阪,2010.3.
12. ポルフィリン保護微細金ナノ粒子の合成.田中
大介,坂本雅典,金原正幸,寺西利治.ナノ学
会第8回大会,岡崎,2010.5.
13. Tuning of Surface Plasmon Resonance Wavelengths
by Structural Control of Inorganic Nanoparticles.
14. Tuning of Surface Plasmon Resonance Wavelengths
by Structural Control of Inorganic Nanoparticles.
Teranishi T. XXIIIrd IUPAC Symposium on
Photochemistry, Italy, 2010.7.
15. 平面多座配位型フタロシアニン誘導体保護金ナ
ノ粒子の合成と光学特性.関根光,板子典史,
金原正幸,寺西利治.新学術領域研究「高次π
空間の創発と機能開発」第 4 回シンポジウム,
つくば,2010.7.
16. ポルフィリン修飾金クラスターの光学特性.田
中大介,坂本雅典,金原正幸,寺西利治.日本
化学会第 4 回関東支部大会,つくば,2010.8.
17. 単電子トランジスタ創成に向けた多座配位型ポ
ルフィリン保護金クラスターの構造解析.坂本
雅典,田中大介,犬田陽子,金原正幸,寺西利
治.日本化学会第4回関東支部大会,つくば,
2010.8.
研究成果
6. 平面多座配位型フタロシアニン誘導体保護金ナ
ノ粒子の合成と光学特性.板子典史,金原正幸,
寺西利治.第 62 回コロイドおよび界面化学討論
会,岡山,2009.9.
Teranishi T. The International Conference on
Nanophotonics 2010, Tsukuba, 2010.6.
41
18. フタロシアニン保護金ナノ粒子の合成と光物性.
関根光,金原正幸,寺西利治.日本化学会第 4
回関東支部大会,つくば,2010.8.
19. Photochemical Properties of Porphyrin-coordinated
Small Gold Nanoparticles. Sakamoto M., Tanaka D.,
Kanehara, M., Teranishi T. International Conference
on Nanoscopic Colloid and Surface Science
(NCSS2010), Makuhari, 2010.9.
20. Synthesis and Optical Properties of Small Au
Nanoparticles Protected by Porphyrin Derivatives for
Single Electron Transistor. Tanaka D., Sakamoto M.,
Teranishi T. International Conference on Nanoscopic
Colloid and Surface Science(NCSS2010), Makuhari,
2010.9.
21. Tuning of Surface Plasmon Resonance Wavelengths
by Structural Control of Inorganic Nanoparticles.
Teranishi T. Pacifichem 2010, USA, 2010.12.
22. S y n th es is an d O p t i c a l P r o p e r t y o f S m a l l A u
Nanoparticles Protected by Porphyrin Derivatives for
Single Electron Device. Tanaka D., Sakamoto M.,
Kanehara M., Teranishi T. Pacifichem 2010, USA,
2010.12.
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
23. フタロシアニン保護金ナノ粒子の合成と光物性.
関根光,板子典史,金原正幸,寺西利治.第 20
回日本 MRS 学術シンポジウム,横浜,2010.12.
24. 微細ポルフィリン保護金ナノ粒子の合成と光学
特性.田中大介,坂本雅典,寺西利治.第 20 回
日本 MRS 学術シンポジウム,横浜,2010.12.
25. ポルフィリン平面配位金クラスターにおける高
速光電子移動.坂本雅典,田中大介,寺西利治.
日本化学会第 91 春季年会,神奈川,2011.3.
26. ポルフィリン誘導体保護金クラスターの構造解
析および光学的・電気的特性.田中大介,坂本
雅典,寺西利治.日本化学会第 91 春季年会,神
奈川,2011.3.
研究成果
42
27. Structure and Properties of Au Clusters Protected
by Porphrin Derivatives. Tanaka D., Sakamoto
M., Teranishi T. International Symposium on
Interdisciplinary Materials Science(ISIMS 2011),
Tsukuba, 2011.3.
28. ポルフィリン平面配位金クラスターにおける高
速光電子移動.坂本雅典,田中大介,寺西利治.
ナノ学会第 91 回大会,札幌,2011.6.
29. 平面多座配位型ポルフィリン保護金クラスター
の構造解析と光物性.田中大介,坂本雅典,寺
西利治.ナノ学会第 91 回大会,札幌,2011.6.
30. ポルフィリン平面配位金クラスターにおける高
速光電子移動.坂本雅典,田中大介,寺西利治.
2011 年光化学討論会,宮崎,2011.9.
31. Platonic Hexahedron Composed of Six Organic Faces
with an Inscribed Au Cluster.田中大介,坂本雅典,
寺西利治.第 21 回日本 MRS 学術シンポジウム,
神奈川,2011.12.
32. Platonic Hexahedron Composed of Six Porphyrins
and an Inscribed Au Cluster. Tanaka D., Sakamoto
M., Teranishi T. 1st International Symposium on
Creation of Functional Materials, Tsukuba, 2011.12.
特記事項
・学会,シンポジウム,研究会等の主催 該当なし
・受賞
1. 江口美陽.日本化学会第 90 春季年会 優秀講演賞
(学術),大阪,2010.3.
2. 江口美陽.ナノ学会第8回大会 若手優秀発表賞 ,
岡崎 , 2010.5.
3. 田中大介.第 21 回日本 MRS 学術シンポジウム
奨励賞,神奈川,2011.12.
・特許
1. ナノギャップ長を有する電極構造の作製方法並
びにそれにより得られるナノギャップ長を有す
る電極構造及びナノデバイス.真島豊,寺西利治,
村木太郎,田中大介,特願 2011-050894,2011
・新聞,雑誌等の記事
1. 原著論文 27 が Nature Nanotechnology で Research
Highlights として紹介
研究費取得状況
寺西利治
1. 科学研究費補助金
基盤研究(A),H19~21 年度,35,000 千円
2. 科学研究費補助金
基盤研究(A),H23~25 年度,39,300 千円
3. 科学研究費補助金
特定領域研究,H19~22 年度,48,200 千円
4. 科学研究費補助金
挑戦的萌芽研究,H20~21 年度,3,300 千円
5. 科学研究費補助金
挑戦的萌芽研究,H22~23 年度,3,000 千円
6. 科学研究費補助金
特別研究員奨励費,H19~21 年度,2,300 千円
7. 科学研究費補助金
特別研究員奨励費,H20~22 年度,1,800 千円
8. 科学研究費補助金
特別研究員奨励費,H20~22 年度,1,800 千円
9. 科学研究費補助金
特別研究員奨励費,H23~24 年度,1,300 千円
10. 科学技術振興機構 戦略的創造研究推進事業
CREST,H20~25 年度,89,529 千円
11. 共同研究費,㈱地球快適化インスティテュート,
H21~23 年度,16,360 千円
12. 共同研究費,東ソー㈱,
H21~23 年度,2,266 千円
13. 共同研究費,本田技研工業㈱,
H22~23 年度,5,840 千円
14. 共同研究費,三菱化学㈱,H23 年度,900 千円
坂本雅典
1. 科学研究費補助金
若手研究(B),H23~25 年度,3,600 千円
2. 科学技術振興機構
戦略的創造研究推進事業 PRESTO,
H23~26 年度,40,000 千円
金原正幸
1. 科学研究費補助金
若手研究(B),H21~22 年度,3,600 千円
2. 科学研究費補助金
新学術領域研究,H21~22 年度,3,400 千円
江口美陽
1. 科学技術振興機構
戦略的創造研究推進事業 PRESTO,H22~25 年度,
40,000 千円
研究成果
43
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
3.2
生命情報機能研究
アスペクト
疾患病態をとらえる新しいバイオイメージングシステムの創成
研究代表者:三輪佳宏(筑波大学人間総合科学研究科・講師)
研 究 期 間:平成 21 年4月∼平成 24 年 3 月
A.要約
生命科学研究の加速と実験動物福祉の促進を行うた
め、動物実験における汎用性の高い新たな in vivo 蛍
光イメージング技術を、マウスをモデル動物として開
発することを目的とし研究を実施した。その結果、蛍
光タンパク質プローブ、低分子プローブの開発やそれ
を応用したケミカルスクリーニングシステムの構築、
非侵襲マウスイメージング技術や装置の開発などに成
功した。
研究成果
44
B.研究目的
本研究の目的は、生きたままの動物個体の疾患病態
モニタリングを可能とする新しいバイオイメージング
システムの創成である。高齢化社会で大切な健康寿命
をのばすには、がんや動脈硬化などの生活習慣病の発
症・悪化の兆しをできるだけ早期に検知するシステム
が有効である。本研究では、本学内外の生命科学・化
学・物理工学・数学の専門家の英知を結集し、実験モ
デル動物を対象とした当該システムの構築を目指す。
現在のバイオイメージング技術の主力は、蛍光タンパ
ク質を活用したタンパク質分子(あるいは mRNA 分
子)の存在量や局在のイメージングである。しかし、
細胞機能に直結したタンパク質でも活性化状態になけ
れば、その存在量と細胞状態は相関しない。重要なの
は、タンパク質の「活性化状態のイメージング」であ
るが、現存のバイオプローブでは難しい。そこで本研
究では、新しいバイオイメージング技術として、生体
で細胞内タンパク質分子の活性測定を可能とするバイ
オプローブの開発と、これらを活用した定量的な計測
を実現する装置開発や数学的なモデル構築を通じて、
病態モニタリングシステムの構築を実験モデル動物で
実現することを最終目標とする
C.研究組織
【研究代表者】
三輪 佳宏 (筑波大学人間総合科学研究科 講師)
【リサーチ・リーブ教員】
小林麻己人 (筑波大学人間総合科学研究科 講師)
リサーチリーブ支援教員
田中 順子 【客員教員】
浦野 泰照(東京大学薬学研究科 准教授)
古田 寿昭(東邦大学理学部生物分子科学科 教授)
松田 達志(関西医科大学附属生命医学研究所 准
教授)
吉田 寛(九州大学数理学研究院 助教)
【TARA センター研究員】
百武 篤也(筑波大学数理物質科学研究科 講師)
早川 一郎(筑波大学数理物質科学研究科 講師)
一條 裕之(筑波大学人間総合科学研究科 准教授)
【TARA センター客員研究員】
唐澤 智司(株式会社 医学生物学研究所(MBL)
事業開発部)
上野 光保(日本ゼオン株式会社 新事業開発部 部長)
小島 清嗣(オリンパス株式会社 バイオ市場担当
部長)
中田 成幸(三井造船株式会社 技術本部)
D.研究の経過
1. TARA セミナー・公開講演会等の実施状況
1. 日本作物学会 若手の会「伝わるプレゼンテー
ション」2012月3月30日東京農工大学(東京都府
中市)
2. サイエンスビジュアリゼーション 第1回トークラ
イブ 2012年3月16日 筑波大学5C216
3. 第34回日本分子生物学会フォーラム企画 お悩み
解決!サイエンスイラスト!描く?頼む? 2011
年12月15日 パシフィコ横浜
4. 第 2 7 回 日 本 微 生 物 生 態 学 会 公 開 シ ン ポ ジ ウ
ム サイエンスイラストをセンス良く美しく描く
法則 2011年10月10日 京都大学吉田キャンパ
ス北部構内 農学部総合館 W314
5. サイエンスイラストレーション公開セミナー:
芸術と科学のマッチアップ 2011月1月26日(筑
波大学)
6. BMB2010 フォーラム企画 プロに学べ!魅せる
サイエンスイラスト! How to prepare attractive
and faithful scientific illustrations ? 1 2月8 日(神戸
国際展示場)
7. サイエンス・ビジュアリゼーション キックオ
フ国際フォーラム 「挑戦!芸術と科学のマッチ
アップ」
2010 年 8 月 23 日
(筑波大学 TARA センター)
8. 三輪佳宏、小林麻己人“芸術学生によるバイオ
サイエンスのイラストレーション:フォーラム
「磨いて活かせ! サイエンスイラスト」
(オー
ガナイズ)”、第 82 回日本生化学会大会、2009 年
10 月 24 日(神戸 国際会議場)
9. 筑波大学 TARA 若手シンポジウム「新しいイメー
ジングに挑戦する異分野若手連携」、2009 年 7 月
6 日(筑波大学 TARA センター)
と新たに連携することにより、実際に、ケミカルライ
ブラリーからの有機化合物スクリーニングを実施し
た。現在、この化合物の同定を進めている。
また、他にも多数の蛍光タンパク質応用プローブの
開発に成功した。
テーマ 2)
ケミカルプローブの開発
筑波大学化学系新井研究室との共同研究によって新
たな有機系蛍光色素の開発も推進し、2 種類の新しい
機能性蛍光色素を開発することに成功した(文献 3, 6)。
そのうちの一つ Tsukuba Green(図 2)は、蛍光寿命
が緑の蛍光色素としては極めて長く、通常の色素は数
ナノ秒程度であるのに対して 10 ナノ秒に近いことを
見いだした(図 3)。また、pH 依存的に蛍光の励起特
性が変化する性質も有しており、細胞内 pH イメージ
ングをおこなうのに非常に適した pH4 ∼ 8 で変化が
起こることも見いだした(図 4)。
研究成果
10. “マウス蛍光イメージングのためのプローブ開
発”、日本実験動物学会第 56 回年会、
シンポジウム、
オーガナイズ、2009 年 5 月 15 日(大宮ソニック)
2. 国際交流・主たる訪問者のリスト
来訪 David Mazierski 博士(University of Toronto)
2010 年 8 月
45
図2
E.研究成果
蛍光イメージング技術の進展のために以下のテーマ
を掲げて、研究を推進した。
テーマ 1)
タンパク質プローブの開発
テーマ 2)
ケミカルプローブの開発
テーマ 3)
動物個体 in vivo イメージング
テーマ 4)
時系列データ数学的評価法開発
テーマ 5)
イメージング装置の開発
テーマ 1)
タンパク質プローブの開発
EGF のシグナル伝達に依存
して蛍光強度が低下する、新し
い蛍光プローブの開発に成功し
た。また、シグナルの阻害剤を
共存させるとこの蛍光の低下は
抑制されることも見いだした
(図 1)。この検出系を応用する
ことで、新たな分子標的抗がん
剤のリード化合物を探索するケ
ミカルスクリーニングシステム
を構築できる可能性がある。そ
こで天然物化学の専門家であ
る、早稲田大学の中尾洋一博士
図3
図1
図4
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
図5
研究成果
46
図6
もう一つの蛍光色素 PQx(図 5)は、ソルバトロミッ
ク色素であり、溶媒の極性によって、蛍光の波長が大
きく変化する性質を持つことを見いだした。もっと
も疎水度の高いヘキサン中では 450nm にピークを持
つのに対して、水溶液中では 630nm とおよそ 200 nm
もの変化をすることが明らかとなった(図 6)。この
PQx を細胞に導入してイメージングしたところ(図 7)、
ゴルジ体とその周辺の小胞のみ疎水度が高い短い波長
のスペクトルを示し、ついで細胞質、核と親水度が上
がっていることがわかった。これが生物学的に細胞内
のどういった環境を反映しているのかについては、今
後の更なる解析が必要である。
さらに Tsukuba Green については生物学的に実験し
やすいように HaloTag に改変した誘導体の開発にも成
功し、簡便に細胞内の特定のタンパク質をラベルでき
ることを確認した。かずさ DNA 研究所には、HaloTag
融合タンパク質がすでに 6000 種類以上整備されてお
り、これらの資産を活用することで、誰もが簡便に細
胞内 2 分子間 FRET 解析を実施できると期待される。
テーマ 3)動物個体 in vivo イメージング
蛍光でほ乳動物の in vivo イメージングを非侵襲に
実施するためには、近赤外光を使いこなす技術が必
要になる。また、飼育中の余分な近赤外色素を排除
する技術も必要となる。そこで、まず動物飼育用の飼
料中に含まれる近赤外蛍光物質を排除した、新しいイ
メージング専用飼料の開発をオリエンタル酵母株式会
社との共同研究によって開発を試みた。一部には、近
図7
赤外の原因は飼料中のアルファルファであるため、こ
れを添加しない飼料であれば近赤外蛍光イメージング
は可能であるとして販売されているものも見受けられ
たが、実際に計測してみると、非常に強い近赤外蛍光
が検出され、まったく使用にたえないことが明らかと
なった。そこで、飼料に用いるすべての材料に混入し
ている蛍光成分を分析し、配合を工夫することによっ
て 780nm 励起、800nm 蛍光の領域においては、無蛍
光を実現できた。これはオリンタルより ivid#1 として
販売を開始した(図 8)。ivid#1 を用いることで、腹腔
内に留置したインドシアニングリーン(ICG)の蛍光
体を IVIS Spectrum によって 3 次元的に検出すること
が可能になった(図 9)。しかしこの飼料では、現存
するもっとも長波長の蛍光タンパク質の波長領域(680
nm 励起、720nm 蛍光)には、蛍光が残存していた。
そこで、次の段階として、一般的に飼料の材料として
使われているもの以外の多くの素材についても、それ
らの蛍光特性を幅広くサーチした。その結果、蛍光
タンパク質の波長領域においても無蛍光を実現した、
ivid#2 を開発することができた。現在、この飼料を給
餌下で、近赤外蛍光タンパク質と ICG による近赤外
領域での 2 カラーイメージングを実施するとともに、
その生物学的な応用を進めている。
テーマ4)時系列データ数学的評価法開発
蛍光の時系列変化を評価する数学的な手法に関し
て、九州大学の吉田寛博士と連携して、代数学的な処
理方法を開発できた。(文献 4, 5)
図 10
図8
研究成果
本サイエンスビジュアリゼーション研究会を設立し、
TARA プロジェクトの支援のもとに、数々のイベント
を開催したほか、知名度の上昇にともなって、様々
な非所属学会からの講演依頼も受け、積極的なアウト
リーチ活動を展開した。
F.発表
原著論文
1. Matsumoto K, Azami T, Otsu A, Takase H, Ishitobi
H, Tanaka J, Miwa Y, Takahashi S, Ema M. Study of
normal and pathological blood vessel morphogenesis
in Flt1-tdsRed BAC Tg mice. Genesis 2012 in press
査読有
図9
テーマ 5)イメージング装置の開発
近赤外蛍光を生きた動物で解析するためには、新し
い特殊な装置が必要である。これを企業とともに実施
し、新しい機構で近赤外蛍光イメージングが可能な装
置をフジフィルム株式会社とともに作成した(図 10)。
また、これらの研究と並行して、我が国の社会情勢
として、研究におけるアウトリーチ活動の重要性が強
く認識されるようになった。一般の国民に広く研究成
果とその意義が浸透することは、我が国の研究を守り
科学技術立国を成立させる上で不可欠である。そこで、
筑波大学芸術学系の田中佐代子准教授を代表に、日
2. Shibata ACE, Fujiwara TK, Chen L, Suzuki KGN,
Ishikawa Y, Miwa Y, Chadda R, Naruse K, Kusumi
A*. Archipelago architecture of focal adhesion:
Membrane molecules freely enter and exit from the
focal adhesion zone. Cytoskeleton 2012 in press 査読
有
3. Kudo K, Momotake A, Tanaka JK, Miwa Y*, Arai T*.
Environmental polarity estimation in living cells by
use of quinoxaline-based full-colored solvatochromic
fluorophore PQX and its derivatives. Photochem
Photobiol Sci. 11, 674-678. 2012. 査読有
4. Yoshida H*, Miwa Y, Kaneko M. Elliptic curves
and Fibonacci numbers arising from Lindenmayer
system with symbolic computation. APPLICABLE
ALGEBRA in ENGINEERING, COMMUNICATION
and COMPUTING. 22, 147-164, 2011. 査読有
5. Yoshida H*, Kimura K, Yoshida N, Tanaka J, Miwa
47
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
Y. Algebraic approaches to underdeterminated experiments in biology. IPSJ Transactions on Bioinformatics, 3, 62-69, 2010. 査読有
6. Senda, N., Miwa, Y., Tanaka, J., Momotake, A. and
Arai, T. Tsukuba-green: A fluorescent dye that emits
Green fluorescence useful for live-cell imaging.
Chem. Lett., 39, 308-310, 2010. 査読有
研究成果
48
会,招待講演,9月11日2011年(つくば)
4. 三輪佳宏,田中順子“蛍光in totoイメージングの
現状と応用と展望”,酸化ストレス研究会,招待
講演,8月9日2011年(館山)
5. 三輪佳宏,田中順子“創薬支援の蛍光イメージ
ング”,大阪大学特別講演会,招待講演,7月22
日2011年(大阪大学)
7. Kawakami Y, Kubota N, Ekuni N, Suzuki-Yamamoto
T, Kimoto M, Yamashita H, Tsuji H, Yoshimoto T,
Jisaka M, Tanaka J, Fujimura HF, Miwa Y, *Takahashi Y. Tumor-suppressive lipoxygenases inhibit
the expression of c-myc mRNA coding region
determinant-binding protein/insulin-like growth
factor II mRNA-binding protein 1 in human prostate
carcinoma PC-3 cells. Biosci Biotechnol Biochem.
73:1811-7 2009.査読有
7. 三輪佳宏“Episomal型ベクターを用いたマルチカ
ラーイメージングの新展開”,BMB2010,招待講
演,12月7日2010年(神戸)
8. 田中佐代子,小林麻己人,三輪佳宏 「科学者に
よるサイエンスイラストレーション作成の実態」
芸術研究報 32,59-70,2011.査読有
8. 三輪佳宏“初めての蛍光3Dイメージングを成功
させるTips”,第5回IVIS Imaging Systemユーザー
会,招待講演,10月6日2010年(東京)
総 説
戸村道夫,田中順子,金川修身,* 三輪佳宏 「蛍
光タンパク質を用いた分子スイッチ機能を応用す
るイメージング法の開発」
,分析化学 58,447-460,
2009.査読有
著 書
田中順子,三輪佳宏「蛍光タンパク質を利用した
デグラトンプローブ」,NTS 酵素利用技術体系,
133-136 2010.
その他
なし
学会発表
・招待講演
1. 三輪佳宏“episomal型ベクターを用いたマルチカ
ラーイメージングの新展開”農芸化学会2012ラ
ンチョンセミナー和光純薬 招待講演 3月24日
2012年(京都大学)
2. 三輪佳宏“蛍光バイオイメージングの実際”つ
くば学際ワークショップ 招待講演 1月28日
2012年(筑波大学)
3. 三輪佳宏“共創研究!化学とバイオイメージン
グ”,日本化学会生体機能関連化学部会若手の
6. 三輪佳宏“Development of novel fluorescence
imaging systems through integrated research field of
various disciplines.”,NAIST Colloquium for FuturePioneering,招待講演,12月10日2010年(奈良)
9. 三輪佳宏“生体イメージング:細胞から動物ま
で”,RCNP研究会,招待講演,10月1日2010年
(大阪)
10. 三 輪 佳 宏 “ 異 分 野 交 流 を 通 じ た 生 体 イ メ ー ジ
ング”,ぶんせき秘帖(日本分析化学会若手の
会),招待講演,大阪府羽衣青少年センター,8
月11日(2010年)
11. 三 輪 佳 宏 “ マ ウ ス 蛍 光 ラ イ ブ イ メ ー ジ ン グ の
基礎”,第11回Wakoつくばフォーラム,招待講
演,7月13日2010年(つくば)
12. 三輪佳宏“マウス生体イメージングによる薬物
動態解析”,招待講演,5月21日2010年(金沢)
13. 三輪佳宏,小林麻己人“芸術学生によるバイオ
サイエンスのイラストレーション:フォーラ
ム「磨いて活かせ! サイエンスイラスト」
(オーガナイズ)”,第82回日本生化学会大会,
招待講演,10月24日2009年(神戸 生化学会)
14. 三 輪 佳 宏 “ 蛍 光 タ ン パ ク 質 分 子 ス イ ッ チ の 応
用”,第82回日本生化学会大会,招待講演,10月
21日2009年(神戸 生化学会)
15. 三輪佳宏“マウス蛍光イメージングの可能性と
応用について”,金沢大学重点戦略中核拠点形成
第1回シンポジウム,招待講演,10月14日2009年
(金沢 金沢大学)
16. 三輪佳宏“蛍光寿命フローサイトメトリー:蛍
光タンパク質の特徴”,第1回光塾イメージング
若手の会,招待講演,8月15日2009年(神戸未来
ICT研究センター)
17. 三輪佳宏“プロジェクト概要と in vivo イメージ
ング”
,筑波大学 TARA 若手シンポジウム「新し
いイメージングに挑戦する異分野若手連携」,招
待講演,7 月 6 日 2009 年(筑波大学 TARA セン
ター)
19. 三輪佳宏,田中順子“マウス蛍光イメージング
のためのプローブ開発”,日本実験動物学会第 56
回年会,シンポジウム,招待講演・オーガナイズ,
5 月 15 日 2009 年(大宮ソニック)
20. 三輪佳宏,田中順子“蛍光タンパク質を応用し
た分子スイッチ機能プローブの開発”,日本分子
イメージング学会第 4 回年会,シンポジウム,
招待講演,5 月 14 日 2009 年(東京)
21. 三輪佳宏“生きた動物体内の低分子化合物を検
出するデグラトンプローブ”,徳島大学特別講演
会,招待講演,5 月 1 日 2009 年(徳島大学)
・その他の発表
1. 三輪佳宏,田中順子“Establishment of NIR fluorescent in toto imaging system”,第 34 回日本分子
生物学会年会,ポスター 12 月 11 日 2011 年(横
浜)
2. 田中順子,杉山結香,石上進太郎,吉野哲哉,
伊藤彰英,中尾洋一,
三輪佳宏“ケミカルスクリー
ニングに向けたハイスループット EGF シグナル
検出プローブの開発”
,第 34 回日本分子生物学
会年会,口頭発表 12 月 11 日 2011 年(横浜)
3. 三輪佳宏 “近赤外蛍光を用いたマウス非侵襲
whole body イメージング” 日本顕微鏡学会バイ
オメディカルニューマイクロスコープ分科会 口頭発表 3 月 6 日 2012 年(帝京大学)
5. 田中順子,三輪佳宏“蛍光寿命測定 FCM を用い
た FRET システムの利用”,BMB2010,ポスター,
12 月 9 日 2010 年(神戸)
特記事項
・学会,シンポジウム,研究会等の主催
筑波大学 TARA 若手シンポジウム「新しいイメー
ジングに挑戦する異分野若手連携」,2009 年 7 月 6
日(筑波大学 TARA センター)
・特許
特許第 4415152 号 「蛍光資料の蛍光の局在態様を
調べる方法」
平成 21 年 10 月 19 日取得 発明者 三輪佳宏
特許第 4944781 号「テトラサイクリン系抗生物質に
よるタンパク質分解制御法」平成 24 年 3 月 9 日 取得 発明者 三輪佳宏 出願 科学技術振興機構
・新聞,雑誌等の記事
なし
研究費取得状況
平成 23 年度
三輪佳宏 科学研究費補助金 新学術領域「蛍光生
体イメージ」(研究代表者) 6,600 千円
三輪佳宏 科学研究費補助金 基盤研究
(B)
( 研究
代表者) 1,900 千円
三輪佳宏 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究(研
究代表者) 1,200 千円
高橋 智 科学研究費補助金 基盤研究(S)
( 研究
分担者) 3,000 千円
平成 22 年度
三輪佳宏 科学研究費補助金 基盤研究
(B)
( 研究
代表者) 4,400 千円
三輪佳宏 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究(研
究代表者) 1,500 千円
高橋 智 科学研究費補助金 基盤研究(S)
( 研究
分担者) 3,000 千円
研究成果
18. 三輪佳宏,田中順子“蛍光寿命測定フローサイ
トメトリー”,日本蛋白質科学会第 9 回年会,ワー
クショップ,招待講演,5 月 20 日 2009 年(熊本
全日空ホテル)
4. 三輪佳宏,田中順子“マウス 3 次元蛍光イメー
ジング”
,BMB2010,ポスター,12 月 9 日 2010
年(神戸)
49
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
平成 21 年度
三輪佳宏 科学研究費補助金 基盤研究
(B)
( 研究
代表者) 7,100 千円
三輪佳宏 科学研究費補助金 挑戦的萌芽研究(研
究代表者) 1,300 千円
三輪佳宏 科学研究費補助金 特定領域研究「生命
システム情報」(研究代表者)4,000千円
研究成果
50
三輪佳宏 科学研究費補助金 特定領域研究「タン
パク質社会」(研究代表者) 2,900 千円
高橋 智 科学研究費補助金 基盤研究(S)
( 研究
分担者) 4,000 千円
4
アスペクト活動報告
51
4.1
生命の応答と変換アスペクト
時空間生命制御研究
アスペクト教授 柳澤 純 講師 村山明子 岸本恕征
A.平成 23 年度の活動報告
本プロジェクトでは、生命の時空間的制御メカニズムをエピジェノミクスの視点から捉え、さ
らにその人為的制御を可能にすることを目標とする。
柳澤プロジェクトでは、医薬基盤「保健医療分野における基礎的研究事業」において、癌細胞
増殖・転移を抑制するユビキチンリガーゼ CHIP の発現を人為的に促進させる化合物のスクリー
ニングを行い数個の候補化合物を得た。これらの化合物は、試験管レベルで乳がん細胞の増殖や
転移を抑制した。さらに、マウスを用いた評価により、これらの化合物が急性毒性作用を示さな
づいた化合物の最適化、及びマウスモデルによる評価を行った。本プログラムは、TGF- β シグ
ナル亢進は線維化疾患につながることから、腎臓で高発現している VDR を標的として、TGF- β
活動報告
いこと、in vivo においても癌転移抑制作用を持つことを見出した。また、最終年度を迎えた「タ
ーゲットタンパク研究プログラム」では、TGF- β シグナルを抑制する核内受容体リガンドに基
シグナルを抑制することにより、腎臓の線維化を治療することを目的とした。平成 23 年度には、
化合物側鎖構造と活性相関の検討により、ヒット化合物の最適化を行い、線維化モデルマウスを
用いた実験により、これらの化合物が副作用を出さずに、腎臓の線維化を特異的に抑制すること
を見出した。また、VDR による TGF- β シグナル抑制の分子メカニズムを明らかにすることがで
きた。さらに、現在有効な治療法がないアンドロゲン非依存的な前立腺がんの治癒を目的とした
「次世代がん研究プロジェクト」がスタートした。
柳澤プロジェクトのもう一つの柱である「核小体の機能解析」においては、細胞周期制御、血
球系の分化、オートファジー活性化、老化などの種々の細胞機能に関与する核小体因子を同定す
るために、RNAi による網羅的なスクリーニングを行った。また、本研究室で発見した、エネル
ギー調節に関与する核小体因子である NML の KO マウスを作製・解析し、NML が細胞レベル
だけではなく、マウス個体においてもエネルギーレベルを調節していることを見出した。さらに、
この NML による調節機構には、AMPK シグナル系が関与していることを発見した。
B.今後の計画
平成 24 年度柳澤プロジェクトでは、
「核小体の機能解析」については、得られた核小体因子が
どのようなメカニズムで、細胞周期制御、血球系の分化、オートファジー活性化、老化、エネル
ギー代謝などに関与しているかを明らかにすることを目標とする。本研究を通じて、核小体因子
の分子ネットワークを明らかにずることにより、核小体が種々の細胞機能を制御するハブとして
の普遍的な機能を持つという仮説の証明を目指す。また、医薬基盤「保健医療分野における基礎
的研究事業」については、これまでのスクリーニングで得られた候補化合物についての前臨床試
「次世代がん研
験を視野に入れ、製薬会社との共同研究を進め、特許の取得と実用化を目指す。
究プロジェクト」については、エストロゲン受容体を標的とした、リード化合物の取得を目指す。
53
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
4.2
生命の応答と変換アスペクト
生命情報機能研究
アスペクト教授 深水昭吉
A.平成 23 年度の活動報告
平成 23 年1月に行われたアスペクト教授再任審査の結果、生命環境科学研究科・深水昭吉(現
生命環境系)教授が再任された。これに伴い4月より、第2期『生活習慣病の発症基盤に関する
ゲノム応答ネットワークの解明』プロジェクトがスタートしている。本プロジェクトでは、生命
活動を営むための「恒常性維持」とそれを支える遺伝情報(プログラム)を解読・解明するため、
ゲノム、分子、細胞、という微視(ミクロ)から組織、器官、個体という巨視(マクロ)へのシ
ームレスな研究視点からのアプローチを試みている。
活動報告
本プロジェクトでは、第1期で糖代謝や細胞死シグナル伝達経路の鍵分子であるフォークヘッ
ド型転写因子の Akt 依存的なリン酸化が、アルギニンメチル化によって阻害される『アルギニ
ンメチル化 - リン酸化のリレー制御』について研究を展開したが、他方、個体の恒常性維持機構
解析の目的で線虫の遺伝学に基づく研究手法を確立し、寿命・老化現象と遺伝子ネットワークと
54
の関連を追求して来た。平成 23 年度ではこれらの研究が結実し、線虫のフォークヘッド型転写
因子に導入されたアルギニンメチル化修飾が、上記経路を遮断することで寿命延長効果を発揮す
ることを突き止めた。この一連の研究では、第1期においてタンパク質のアルギニンメチル化修
飾ががん細胞に対する細胞死シグナルとして、そして第2期で正常個体に対して生存(寿命延長)
シグナルとして機能することを明らかにしており、細胞死と個体の生存という複雑な現象をより
深く理解する上で重要な示唆を与えた。
TARA センターにおける本プロジェクトの役割としては、
平成 22 年度に開始した特別経費『生
命素子による生命高分子の機能制御研究』事業を、中核的プロジェクトとして他のプロジェクト
とともに推進しており、多くの研究成果を出しつつ今年度で終了を迎える。また、深水昭吉教授
を領域代表とした平成 23 年度文部科学省・新学術領域研究(研究領域提案型)
『生命素子による
転写環境とエネルギー代謝のクロストーク』が採択され、10 月より平成 27 年度までの4年6ヶ
月間遂行されている。当該研究領域内では、特に線虫を用いた転写現象と物質・エネルギー代謝
のクロストーク解析を精力的に行い、領域全体をリードする役割を担当する。
B.今後の計画
本研究プロジェクトは、生活習慣病の発症基盤の研究に端を発し、個体の寿命や細胞死に至る
幅広い研究テーマに対して、転写因子とゲノム情報解析の切り口から問題の解明に取り組んでい
る。平成 22 年度のセンター組織改革後も、他プロジェクトや学内外の研究者との共同研究も活
発に行われている。今後も多様な概念や方法論に基づいて、生体の恒常性維持と生活習慣病発症
の分子機構を解明し、さらに生命現象に関わる統一的理解を構築していきたい。
4.3
生命の応答と変換アスペクト
新物質創製研究
アスペクト教授 赤阪 健 講師 土屋敬広
A.平成 23 年度の活動報告
本プロジェクト「特異な分子構造と物性を持つナノカーボンの創製(数理物質系教授・赤阪
健)
」では、新規な物質の創製と制御された分子変換プロセスを開拓する研究を精力的に進めて
(Ⅰ)
の構造がこれまで予測されていた [email protected] ではなく、
いる。本年度は、
S c 内包フラーレン Sc2C82
2つの S c 原子とともに2つの炭素原子が C80 ケージに内包された [email protected] 構造であることを
13
13
C-enriched Sc2C82
(Ⅰ)
の C NMR 測定によって明らかにした。興味深いことに、2つの S c 原子
は室温で非等価、高温で等価になり、ケージ内の Sc2 C2 クラスターが室温では固定され、高温で
(I)誘導
の動的挙動の変化が分子対称性の変化として観測された初めての例である。また、Sc2C82
(Ⅰ)
/ Co
(OEP)の共結晶の X 線構造解析からも、Sc2C82(Ⅰ)
は [email protected]
体の単結晶および Sc2C82
活動報告
は回転することが示唆された。この結果は金属内包フラーレンにおいて、温度に対する内包種
(C2ν)構造であることが確認された。一方、Sc2C82
(II)
の構造についても検討を行ったところ、こ
(C3ν)構造を
の場合 [email protected] 構造ではなく、2つの Sc 原子が C82 ケージに内包された [email protected]
(C3ν)ケージを有する Sc2C2
有することが明らかになった。[email protected](C3ν)の酸化電位は、同じ C82
82
3ν)
内包フラーレン [email protected](C
のそれとは大きく異なることが明らかになった。これは、内包 C2
の有無がフラーレンの電子的特性に大きく寄与することを明らかにした初めての例である。次に、
(C 2ν)の化学的性質を明らかにする目的で、アダマンタンジアジリン
(AdN2)との光反
[email protected]
(C 2ν)ケージは 22 種類の非等価炭素を有するにもかかわらず、選択的に
応を行ったところ、C80
付加反応が進行することが明らかになった。付加体の構造は単結晶 X 線構造解析により明らか
にした。
B.今後の計画
赤阪プロジェクトでは、高効率且つ高位置選択的な金属内包フラーレンの新しい化学修飾法の
開発を行う。また、非局在型πスピンを有する電子的特性に優れた常磁性内包フラーレンに着
目し、金属ポルフィリンとの複合系を構築すると共にその光誘起電子移動挙動や結晶の電荷輸送
特性について検討を行う。
55
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
4.4
生命の応答と変換アスペクト
マルチメディア情報研究
アスペクト教授 牧野昭二
A.平成 23 年度の活動報告
活動報告
56
マルチメディア情報研究においては、ICT 分野における独自理論や基本技術の形成、産業界で
Defacto Standard となりうる実用技術の確立、研究成果の社会還元を指針に、2つの研究プロジェク
トが活発な研究活動に取り組み、大きな成果を上げた。
「脳科学と情報科学を融合させた生体マルチメディア情報研究」(代表 : システム情報系 牧野昭二教
授)では、音情報技術の生命科学への応用を目指して、平成 21 年度から研究をスタートさせ、平成 23
年度から講師1名と助教1名が加わった。平成 23 年度は、これまで培ってきた音情報技術を生体に応
用して、様々な生命現象を理解・評価・制御する、生体信号処理およびその要素技術の研究を行なった。
その結果、JST「さきがけ」における情報環境と人「生命のうごきが聞こえる:生命動態情報の可
聴化による「生き様」の理解」
(2011 年~ 2013 年)の支援のもと、認知心理学や音楽理論の知見を活
用し、生命の「うごき」を音に変換し、生命の躍動、つまり「生き様」を聴覚からとらえる技術を確
立し、観察・分析タスクの質的な転換を目指す研究を開始した。また、NTT研究所、理化学研究所、
JST-ERATO 岡ノ谷プロジェクト、ヤマハ、ホンダ リサーチ インスティチュートなどとの連携を図り、
研究を進めた。
「サステーナブルな計算環境の構築」(代表:システム情報系 加藤和彦教授)では、総務省「戦略的
情報通信研究開発推進制度(SCOPE)」における ICT イノベーション促進型研究開発「ディペンダブ
ルな自立連合型クラウドコンピューティング基盤の研究開発」(2009 年~ 2011 年)の支援のもと、サ
ーバ・ネットワーク・クライアントの3者を統合したディペンダブルなクラウドコンピューティング
基盤の実現を目指した研究開発を行なった。今年度は、サーバ・ネットワーク・クライアントのそれ
ぞれにおいて、ディペンダビリティを実現するための要素技術に関する研究開発を行い、より実用的
なシステムを目指して発展させるとともに、これらを統合したクラウド基盤のディペンダビリティの
評価を行なった。最終的に全体を統合したディペンダブルなクラウド環境に対して、可用性、信頼性、
完全性、保守性、機密性の 5 つの観点から定性的な評価を行い、総合的なディペンダビリティが実現
されていることを確認した。
B.今後の計画
マルチメディア情報研究は、平成 23 年度をもって加藤プロジェクトが終了し、平成 24 年度は牧野
プロジェクトのみの1プロジェクト体制で推進する。
牧野プロジェクトは、総務省「戦略的情報通信研究開発推進制度(SCOPE)」における ICT イノベ
ーション創出型研究開発 ライフ・イノベーションの推進「ALS患者のための音の空間情報を利用
したブレインマシンインタフェース(BMI)の研究開発」(2012 年~ 2014 年)の支援のもと、聴覚
BMIシステムの構築および重度身体障害者(ALS患者)のコミュニケーション手段としての試用・
評価を行なう。さらに、JST「さきがけ」による支援のもと、生命の「うごき」を音に変換し、生
命の「生き様」を聴覚からとらえる技術を確立し、観察・分析タスクの質的な転換を目指す。
今後も ICT 分野における革新技術の確立を目指して邁進すると同時に、研究と教育の両面において、
変化する社会情勢とその要求に答えるべく、異分野間連携・融合による学際領域の産官学共同研究を
推進して行く。
4.5
生命の応答と変換アスペクト
総合人間科学研究
アスペクト教授 宮内 卓
A.平成 23 年度の活動報告
本プロジェクトは、
「総合人間科学研究アスペクト」の一つのプロジェクトとして進展してき
た。その後、
「生命の応答と変換アスペクト」の一つのプロジェクトとして進行した。本プロジ
ェクトは、人間が身体的および精神的に健康で生きてゆくことを追求する研究を精力的に進めて
きた。本プロジェクト
「循環器系の応答と変換の新メカニズム解明による新しい治療法開発」
では、
生活習慣病により引き起こされる心臓血管病のメカニズムを解明する基礎研究に取り組むととも
に、心臓血管病の発症を予防するための運動療法と薬物療法の研究も精力的に進めた。特に、加
齢による動脈硬化度の増大を習慣的な運動の継続(運動トレーニング)が抑制するメカニズムに、
断薬とアンジオテンシン II 受容体遮断薬を用いた研究により解明した。エンドセリン遮断薬の通
常用量と高用量のヒトへの投与による血管反応を、肺高血圧患者と健常中高齢者での検討した研
活動報告
エンドセリン ︲1 とアンジオテンシン II が関与している可能性について、エンドセリン受容体遮
究成果なども報告した。本研究成果の一つとして、内因性エンドセリンは、加齢による血管変化、
血液透析患者の高血圧、肺高血圧症などの血管(肺循環・体循環の両方)病変に関与することが
示唆された。さらに、エンドセリン遮断薬の血管反応の運動トレーニング前後の違いに関する研
究も行った。また、アンジオテンシン受容体遮断薬と高血圧患者・心臓病患者に関する研究も行
った。これらの知見は、心臓血管疾患に対する運動療法と薬物療法の確立に大きく貢献する研究
成果と考えられる。
B.今後の計画
本プロジェクトにおいて、新しい薬物療法の確立を目指す。すなわち、心臓血管病発症のメカニズ
ムに関与していることが明らかになった各種心血管調節因子に着目して、より詳細なメカニズムの解
明に取り組むとともに、
新しい薬物療法の確立を目指す研究も推進させる。種々の循環器疾患(高血圧、
虚血性心疾患、不整脈、心不全など)に対して、生理・薬理・生化学的手法によるアプローチと分子・
細胞生物学的手法(バイオテクノロジーを含む)によるアプローチを用いたトランスレーショナルリ
サーチを推進する予定である。その中で、循環器薬物治療学・薬理学を特に力を入れ、さまざまな循
環器疾患治療薬について、その作用メカニズムと薬物投与による病態生理学的変化を、心臓血管作動
性物質(エンドセリン、NO、カテコールアミン など)の役割などを指標に、個体・臓器レベルのみ
でなく分子・細胞レベルから解明し、新治療法の開発を進める予定である。
さらに、運動療法に関する研究も精力的に進める。すなわち、非薬物療法と薬物療法の両面から、
心臓血管病の予防と治療に貢献する研究を推進させることにつながる基礎研究と臨床研究を行う。臨
床研究における対象患者としては、心不全患者を第一ターゲットにして、次に高血圧患者・肺高血圧
患者・狭心症患者・心筋症患者などを次に続くターゲットとする。これらの患者に対する、新薬物療
法が開発されることが期待される。
57
5
研究業績
59
5.1
生命の応答と変換アスペクト
時空間生命制御研究
5.1.1 エピゲノムの分子構造の解析とその制御方法の開発
研究代表者:柳澤純
原著論文
1. Komatsu Y, Waku T, Iwasaki N, Ono W, Yamaguchi C ,
Yanagisawa J. Global analysis of DNA methylation in
early-stage liver fibrosis. BMC Medical Genomics.
5:5(2012)
3. Kajiro M, Tsuchiya M, Kawabe Y, Furumai R,
Iwasaki N, Hayashi Y, Katano M, Nakajima Y, Goto
N, Watanabe T, Murayama A, Oishi H, Ema M,
Takahashi S, Kishimoto H, Yanagisawa J. The E3
ubiquitin ligase activity of Trip12 is essential for
mouse embryogenesis. PLoS One. 6(10):e25871.
(2011)
4. Goto N, Hiyoshi H, Ito I, Tsuchiya M, Nakajima Y,
Yanagisawa J. Estrogen and antiestrogens alter breast
cancer invasiveness by modulating TGF-β signaling
pathway Cancer Science, 102(8):1501-8,
(2011)
5. Kumazawa T, Nishimura K, Kuroda T, Ono W,
Yamaguchi C, Katagiri N, Tsuchiya M, Masumoto H,
Nakajima Y, Murayama A, Kimura K, Yanagisawa
J. Novel nucleolar pathway connecting intracellular
energy status with p53 activation J. Biol. Chem., 286
(23):20861-9,(2011)
6. Tsuchiya M, Katagiri N, Kuroda T, Kishimoto H,
Nishimura K, Kumazawa T, Iwasaki N, Kimura
K, Yanagisawa J. Critical role of the nucleolus
in activation of the p53-dependent postmitotic
checkpoint Biochemical and Biophysical Research
Communications, 407(2):378-82,(2011)
7. Nakajima Y, Akaogi K, Suzuki T, Osakabe A,
学会発表
(A)招待講演
1. 核小体のダイナミクスとその新機能.柳澤純.平
成 23 年度日本生化学会関東支部例会 2011.6.25.
(東京理科大学 東京)
2. 核小体ダイナミクス.柳澤純.第 63 回日本細胞
生物学会大会 2011.6.27.(北海道大学 札幌)
3. 核小体ダイナミクスとエネルギー代謝.柳澤純.
千葉・骨を守る会 2011.7.14.
(ホテルランクス 千葉)
4. 核内受容体の新規メカニズムと疾患.柳澤純.
第 51 回生命科学夏の学校 2011.9.2.(八王子セ
ミナーハウス 東京)
5. 核 小 体 因 子 N M L に よ る 生 体 内 代 謝 制 御 機
構.村山明子.第 5 回循環・代謝・老化研究会
2011.9.30.(芝欄会館別館 京都)
6. エピジェネティクスによる脂肪代謝制御.柳澤
純.第 37 回新潟脂質研究会 2011.11.17.(新潟
大学 新潟)
7. 核内受容体と疾患.柳澤純.第 5 回川島腎糸球
体カンファレンス 2011.11.19.
(内藤記念くすり
博物館 岐阜)
8. 核内受容体を介した転写と代謝のクロストーク.
柳澤純.第 12 回 Wako つくばフォーラム 転写
と代謝のクロストーク 病態バイオロジーの新
展開 2011.11.29.(筑波和光ホール つくば)
9. 性ステロイドホルモンと癌の新展開.柳澤純.
第 12 回関東ホルモンと癌研究会 2012.1.21.
(東
研究業績
2. Miyachi H, Kuwabara N, Oyama T, Tomioka D,
Ohashi M, Yanagisawa J, Shimizu T. Peroxisome
Proliferator-activated receptors
(PPARs)have multiple
binding points that accommodate ligands in various
conformations: Phenypropanoic acid-type PPAR
ligands bind to PPAR in different conformations,
depending on the subtype. J Merd Chem. 55
(2):893902;(2011)
Yamaguchi C, Sunahara N, Ishida J, Kako K, Ogawa
S, Fujimura T, Homma Y, Fukamizu A, Murayama A,
Kimura K, Inoue S, Yanagisawa J. Estrogen regulates
tumor growth through a nonclassical pathway that
includes the transcription factors ERβ and KLF5.
Science Signaling, 4(168): ra22,(2011)
61
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
京大学山上会館 東京)
(B)その他の学会発表
1. Bcl-2 functionally compensates for down-regulation
of ubiquitin ligase CHIP in breast cancer cells and
establishes drug resistance. Mai Tsuchiya, Hiroyuki
Kishimoto, Masashi Kajiro, Tatsuya Watanabe, Akiko
Murayama and Junn Yanagisawa(the EMBO meeting
2011 2011 年 9 月 10 ∼ 13 日 Vienna Austria)
2. NML plays a key role in NF-kB signaling Iwasaki
N, Oie S, Matsuzaki K, Murayama A, Yanagisawa J.
(the EMBO meeting 2011 2011 年 9 月 10 ∼ 13 日
Vienna Austria)
研究業績
62
3. The nucleolus connecting intracellular energy status
with p53 activation Takuya Kumazawa, Kazuho
N i s h i m u r a , Ta k a o K u r o d a , C h i e Ya m a g u c h i ,
Wakana Ono, Akiko Murayama, Keiji Kimura, Junn
Yanagisawa(the EMBO meeting 2011 2011 年 9 月
10 ∼ 13 日 Vienna Austria)
4. K L F5- E R α p a t h w a y i s r e s p o n s i b l e f o r t h e
contradictory effects of estrogen on prostate tumor
growth Asami Osakabe, Yuka Nakajima, Chie
Yamaguchi, Hiroko Ishikawa, Junn Yanagisawa
(the EMBO meeting 2011 2011 年 9 月 10 ∼ 13 日
Vienna Austria)
5. RNA content in the nucleolus alters p53 acetylation
Takao Kuroda, Naohiro Katagiri, Wakana Ono, Chie
Yamaguchi, Akiko Murayama, and Junn Yanagisawa
(the EMBO meeting 2011 2011 年 9 月 10 ∼ 13 日
Vienna Austria)
6. MYBBP1A degradation induced by nucleolar stress
requires p53 and APC/C. Chie Yamaguchi, Takao
Kuroda, Yuka Nakajima, Wakana Ono, and Junn
Yanagisawa(the EMBO meeting 2011 2011 年 9 月
10 ∼ 13 日 Vienna Austria)
7. A n a l y s i s o f t h e i n t e r a c t i o n d o m a i n b e t w e e n
MYBBP1A and p53 Wakana Ono, Takao Kuroda,
Naohiro Katagiri, Chie Yamaguchi, Akiko Murayama
and Junn Yanagisawa(the EMBO meeting 2011 2011
年 9 月 10 ∼ 13 日 Vienna Austria)
8. The nucleolar protein NML regulates the glucose
metabolism in vivo. Shohei Oie, Akiko Murayama,
Nao y a I w asak i, K azu ya Mats uzak i and J un n
Yanagisawa(the EMBO meeting 2011 2011 年 9 月
10 ∼ 13 日 Vienna Austria)
9. Estrogen receptor ligands regulate prostate tumor
formation through a nonclassical pathway that
includes ERα and KLF5 Yuka Nakajima, Kensuke
Akaogi, Asami Osakabe, Chie Yamaguchi, Hiroko
Ishikawa and Junn Yanagisawa(the EMBO meeting
2011 2011 年 9 月 10 ∼ 13 日 Vienna Austria)
10. Novel nucleolar pathway connecting intracellular
energy status with p53 activation Takuya Kumazawa,
Kazuho Nishimura, Takao Kuroda, Akiko Murayama,
Keiji Kimura, Junn Yanagisawa(第 70 回日本癌学会
学術総会 2011 年 10 月 3 ∼ 5 日 名古屋)
11. The regulation of breast cancer invasiveness by ERα
ligands through modulating TGF-β signaling Natsuka
Goto, Hiromi Hiyoshi, Ichiaki Ito, Yuka Nakajima,
Junn Yanagisawa(第 70 回日本癌学会学術総会 2011 年 10 月 3 ∼ 5 日 名古屋)
12. RNA content in the nucleolus alters p53 acetylation
Takao Kuroda, Naohiro Katagiri, Wakana Ono, Akiko
Murayama, and Junn Yanagisawa(第 70 回日本癌学
会学術総会 2011 年 10 月 3 ∼ 5 日 名古屋)
13. p53 and APC/C are involved in degradation of
nucloelar protein MYBBP1A induced by nucleolar
disruption. Chie Yamaguchi, Takao Kuroda, Yuka
Nakajima and Junn Yanagisawa(第 70 回日本癌学
会学術総会 2011 年 10 月 3 ∼ 5 日 名古屋)
14. MYBBP1A interacts with p53 C-terminal regulatory
domain Wakana Ono, Takao Kuroda, Naohiro
Katagiri, Akiko Murayama and Junn Yanagisawa(第
70 回 日 本 癌 学 会 学 術 総 会 2011 年 10 月 3 ∼ 5
日 名古屋)
15. The translocation of MYBBP1A may determine
nucleolar stress-induced cell fate Nishimura K,
Kumazawa T, Furumai R, Kuroda T, Murayama A,
Yanagisawa J(第 70 回日本癌学会学術総会 2011
年 10 月 3 ∼ 5 日 名古屋)
16. KLF5-ERα pathway is responsible for the biphasic
effects of estrogen on prostate tumor growth Yuka
Nakajima, Asami Osakabe, Chie Yamaguchi, and Junn
Yanagisawa(第 70 回日本癌学会学術総会 2011 年
10 月 3 ∼ 5 日 名古屋)
17. Down-regulation of CHIP expression results in drugresistance in breast cancer Mai Tsuchiya, Masashi
Kajiro, Hiroyuki Kishimoto, Tatsuya Watanabe, Kae
Soma, Akiko Murayama, Junn Yanagisawa(第 70 回
日本癌学会学術総会 2011 年 10 月 3 ∼ 5 日 名
古屋)
18. Critical role of the nucleolus in activation of the
p53-dependent postmitotic checkpoint Naohiro
Katagiri, Mai Tsuchiya, Takao Kuroda, Wakana Ono,
Akiko Murayama, Junn Yanagisawa(第 70 回日本癌
学会学術総会 2011 年 10 月 3 ∼ 5 日 名古屋)
20. Nucleolar protein NML.regulates immune response
and nutrient status. 岩崎直也,大家祥平,松崎和哉,
村山明子,柳澤純(第 34 回日本分子生物学会年
会 2011 年 12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
21. AICAR induces inhibition of p53 transcriptional
activity independently AMP-activated protein kinase
熊澤拓也,西村和帆,黒田貴雄,村山明子,柳
澤純(第 34 回日本分子生物学会年会 2011 年 12
月 13 ∼ 16 日 横浜)
22. K L F5- E R α p a t h w a y i s r e s p o n s i b l e f o r t h e
contradictory effects of estrogen on prostate tumor
formation Asami Osakabe, Hiroko Ishikawa, Yuka
Nakajima, Junn Yanagisawa(第 34 回日本分子生物
学会年会 2011 年 12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
23. Identification and analysis of a novel ERa ligand
which inhibits both breast cancer growth and
metastasis Natsuka Goto, Tsuyoshi Waku, Hiromi
Hiyoshi, Ichiaki Ito, Yuka Nakajima, Junn Yanagisawa
(第 34 回日本分子生物学会年会 2011 年 12 月
13 ∼ 16 日 横浜)
24. Nucleolar protein MYBBP1A regulates hematopoietic
cell differentiation Takao Kuroda, Naohiro Katagiri,
Wakana Ono, Akiko Murayama, and Junn Yanagisawa
(第 34 回日本分子生物学会年会 2011 年 12 月
13 ∼ 16 日 横浜)
26. MYBBP1A induces tetramerization of p53 小野和佳
奈,黒田貴雄,片桐尚宏,村山明子,柳澤純(第
34 回日本分子生物学会年会 2011 年 12 月 13 ∼
16 日 横浜)
27. 核小体タンパク NML による摂食中枢調整.松﨑
和哉,大家祥平,岩崎直也,村山明子,柳澤純(第
34 回日本分子生物学会年会 2011 年 12 月 13 ∼
16 日 横浜)
28. I m b a l a n c e i n r i b o s o m e b i o g e n e s i s i n d u c e s
MYBBP1A-dependent and –independent p53
activation Nishimura K, Kumazawa T, Furumai R,
Kuroda T, Murayama A, Yanagisawa J(第 34 回日本
分子生物学会年会 2011 年 12 月 13 ∼ 16 日 横
浜)
29. Nucleolar protein NML regulates whole-body energy
metabolism. Akiko Murayama, Shohei Oie, Naoya
Iwasaki, Kazuya Matsuzaki, and Junn Yanagisawa
(第 34 回日本分子生物学会年会 2011 年 12 月
13 ∼ 16 日横浜)
30. The nucleolus protein NML regulates whole-body
energy metabolism. 大家祥平,村山明子,岩崎直也,
松崎和哉,柳澤純(第 34 回日本分子生物学会年
会 2011 年 12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
31. Non-genomic pathway of VDR suppresses Renal
fibrogenesis via inhibiting TGF-β signaling. 渡部達
也,伊藤一明,青木政人,和久剛,長澤和夫,
柳澤純(第 34 回日本分子生物学会年会 2011 年
12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
32. Down-regulation of CHIP expression induces
resistance for anti-cancer agents in breast cancer
Mai Tsuchiya, Masashi Kajiro, Hiroyuki Kishimoto,
Tatsuya Watanabe, Kae Soma, Akiko Murayama, Junn
Yanagisawa( 第 34 回 日 本 分 子 生 物 学 会 年 会 2011 年 12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
33. A n u c l e o l a r p r o t e i n , N O L11 i s i n v o l v e d i n
centromeric localization of Aurora B kinase during
mitosis. 藤村亜紀子,木村圭志,柳澤純(第 34 回
研究業績
19. Global hypomethylation in human cancer leads to
enhanced fluctuation of gene expressions and increase
of cancer stem cells. Hiroyuki Kishimoto, Ryohei
Furumai, Mai Tsuchiya and Junn Yanagisawa(第 34
回日本分子生物学会年会 2011 年 12 月 13 ∼ 16
日 横浜)
25. MYBBP1A is degraded via p53 and APC/C under
nucleolar stress condition Chie Yamaguchi, Takao
Kuroda, Yuka Nakajima and Junn Yanagisawa(第 34
回日本分子生物学会年会 2011 年 12 月 13 ∼ 16
日 横浜)
63
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
日本分子生物学会年会 2011 年 12 月 13 ∼ 16 日
横浜)
34. Identification of the novel compound inhibiting breast
cancer invasiveness by inducing ubiquitin ligase CHIP
Hiromi Hiyoshi, Yuka Nakajima, Akiko Murayama,
Junn Yanagisawa(第 34 回日本分子生物学会年会
2011 年 12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
35. オートファジー誘導ストレスにおける核小体の
新規ストレスセンサー機能の探求.片桐尚宏,
熊澤拓也,黒田貴雄,小野和佳奈,村山明子,
柳澤純(第 34 回日本分子生物学会年会 2011 年
12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
研究業績
64
36. Nucleolar protein NML regulates whole-body energy
metabolism 剣持直哉,村山明子(第 34 回日本分
子生物学会年会 2011 年 12 月 13 ∼ 16 日 横浜)
37. 核内レセプターの新規機能解析と構造情報に基
づ い た 線 維 化 疾 患 治 療 法 の 開 発. 柳 澤 純. 平
成 23 年 度 タ ー ゲ ッ ト タ ン パ ク 成 果 発 表 会 2011.12.27.(東京大学薬学系総合研究棟 東京)
38. 核小体タンパク質 NML による個体でのエネル
ギー調節機構の解析.大家祥平,村山明子,岩
崎直也,松崎和哉,柳澤純(若手ワークショップ
@ 湯河原 2012 年 2 月 9 日∼ 11 日 和光純薬 湯河原研修所)
39. 核小体因子 NOL11 は AuroraB キナーゼの局在調
節を介して細胞分裂進行に関与する.藤村亜紀
子,木村圭志,柳澤純(若手ワークショップ @
湯河原 2012 年 2 月 9 日∼ 11 日 和光純薬 湯
河原研修所)
40. ER ligands ameliorate fatty liver via a non-classical
ER/LXR pathway Yoko Komatsu, Song-iee Han,
Akiko Murayama, Junn Yanagisawa(若手ワーク
ショップ @ 湯河原 2012 年 2 月 9 日∼ 11 日 和光純薬 湯河原研修所)
41. ビタミン D による腎臓線維化抑制の分子メカニ
ズム解析とそれに基づいた線維化治療薬への応
用.伊藤一明,青木政人,和久剛,渡部達也,
柳澤純(若手ワークショップ @ 湯河原 2012 年
2 月 9 日∼ 11 日 和光純薬 湯河原研修所)
42. ERβ ノンクラシカル経路の前立腺癌進行におけ
る役割.仲島由佳,刑部朝美,
石川寛子,赤荻健介,
柳澤純(若手ワークショップ @ 湯河原 2012 年
2 月 9 日∼ 11 日 和光純薬 湯河原研修所)
43. 核小体タンパク質 MYBBP1A は造血細胞の分化
を制御する.黒田貴雄,片桐尚宏,小野和佳奈,
村山明子,柳澤純(若手ワークショップ @ 湯河
原 2012 年 2 月 9 日∼ 11 日 和光純薬 湯河原
研修所)
5.2
生命の応答と変換アスペクト
生命情報機能研究
5.2.1 生活習慣病の発症基盤に関するゲノム応答ネットワーク
の解明
研究代表者:深水昭吉
原著論文
1. The C. elegans PRMT-3 possesses a type III protein
arginine methyltransferase activity. Takahashi Y,
Daitoku H, Yokoyama A, Nakayama K, Kim JD,
Fukamizu A. J. Recept. Signal Transduct. 31,
168-172(2011)
3. Arginine methylation of BCL-2 antagonist of cell
death(BAD)counteracts its phosphorylation and
inactivation by Akt. Sakamaki JI, Daitoku H, Ueno K,
Hagiwara A, Yamagata K, Fukamizu A. Proc. Natl.
Acad. Sci. USA. 108, 6085-6090(2011)
4. Asymmetric Arginine Dimethylation Determines Life
Span in C. elegans by Regulating Forkhead Transcription Factor DAF-16. Takahashi Y, Daitoku H, Hirota
K, Tamiya H, Yokoyama A, Kako K, Nagashima Y,
Nakamura A, Shimada T, Watanabe S, Yamagata K,
Yasuda K, Ishii N, Fukamizu A. Cell Metab. 13,
505-516(2011)
5. Estrogen Regulates Tumor Growth Through a
Nonclassical Pathway that Includes the Transcription Factors ERβ and KLF5. Nakajima Y, Akaogi
K, Suzuki T, Osakabe A, Yamaguchi C, Sunahara
N, Ishida J, Kako K, Ogawa S, Fujimura T, Homma
Y, Fukamizu A, Murayama A, Kimura K, Inoue S,
Yanagisawa J. Sci. Signal. 4, 168
(2011)
6. Central nervous system-specific deletion of transcription factor Nrf1 causes progressive motor neuronal
dysfunction. Kobayashi A, Tsukide T, Miyasaka T,
Morita T, Mizoroki T, Saito Y, Ihara Y, Takashima
A, Noguchi N, Fukamizu A, Hirotsu Y, Ohtsuji M,
Katsuoka F, Yamamoto M. Genes Cells 16, 692-703
(2011)
7. Production of free methylarginines via the proteasome
8. Pregnancy-associated homeostasis and dysregulation:
Lessons from genetically modified animal models.
Ishida J, Matsuoka T, Saito-Fujita T, Inaba S, Kunita
S, Sugiyama F, Yagami KI, Fukamizu A. J. Biochem.
150, 5-14
(2011)
9. Forced TR2/TR4 expression in sickle cell disease
mice confers enhanced fetal hemoglobin synthesis
and alleviated disease phenotypes. Campbell AD, Cui
S, Shi L, Urbonya R, Mathias A, Bradley K, Bonsu
KO, Douglas RR, Halford B, Schmidt L, Harro D,
Giacherio D, Tanimoto K, Tanabeb O, Engel JD. Proc.
Natl. Acad. Sci. USA. 108, 18808-18813(2011)
10. Physiological function of the angiotensin AT1a
receptor in bone remodeling. Kaneko K, Ito M,
Fumoto T, Fukuhara R, Ishida J, Fukamizu A, Ikeda
K. J. Bone. Miner. Res. 26, 2959-2966(2011)
11. A role for endothelial cells in promoting the maturation of astrocytes through the apelin/APJ system
in mice. Sakimoto S, Kidoya H, Naito H, Kamei
M, Sakaguchi H, Goda N, Fukamizu A, Nishida K,
Takakura N. Development 139,1327-1335(2012)
12. GSK3b regulates gluconeogenic gene expression
through HNF4a and FOXO1. Sakamaki JI, Daitoku
H, Kaneko Y, Hagiwara A, Ueno K, Fukamizu A. J.
Recept. Signal Transduct. 32, 96-1011(2012)
13. The sphingosine-1-phosphate transporter Spns2
expressed on endothelial cells regulates lymphocyte trafficking in mice. Fukuhara S, Simmons S,
Kawamura S, Inoue A, Orba Y, Tokudome T, Sunden
Y, Arai Y, Moriwaki K, Ishida J, Uemura A, Kiyonari
H, Abe T, Fukamizu A, Hirashima M, Sawa H, Aoki
J, Ishii M, Mochizuki N. J. Clin. Invest. 122, 14161426
(2012)
研究業績
2. Regulation of FoxO transcription factors by acetylation and protein-protein interactions. Daitoku H, Sakamaki JI, Fukamizu A. Biochim. Biophys. Acta. 1813,
1954-1960(2011)
and autophagy pathways in cultured cells. Shirakawa
T, Kako K, Shimada T, Nagashima Y, Nakamura A,
Ishida J, Fukamizu A. Mol. Med. Report. 4, 615-620
(2011)
65
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
14. Calcium Signaling through CaMKII Regulates
Hepatic Glucose Production in Fasting and Obesity.
Ozcan L, Wong CC, Li G., Xu T, Pajvani U, Park SK,
Wronska A, Chen BX, Marks AR, Fukamizu A, Backs
J, Singer HA, Yates JR 3rd, Accili D, Tabas I. Cell
Metab. 15, 739-751(2012)
15. Isolation and identification of novel neutrophil-activating cryptides hidden in mitochondrial cytochrome
C. Hokari Y, Seki T, Nakano H, Matsuo Y, Fukamizu
A, Munekata E, Kiso Y, Mukai H. Protein Pept. Lett.
19, 680-687(2012)
研究業績
66
16. Short-term suppression of the renin-angiotensin
system in mice associated with hypertension during
pregnancy. Ishimaru T, Ishida J, Nakamura S, Hashimoto M, Matsukura T, Nakamura A, Kunita S, Sugiyama F, Yagami K, Fukamizu A. Mol. Med. Report.
6, 28-32(2012)
17. Enhanced histamine production through the induction
of histidine decarboxylase by phorbol ester in Jurkat
cells. Nagashima, Y., Kako, K., Kim, J. D. and Fukamizu A. Mol. Med. Report. 6, 944-948
(2012)
総説論文
1. 転写因子修飾の新しい展開.坂巻純一,深水昭
吉.医学のあゆみ 237,617-622(2011)
2. エピゲノムマーク・アルギニンメチル化の生理
的役割.高橋悠太,大徳浩照,深水昭吉.実験
医学 29,2236-2240(2011)
3. Nη -置換アルギニン残基を含むペプチド性タンパ
ク質アルギニンメチル化酵素阻害剤.加香孝一
郎,深水昭吉.Chemical Biology 4, 10-11(2011)
著書
1. 疾患 モ デ ルマ ウス : 臓器 ・ 疾患 別 解析 ・実 験
法:代謝内分泌系・高血圧.石田純治,濱田樹
理,永野克将,村田知弥,中村匠子,松倉頼,
齋藤千明,深水昭吉.疾患モデルマウス表現型
解析指南 ,259-265,中山書店(2011)
学会発表
(A)
招待講演
1. レニン-アンジオテンシン系と血管機能の接点.
深水昭吉.第2回I-RAS Ibaraki Renin inhibitor
Academy Seminer, オークラフロンティアホテル
つくば,2011. 08.
2. アルギニンメチル化-リン酸化による寿命制御.
深水昭吉.第84回日本生化学大会,国立京都国
際会館,2011.09.
3. 転写と代謝のクロストーク.深水昭吉.第34回
日本分子生物学会年会バイオテクノロジーセミ
ナー,パシフィコ横浜,2011.12.
4. Regulation of lifespan in C. elegans by asymmetric
arginine dimethylation of forkhead transcription factor
DAF-16.深水昭吉.第34回日本分子生物学会年
会ワークショップ,パシフィコ横浜,2011.12.
5. 転写と代謝のクロストーク機能.深水昭吉.第
21回群馬遺伝子診療研究会.群馬大学医学部,
刀城会館,2012.02.
(B) その他の学会発表
・口頭発表
1. ヘテロな遺伝子座におけるH19 ICRの受精後刷り
込みメチル化解析.谷本啓司,松﨑仁美,岡村
永一,深水昭吉.第84回日本内分泌学会学術総
会,神戸国際会議場,2011.4.
2. 酵母人工染色体トランスジェニック・マウスを
用いたゲノム刷り込みメカニズムの解析.谷本
啓司.第5回日本エピジェネティクス研究会年
会,KKRホテル熊本,2011.5.
3. Asymmetric Arginine Dimethylation Determines
Lifespan in C. elegans by Regulating Forkhead
Transcription Factor DAF-16. Takahashi Y, Daitoku,
H, Hirota K, Tamiya H, Yokoyama A, Yasuda K,
Ishii N, Fukamizu A. 18th International C. elegans
M e e t i n g ,ア メ リ カ 合 衆 国 ・ ロ サ ン ゼ ル ス ,
2011.6.
4. Poly(ADP-ribose)polymerase-1による転写因
子F O X O1の機能調節と細胞増殖の制御.坂巻
純一,大徳浩照,吉用賢治,三輪正直,深水昭
吉. 第84 回 日本生 化学 学会大会 ,京都 国際会
館,2011.9.
5. アルギニンメチル化-リン酸化による寿命制御.
深水昭吉,高橋悠太,大徳浩照,坂巻純一,廣
田恵子.第84回日本生化学学会大会,京都国際
会館,2011.9.
6. 糖代謝調節における転写因子のクロストークと
ア ル ギ ニ ン メ チ ル 化 制 御 . 大 徳 浩 照 ,廣 田 恵
子,高橋悠太,深水昭吉.第84回日本生化学学
会大会,京都国際会館,2011.9.
7. ミトコンドリアチトクロームcに隠された新規好
中球活性化クリプタイドの単離・同定.保苅義
則,関哲郎,中野裕子,松尾優子,深水昭吉,
宗像英輔,木曽良明,向井英仁.第84回日本生
化学学会大会,京都国際会館,2011.9.
8. 血管平滑筋A P J受容体およびα1アドレナニン
受容体間の特異的ヘテロダイマー形成による血
管収縮増強機構の解明.永野克将,石田純治,
海野まどか,松倉頼,橋本達夫,梅村敏,村尾
命 ,木 村 健 二 郎 ,粕 谷 善 俊 ,深 水 昭 吉 . 第 3 4
回 日 本 高 血 圧 学 会 総 会 ,栃 木 県 総 合 文 化 セ ン
ター,2011.10.
10. C . e l e g a n s に お け る ア ル ギ ニ ン メ チ ル 化 酵 素
PRMT-1の寿命制御機構の解明.高橋悠太,大徳
浩照,廣田恵子,深水昭吉.第15回日本心血管
内分泌代謝学会学術総会,千里ライフサイエン
スセンター,2011.11.
11. Regulation of Lifespan in C.elegans by Asymmetric
Arginine Dimethylation of Forkhead Transcription
Factor DAF-16. Fukamizu A, Takahashi Y, Tamiya H,
Hirota K, Daitoku H. 第34回日本分子生物学会年
会,パシフィコ横浜,2011.12.15.
12. 線虫S-adenosylmethionine synthetase-1の産卵数
制御機構の解析.田宮寛子,廣田恵子,高橋悠
太,大徳浩照,石井直明,深水昭吉.第34回日
本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
13. Transcription factor FOXO1 is involved in the
UV-induced DNA damage response. 金子悠太,大
徳浩照,吉用賢治,深水昭吉.第34回日本分子
生物学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
14. ア ル ギ ニ ン メ チ ル 化 酵 素 P R M T- 1 は 転 写 因 子
D A F-16の機能制御を介して線虫の寿命を決定
する.横山敦子,高橋悠太,大徳浩照,廣田恵
15. 「官能基」に着目した生体低分子の探索法.中村
あゆみ,加香孝一郎,石田純治,永島裕介,嶋
田崇史,深水昭吉.第 34 回日本分子生物学会年
会,パシフィコ横浜,2011.12.
16. 7 回膜貫通型受容体・APJ と α 1アドレナリン受
容体間の相互作用メカニズムの解明.海野まど
か,永野克将,石田純治,深水昭吉.第 34 回日
本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
17. 線虫の S-adenosylmetionine 合成酵素遺伝子欠損
変異体における熱耐性に関する研究.萩原彩乃,
廣田恵子,高橋悠太,田宮寛子,渡邊哲史,大
徳浩照,深水昭吉.第 34 回日本分子生物学会年
会,パシフィコ横浜,2011.12.
18. Mouse renin distal enhancer is dispensable for its
expression in the kidney but essential for blood pressure homeostasis in the BAC-trasgene:renin-null
compound mice. Tanimoto K, Kanafusa S, Sugiura A,
Ishida J, Fukamizu A. 第 34 回日本分子生物学会年
会,パシフィコ横浜,2011.12.
19. Functional analysis of Sox-Oct motif in the establishhment of differential methylation at the transgenic
H19 ICR. Sakaguchi R, Okamura E, Tanimoto K. 第
34 回日本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,
2011.12.
20. Small RNA sequences in the H19 ICR are dispensable for its methylation imprinting in YAC transgenic
mice. Takahashi T, Matsuzaki H, Tanimoto K. 第
34 回日本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,
2011.12.
21. S-adenosylmetionine 量の変化に伴ったヒストンメチ
ル 化 の 解 析. 飯 塚 慧, 廣 田 恵 子, 大 徳 浩 照,
深水昭吉.第 34 回日本分子生物学会年会,パシ
フィコ横浜,2011.12.
22. ドキソルビシン誘発性心筋症における apelin-APJ
系の病態生理的役割の解析.濱田樹理,石田純
治,深水昭吉.第 6 回 炎症・脂質代謝・メタ
ボリサーチフォーラム ,東京大学,2012.1.
研究業績
9. 血管平滑筋APJ受容体 α1アドレナリン受容体
の特異的ヘテロダイマー形成による血管収縮増
強機構の解明.永野克将,石田純治,海野まど
か,松倉頼,村尾命,木村健二郎,粕谷善俊,
深水昭吉.第15回日本心血管内分泌代謝学会
学 術 総 会 ,千 里 ラ イ フ サ イ エ ン ス セ ン タ ー ,
2011.11.
子,田宮寛子,加香孝一郎,永島裕介,中村あ
ゆみ,嶋田崇史,渡辺哲史,山形一行,安田佳
代,石井直明,深水昭吉.第34回日本分子生物
学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
67
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
23. 妊娠高血圧症モデルマウスにおける AT1 受容体
阻害の臓器障害改善効果.石丸友博,石田純治,
中村匠子,松倉頼,橋本美凉,深水昭吉.第 17
回アンジオテンシンカンファレンス,千里ライ
フサイエンスセンター,2012.2.
24. 転写因子 FOXO1 は紫外線DNA損傷応答に関
与する.金子悠太.転写代謝システム・転写研究
会共催「若手ワークショップ@湯河原」,静岡,
2012.2.
25. C.elegans に お け る ア ル ギ ニ ン メ チ ル 化 酵 素
PRMT-1 の 寿 命 制 御 機 構 の 解 明. 高 橋 悠 太.転
写代謝システム・転写研究会共催「若手ワーク
ショップ@湯河原」,静岡,2012.2.
研究業績
68
26. 官能基に着目した生体低分子の探索法.中村あゆ
み,加香孝一郎,石田純治,永島裕介,嶋田崇史,
深水昭吉.転写代謝システム・転写研究会共催「若
手ワークショップ@湯河原」
,静岡,2012.2.
・ポスター発表
1. H19-ICR は連接するヘテロな DNA 断片を刷り込
みメチル化する活性を持つ.岡村永一,松﨑仁
美 , 坂口龍太,谷本啓司.第 5 回日本エピジェ
ネティクス研究会年会,KKR ホテル熊本,2011.5.
2. S-adenosylmethionine synthetase SAMS-1 regulates
brood size in C. elegan. Tamiya H, Hirota K, Takahashi Y, Daitoku H, Ishii N, Fukamizu A. 18th International C. elegans Meeting, アメリカ合衆国・ロサン
ゼルス,2011.6.
3. 血管平滑筋 APJ 受容体と α 1アドレナリン受容
体の特異的ヘテロダイマー形成による血管収縮
増強機構の解明.永野克将,石田純治,海野ま
どか,松倉頼,橋本達夫,梅村敏,村尾命,木
村健二郎,粕谷善俊,木村定雄,深水昭吉.第 2
回 Molecular Cardiovascular Conference Ⅱ,キロロ,
2011.9.
4. ex vivo 解析による妊娠高血圧マウスの血管拡張
能に関する研究.松倉頼,石田純治,永野克将,
石丸友博,中村匠子,深水昭吉.第 2 回 Molecular Cardiovascular Conference Ⅱ,キロロ,2011.9.
5. ミトコンドリアチトクロームcに隠された新規好
中球活性化クリプタイドの単離・同定.保苅義
則,関哲郎,中野裕子,松尾優子,深水昭吉,
宗像英輔,木曽良明,向井英仁.第84回日本生
化学学会大会,京都国際会館,2011.9.
6. Physiological function of the angiotensin AT1a
receptor in bone remodeling. Kaneko K, Ito M,
Fumoto T, Ishida J, Fukamizu A, Ikeda K. 第84回日
本生化学学会大会,京都国際会館,2011.9.
7. 線虫S-adenosylmethionine synthetase-1の産卵数
制御機構の解析.田宮寛子,廣田恵子,高橋悠
太,大徳浩照,石井直明,深水昭吉.第34回日
本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
8. 「官能基」に着目した生体低分子の探索法.中
村あゆみ,加香孝一郎,石田純治,永島裕介,
嶋田崇史,深水昭吉.第34回日本分子生物学会
年会,パシフィコ横浜,2011.12.
9. Transcription factor FOXO1 is involved in the
UV-induced DNA damage response.金子悠太,大
徳浩照,吉用賢治,深水昭吉.第34回日本分子
生物学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
10. ア ル ギ ニ ン メ チ ル 化 酵 素 P R M T- 1 は 転 写 因 子
D A F-16の機能制御を介して線虫の寿命を決定
する.横山敦子,高橋悠太,大徳浩照,廣田恵
子,田宮寛子,加香孝一郎,永島裕介,中村あ
ゆみ,嶋田崇史,渡辺哲史,山形一行,安田佳
代,石井直明,深水昭吉.第34回日本分子生物
学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
11. フォークヘッド転写因子D A F-16は線虫の損傷
乗り越え複製に関与する.松本佳保里,大徳浩
照 ,高 橋 悠 太 ,吉 用 賢 治 ,金 子 悠 太 ,深 水 昭
吉.第34回日本分子生物学会年会,パシフィコ
横浜,2011.12.
12. 7回膜貫通型受容体・APJとα1アドレナリン受
容体間の相互作用メカニズムの解明.海野まど
か,永野克将,石田純治,深水昭吉.第34回日
本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,2011.12.
13. 線虫のS-adenosylmetionine合成酵素遺伝子欠損変
異体における熱耐性に関する研究.萩原彩乃,
廣田恵子,高橋悠太,田宮寛子,渡邊哲史,大
徳浩照,深水昭吉.第34回日本分子生物学会年
会,パシフィコ横浜,2011.12.
14. Mouse renin distal enhancer is dispensable for its
expression in the kidney but essential for blood pressure homeostasis in the BAC-trasgene:renin-null
compound mice. Tanimoto K, Kanafusa S, Sugiura A,
Ishida J, Fukamizu A. 第34回日本分子生物学会年
会,パシフィコ横浜,2011.12.
15. Functional analysis of Sox-Oct motif in the establishhment of differential methylation at the transgenic
H19 ICR. Sakaguchi R, Okamura E, Tanimoto K. 第
34回日本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,
2011.12.
16. The chicken HS4 insulator does not protect the H19
ICR from differential methylation in YAC transgenic
mice. Okamura E, Matsuzaki H, Ushiki A, Tanimoto
K.第34回日本分子生物学会年会,パシフィコ横
浜,2011.12.
18. S-adenosylmetionine量の変化に伴ったヒストンメ
チル化の解析.飯塚慧,廣田恵子,大徳浩照,
深水昭吉.第34回日本分子生物学会年会,パシ
フィコ横浜,2011.12.
19. Impairment of apelin-APJ system aggravates anticancer drug-induced cardiac contractile Dysfunction.
Hamada J, Murata K, Ishida J, and Fukamizu A. 第
34回日本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,
2011.12.
20. Ig-Hepta 欠損マウスにおける膵 β 細胞量調節機
構の検討.高橋知哉,加藤明,一之瀬太郎,福
澤拓,阿部純平,D. M. Ariestanti,石田純治,深
水昭吉,広瀬茂久.第34回日本分子生物学会年
会,パシフィコ横浜,2011.12.
22. Small RNA sequences in the H19-ICR is dispensable
for its methylation imprinting in yeast artificial chromosome transgenic mice. Takahashi T, Matsuzaki
H, Okamura E, and Tanimoto K. Keystone Symposia
(Epigenomics),アメリカ合衆国,コロラド,
2012.01.
特記事項
受賞
1. 高橋悠太.第15回日本心血管内分泌代謝学会学
術総会若手研究奨励賞,千里,2011.11.
23 年度セミナー・研究会開催実績
・研究会
1. 平成 24 年度発足 新学術領域「生命素子による転
写環境とエネルギー代謝のクロストーク制御」
キックオフミーティングおよび領域説明会
平成 23 年 10 月 19 日(水)大手町サンケイプラザ
2. 新学術領域研究「生命素子による転写環境とエ
ネルギー代謝のクロストーク制御」(転写研究会
共催).
「 若手ワークショップ@湯河原」平成 24
年 2 月 9 日(木)─ 11 日(土) 和光純薬 湯河原研
修所
3. 転写代謝勉強会
平成 23 年 9 月 27 日(火)TARA センター セミ
ナー室
研究業績
17. Small RNA sequences in the H19 ICR are dispensable for its methylation imprinting in YAC transgenic
mice. Takahashi T, Matsuzaki H, and Tanimoto K. 第
34回日本分子生物学会年会,パシフィコ横浜,
2011.12.
21. The H19-ICR bears activities that can introduce
imprinted DNA methylation into adjacent, heterologous DNA sequences in YAC transgenic mice.
Okamura E, Sakaguchi R, Matsuzaki H, and Tanimoto
K. Keystone Symposia(Epigenomics),アメリカ
合衆国,コロラド,2012.01.
69
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
5.3
生命の応答と変換アスペクト
新物質創製研究
5.3.1 特異な分子構造と物性を持つナノカーボンの創製
研究代表者:赤阪 健
原著論文
1. S t r u c t u r a l E l u c i d a t i o n a n d R e g i o s e l e c t i v e
Functionalization of an Unexplored Carbide Cluster
Metallofullerene Sc 2 C 2 @C(6)
-C 82 , X. Lu, K.
S
Nakajima, Y. Iiduka, H. Nikawa, N. Mizorogi, Z.
Slanina, T. Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka, J. Am.
Chem. Soc. 133, 19553-19558(2011)
.
研究業績
70
2. E n a n t i o s e l e c t i v e S y n t h e s i s o f E n d o h e d r a l
Metallofullerenes, K. Sawai, Y. Takano, M. Izquierdo,
S. Filippone, N. Martin, Z. Slanina, N. Mizorogi, M.
Waelchli, T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase, J. Am.
Chem. Soc. 133, 17746-17752
(2011)
.
3. Stable Radical Anions Inside Fullerene Cages –
Formation of Reversible Electron Transfer Systems, T.
Tsuchiya, M. Wielopolski, N. Sakuma, N. Mizorogi,
T. Akasaka, T. Kato, D. M. Guldi, S. Nagase, J. Am.
Chem. Soc. 133, 13280-13283
(2011)
.
4. Crystallographic X-ray Analyses of [email protected](3)
-C80
2v
Reveal a Feasible Rule That Governs the Location of
a Rare Earth Metal inside a Medium-Sized Fullerene,
X. Lu, Y. Lian, C. Beavers, N. Mizorogi, Z. Slanina,
S. Nagase, T. Akasaka, J. Am. Chem. Soc. 133, 1077210775(2011)
.
5. Ferromagnetic Spin Coupling between Endohedral
Metallofullerene [email protected] and a Cyclodimeric Copper
Porphyrin upon Inclusion, F. Hajjaj, K. Tashiro, H.
Nikawa, N. Mizorogi, T. Akasaka, S. Nagase, K.
Furukawa, T. Kato, T. Aida, J. Am. Chem. Soc. 133,
9290-9292(2011)
.
6. Synthesis and Charge-Transfer Chemistry of [email protected]
I h-C80 / [email protected] h-C80 - Zinc Porphyrin Conjugates:
Impact of Endohedral Cluster, L. Feng, S. G.
Radhakrishnan, N. Mizorogi, Z. Slanina, H. Nikawa,
T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase, N. Martin, D.
Guldi, J. Am. Chem. Soc. 133, 7608-7618(2011)
.
7. Regioselective Bis-Functionalization of Endohedral
Dimetallofullerene, La [email protected] 80: Extremal La–La
Distance, M. O. Ishitsuka, S. Sano, H. Enoki, S. Sato,
H. Nikawa, T. Tsuchiya, Z. Slanina, N. Mizorogi, M. T.
H. Liu, T. Akasaka, S. Nagase, J. Am. Chem. Soc. 133,
7128-7134(2011)
.
8. R e g i o s e l e c t i v e C y c l o a d d i t i o n o f L a 2 @ I h - C 80
with Tetracyanoethylene Oxide: Formation of an
Endohedral Dimetallofullerene Adduct Featuring
Enhanced Electron-Accepting Character, M. Yamada,
M. Minowa, S. Sato, Z. Slanina, T. Tsuchiya, Y.
Maeda, S. Nagase, T. Akasaka, J. Am. Chem. Soc.
133, 3796-3799(2011)
.
9. Semi-Metallic Single-Component Crystal of Soluble
[email protected] Derivative with High Electron Mobility, S.
Sato, S. Seki, Y. Honsho, L. Wang, H. Nikawa, G.
Luo, J. Lu, M. Haranaka, T. Tsuchiya, S. Nagase, T.
Akasaka, J. Am. Chem. Soc. 133, 2766-2771(2011)
.
10. S c 2 C 2 @ C 80 R a t h e r t h a n S c 2 @ C 82 : Te m p l a t e d
Formation of Unexpected C(5)
-C80 and Temperature2v
Dependent Dynamic Motion of Internal Sc2C2 Cluster,
H. Kurihara, X. Lu, Y. Iiduka, N. Mizorogi, Z.
Slanina, T. Tsuchiya, T. Akasaka, S. Nagase, J. Am.
Chem. Soc. 133, 2382-2385(2011)
.
11. Radical Derivatives of Insoluble [email protected]: X-ray
Structures, Metal Positions and Isomerization, X. Lu,
H. Nikawa, T. Kikuchi, N. Mizorogi, Z. Slanina, T.
Tsuchiya, S. Nagase, T. Akasaka, Angew. Chem., Int.
Ed. 50, 6356-6359
(2011)
.
12. Covalently Linked [email protected] Hybrids:
Structural Elucidation and Investigation of
Intramolecular Interactions, L. Feng, Z. Slanina, S.
Sato, K. Yoza, T. Tsuchiya, N. Mizorogi, T. Akasaka, S.
Nagase, N. Martín, D. M. Guldi, Angew. Chem., Int.
Ed. 50, 5909-5912
(2011)
.
13. Highly Regioselective Synthesis of Bis-Aziridino[60]
fullerene with Sulfilimine, M. Okada, T. Nakahodo,
M. O. Ishitsuka, H. Nikawa, T. Tsuchiya, T. Akasaka,
T. Fujie, T. Yoshimura, Z. Slanina, S. Nagase, Chem.
Asian J. 6, 416-423(2011)
.
14. Oxygen Atom Transfer from Peroxide Intermediates
to Fullerenes, Y. Maeda, Y. Niino, T. Kondo, M.
Yamada, T. Hasegawa, T. Akasaka, Chem. Lett. 40,
1431-1433(2011)
.
15. Preparation and Characterization of Transparent and
Conductive Thin Films of Single-Walled Carbon
Nanotubes, Y. Maeda, K. Komoriya, K. Sode, J. Higo,
T. Nakamura, M. Yamada, T. Hasegawa, T. Akasaka,
T. Saito, J. Lu, S. Nagase, Nanoscale 3, 1904-1909
(2011)
.
17. Calculated Relative Yields for [email protected] and [email protected]
C82, Z. Slanina, F. Uhlık, S.-L. Lee, N. Mizorogi, T.
Akasaka, L. Adamowicz, Theor. Chem. Acc. 130,
549–554(2011)
.
18. Introduction of Azetidinimine Skeleton on C60, N.
Ueda, H. Nikawa, Y. Takano, M. O. Ishitsuka, T.
Tsuchiya, T. Akasaka, Heteroat. Chem. 2, 426-431
(2011)
.
総説論文
1. Organosulfur-based Fullerene Materials, T. Nakahodo,
M. O. Ishitsuka, Y. Takano, T. Tsuchiya, T. Akasaka,
A. Herranz, N. Martin, D. M. Guldi, S. Nagase, Phosphorus, Sulfur, Silicon Relat. Elem., 186(5): 13081311(2011)
.査読有り
2. 「金属内包フラーレン:その構造と電子的特性を
制御する」,山田道夫,佐藤悟,赤阪健,永瀬茂,
化学,Vol. 66, No. 10, p. 68-69(10 月号 2011)
.査
読無し
3. Current Progress on the Chemical Functionalization
and Supramolecular Chemistry of [email protected], Y. Maeda,
T. Tsuchiya, X. Lu, Y. Takano, T. Akasaka, S. Nagase,
Nanoscale, MINIREVIEW, 3, 2421-2429
(2011)
.査
読有り
4. Chemistry of endohedral metallofullerenes: the role
of metals, X. Lu, T. Akasaka, S. Nagase, Chem.
Commun., 47, 5942-5957(2011)
.
(Feature Article)査
5. 「常磁性金属内包フラーレン誘導体電荷輸送特
性」,佐藤悟,関修平,永瀬茂,赤阪健,PEN, Vol. 1,
No. 12, p. 13(March 2011)
.査読無し
著書
1. 「カーボンナノチューブへのカルボキシル基導入
とその官能基変換」,前田優,赤阪健,山田道夫,
長谷川正,炭素表面処理,技術情報協会出版,
pp. 61-71
(2011)
.
2. 「アミンによる単層カーボンナノチューブの分散
と分離」,前田優,赤阪健,山田道夫,長谷川正,
炭素表面処理,
技術情報協会出版,
pp. 51-60
(2011)
.
学会発表
(A)招待・依頼講演
1. New Vistas in Chemistry of Nanocarbons: Organic
Nanomaterials Based on Endohedral Metallofullerenes, Takeshi Akasaka, Forum for Nano-Materials
Science 2012, January 14, 2012, Xi’an Jiaotong
University, Xi’an, China.(招待講演)
2. New Vistas in Chemistry of Fullerenes: Organic
Nanomaterials based on Endohedral Metallofullerenes, Takeshi Akasaka and Shigeru Nagase, 43rd
IUPAC World Chemistry Congress,(MSN301-60
years and 60 carbons: Symposium on Fullerenes and
Supramolecular Chemistry in Honor of Professor Luis
Echegoyen)
, July 30-August 7, 2011, San Juan, Puerto
Rico.(招待講演)
3. New Vistas in Chemistry of Synthetic Carbon Allotopes: Organic Nanomaterials based on Endohedral
Metallofullerenes, Takeshi Akasaka and Shigeru
Nagase, The First Symposium on“Carbon Nanoforms”at Nanoscience, Nanotechnology and Molecular Materials Institute(INAMOL-UCLM), June 2-3,
2011, Toledo, Spain.
(基調講演)
4. Construction of Supramolecular System Based on
Endohedral Metallofullerene, Takahiro Tsuchiya,
MDF International Workshop: Open-shell Organic
Molecules –Synthesis and Electronic Structure
Freedom–, Umeda Sky Building, Japan, October 7–8,
2011.(招待講演)
5. フラーレン科学の新展開:金属内包フラーレン
の化学,土屋敬広,群馬大学工学系フロンティ
研究業績
16. S y n t h e s i s o f E n d o h e d r a l M e t a l l o f u l l e r e n e
Glycoconjugates by Carbene Addition, M. Yamada,
C. I. Someya, T. Nakahodo, Y. Maeda, T. Tsuchiya, T.
Akasaka, Molecules 16, 9495-9504(2011)
.
読有り
71
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
アリーダーコース 先端研究紹介講座,群馬大学,
平成 24 年 1 月 16 日(招待講演)
6. ナノカーボンの新展開:金属内包フラーレンの
化学,土屋敬広,CSJ 化学フェスタ 新化学技術
推進協会奨励研究講演会 ∼将来の化学産業を切
り拓く先進技術∼,早稲田大学,平成 23 年 11
月 13 日∼ 15 日(招待講演)
7. 湾曲型 π 共役化合物に基づく超分子系の構築,
土屋敬広,高次π空間の創発と機能開発 第 3 回
若手研究会,岡崎コンファレンスセンター,平
成 23 年 7 月 15 日∼ 16 日(依頼講演)
研究業績
72
(B)その他の学会発表
1. E l e c t r o n i c M o d u l a t i o n o f E n d o h e d r a l
Metallofullerenes by Chemical Functionalization,
Takeshi Akasaka, Mihico Yamada, Mari Minowa,
Satoru Sato, Naomi Mizorogi, Zdenek Slanina,
Takahiro Tsuchiya, Yutaka Maeda, Shigeru Nagase,
14th International Symposium on Novel Aromatic
Compounds(ISNA-14), Oregon, USA, 2011.7.
2. Tuning of electronic properties of endohedral
dimetallofullerene [email protected] by exohedral chemical
functionalization, Michio Yamada, Mari Minowa,
Satoru Sato, Naomi Mizorogi, Zdenek Slanina,
Takahiro Tsuchiya, Yutaka Maeda, Shigeru Nagase,
Takeshi Akasaka, The first symposium on“Carbon
Nanoforms”, Toledo, Spain, 2011.6.
3. S y n t h e s i s a n d C h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e
Conjugates Based on [email protected] and pi-Extended
Tetrathiafulvalene, Yuta Takano, Lai Feng, María
Ángeles Herranz, Nazario Martín, Shankara Gayathri
Radhakrishnan, Dirk M. Guldi and Takeshi Akasaka,
The First Symposium on“Carbon Nanoforms”
at Nanoscience, Nanotechnology and Molecular
Materials Institute(INAMOL-UCLM), Toledo,
Spain, 2011.6.
4. The Role that Internal Metals Play in Endohedral
Metallofullerenes, Xing Lu, Hidefumi Nikawa, Naomi
Mizorogi, Zdenek Slanina, Takeshi Akasaka, Shigeru
Nagase, 219th ECS Meeting, Montreal, Canada,
2011.5.
5. E v a l u a t i o n s o f N o n b o n d i n g I n t e r a c t i o n s i n
Endohedrally and Exohedrally Functionalized
Fullerenes, Naomi Mizorogi, Takeshi Akasaka,
Shigeru Nagase, 1st International Symposium on
Creation of Functional Materials, Tsukuba, Japan,
2011.12.
6. Characterization of Metallofullerene Sc2C82: [email protected]
C80 vs. [email protected], Hiroki Kurihara, Yuko Yamazaki,
Naomi Mizorogi, Zdenek Slanina, Takahiro Tsuchiya,
Shigeru Nagase, Takeshi Akasaka, 1st International
Symposium on Creation of Functional Materials,
Tsukuba, Japan, 2011.12.
7. Silylation of Endohedral Metallofullerene with
Silylene, Kumiko Sato, Masahiro Kako, Naomi
Mizorogi, Takahiro Tsuchiya, Takeshi Akasaka,
Shigeru Nagase, 1st International Symposium on
Creation of Functional Materials, Tsukuba, Japan,
2011.12.
8. Fullerenes Encaging Carbides: Structure and
Chemistry, Xing Lu, Koji Nakajima, Naomi Mizorogi,
Takeshi Akasaka, Shigeru Nagase, 1st International
Symposium on Creation of Functional Materials,
Tsukuba, Japan, 2011.12.
9. Endohedral Metallofullerenes: New Building Blocks
for Photoactive Donor-Acceptor System, Lai Feng,
Shankara Gayathri Radhakrishnanc, Naomi Mizorogi,
Zdenek Slanina, Michio Yamada, Takahiro Tsuchiya,
Takeshi Akasaka, Shigeru Nagase, Dirk M. Guldi, 1st
International Symposium on Creation of Functional
Materials, Tsukuba, Japan, 2011.12.
10. Unusual π-Electron Carbon Molecules Encaging
a Carbide Cluster: Structural Identification and
Regioselective Modification of [email protected], Takeshi
Akasaka, Xing Lu, Koji Nakajima, Naomi Mizorogi,
Shigeru Nagase, 3rd International Symposium on
Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its
Function, Tsukuba, Japan, 2011.11.
11. S y n t h e s i s a n d P h o t o p h y s i c a l P r o p e r t i e s o f
Metallofullerene-Zinc Porphyrin Dyads: Impact of
Endohedral Clusters, Lai Feng, Shankara Gayathri
Radhakrishnan, Naomi Mizorogi, Zdenek Slanina,
Michio Yamada, Takahiro Tsuchiya, Takeshi Akasaka,
Shigeru Nagase, Dirk M. Guldi, 3rd International
Symposium on Emergence of Highly Elaborated π
-Space and Its Function, Tsukuba, Japan, 2011.11.
12. Structural Determination and Characterization of
Metallofullerene Sc 2C 82, Hiroki Kurihara, Yuko
Yamazaki, Naomi Mizorogi, Zdenek Slanina,
Takahiro Tsuchiya, Shigeru Nagase, Takeshi Akasaka,
3rd International Symposium on Emergence of Highly
Elaborated π-Space and Its Function, Tsukuba,
Japan, 2011.11.
II
13. Co-crystallization of [email protected] with Ni(OEP)
,
Mitsuaki Suzuki, Xing Lu, Satoru Sato, Hidefumi
Nikawa, Naomi Mizorogi, Zdenek Slanina, Takahiro
Tsuchiya, Shigeru Nagase, Takeshi Akasaka , 3rd
International Symposium on Emergence of Highly
Elaborated π-Space and Its Function, Tsukuba,
Japan, 2011.11.
15. T h e R e a c t i v i t y C o n t r o l b y E n c a p s u l a t i o n o f
Endohedral Species, Yukiko Tanabe, Satoru Sato, Yuko
Iiduka, Makoto Hachiya, Hidefumi Nikawa, Naomi
Mizorogi, Takahiro Tsuchiya, Takeshi Akasaka,
Shigeru Nagase, 3rd International Symposium on
Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its
Function, Tsukuba, Japan, 2011.11.
16. Synthesis and Characterization of the Conjugates
Based on [email protected] and Tetracyanoanthraquinodimethane, Shota Obuchi, Yuta Takano, Naomi Mizorogi, Takahiro Tsuchiya, Takeshi Akasaka, M. Angeles
Herranz, Nazario Martin, Dirk M. Guldi, Shigeru
Nagase, 3rd International Symposium on Emergence
of Highly Elaborated π-Space and Its Function,
Tsukuba, Japan, 2011.11.
17. C o m p l e x a t i o n B e h a v i o r o f P a r a m a g n e t i c
Metallofullerene Ligand and Fused Zinc Porphyrin
Dimer, Azusa Oshima, Takahiro Tsuchiya, Takeshi
Akasaka, Atsuhiro Osuka, Shigeru Nagase, 3rd
International Symposium on Emergence of Highly
Elaborated π-Space and Its Function, Tsukuba,
Japan, 2011.11.
18. Synthesis and Isolation of Novel Derivatives of
Endohedral Metallofullerene, Takayoshi Tsuchiya,
Tsuyoshi Ito, Hidefumi Nikawa, Zdenek Slanina,
19. Synthesis and Characterization of Phenylene-linked
Fullerene Dimer, Kazuaki Nishimoto, Takahiro
Tsuchiya, Takeshi Akasaka, 3rd International
Symposium on Emergence of Highly Elaborated π
-Space and Its Function, Tsukuba, Japan, 2011.11.
20. La-metallofullerene / Organic Donor Dyads: Synthesis
and Evaluation of Intramolecular Charge Transfer,
Akira Nakata, Takahiro Tsuchiya, Takeshi Akasakam,
3rd International Symposium on Emergence of Highly
Elaborated π-Space and Its Function, Tsukuba,
Japan, 2011.11.
21. E l e c t r o n i c Tu n i n g o f L a 2 @ C 80 b y C h e m i c a l
Modification, Michio Yamada, Mari Minowa, Satoru
Sato, Naomi Mizorogi, Zdenek Slanina, Takahiro
Tsuchiya, Yutaka Maeda, Masahiro Kako, Shigeru
Nagase, Takeshi Akasaka, 43rd IUPAC World
Chemistry Congress, San Juan, Puerto Rico, 2011, 7.
22. 開口部を有する金属内包フラーレン誘導体の合
成,栗原広樹・飯塚裕子・イヴ ルービン・マー
カス ヴェルヒリ・溝呂木直美・ズデネク スラニ
ナ・土屋敬広・永瀬茂・赤阪健,日本化学会第
92 春季年会(2012)
,慶応義塾大学(横浜),2012.3.
23. 金属内包フラーレン [email protected] ラジカル誘導体の
合成とキャラクタリゼーション,齋藤正義・栗
原広樹・相澤俊博・加藤立久・ズデネク スラニナ・
永瀬茂・赤阪健,日本化学会第 92 春季年会(2012)
,
慶応義塾大学(横浜),2012.3.
24. 金 属クラ スタ ー内包 フラー レン 誘導体の 合成
と 構 造 解 析, 阿 部 玄 之・ 佐 藤 悟・ 齋 藤 千 春・
SLANINA Z.・土屋敬広・赤阪健・永瀬茂,日本
化学会第 92 春季年会(2012)
,慶応義塾大学(横
浜),2012.3.
25. ラジカル付加反応による [email protected] の可逆的電子
状態制御,高野勇太・生沼みどり・スラニナズ
デネク・赤阪健・加藤立久・永瀬茂,日本化学
会第 92 春季年会(2012)
,慶応義塾大学(横浜),
2012.3.
26. Novel Hybrid π-Electron Molecules Encaging
研究業績
14. Multi-functionalization of Paramagnetic Endohedral
Metallofullerene, Tsuneyuki Abe, Satoru Sato,
Yukiko Tanabe, Naomi Mizorogi, Takahiro Tsuchiya,
Takeshi Akasaka, Shigeru Nagase, 3rd International
Symposium on Emergence of Highly Elaborated π
-Space and Its Function, Tsukuba, Japan, 2011.11.
Naomi Mizorogi, Takahiro Tsuchiya, Takeshi
A k a s a k a , S h i g e r u N a g a s e , 3r d I n t e r n a t i o n a l
Symposium on Emergence of Highly Elaborated π
-Space and Its Function, Tsukuba, Japan, 2011.11.
73
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
a C a r b i de Cl us ter : S t ru ct u re s a nd Ch em ic al
Properties of Newly Recognized Carbide Cluster
Metallofullerenes,赤阪健,新学術領域「高次π
空間の創発と機能開発」第 7 回公開シンポジウム,
松山,2012.3.
27. Structures and Chemical Properties of Carbide
Cluster Fullerenes, Xing Lu, Hiroki Kurihara, Koji
Nakajima, Naomi Mizorogi, Takeshi Akasaka, Shigeru
Nagase, 第 42 回 フラーレン・ナノチューブ・グ
ラフェン総合シンポジウム,東京大学,2012.3.
28. 金属内包フラーレンを鍵物質とした有機ドナー
分子との超分子系の構築,土屋敬広・青山亮・佐
久間理子・溝呂木直美・赤阪健・DirkM.Guldi・
加藤立久・永瀬茂,第 38 回有機典型元素化学討
論会,金沢,2011.12.
研究業績
74
29. 化学修飾による [email protected] の電子アクセプター性
制御,山田道夫・美野輪まり・佐藤悟・溝呂木直美・
Zdenek Slanina・前田優・加固昌寛・永瀬茂・赤阪健,
第 22 回基礎有機化学討論会,つくば,2011.9.
30. 金属内包フラーレン Sc2C82 の構造決定とキャラ
クタリゼーション,栗原広樹・山崎裕子・溝呂木
直美・Zdenek Slanina・土屋敬広・赤阪健・永瀬茂,
第 22 回基礎有機化学討論会,つくば,2011.9.
31. 常磁性金属内包フラーレン多付加体の合成,阿
部玄之・佐藤悟・田邊由紀子・溝呂木直美・前
田優・土屋敬広・赤阪健・永瀬茂,日本化学会
第5回関東支部大会(2011)
,東京農工大,2011.8.
32. La 内包フラーレン/有機ドナー連結系の構築,
中田輝・土屋敬広・赤阪健・永瀬茂,日本化学会
第 5 回関東支部大会(2011)
,東京農工大,2011.8.
33. 金属内包フラーレンの骨格変換,武藤康弘・栗
原広樹・Zdenek Slanina・土屋敬広・赤阪健・永
瀬茂,日本化学会第 5 回関東支部大会(2011)
,東
京農工大,2011.8.
34. 金属内包フラーレン [email protected] の X 線構造解析,
鈴木光明・佐藤悟・Lu Xing・二川秀史・土屋敬
広・溝呂木直美・Zdenek Slanina・赤阪健・永瀬茂,
日本化学会第5回関東支部大会(2011)
,東京農工
大,2011.8.
35. Non-IPR 構造を持つ金属内包フラーレンの骨格変
換,武藤康弘・栗原広樹・スラニナ ズデネク・
土屋敬広・永瀬茂・赤阪健,日本化学会第 92 春
季年会(2012)
,慶応義塾大学(横浜),2012.3.
36. Synthesis and Characterization of Covalently Linked
[email protected] Hybrids,馮莱・スラニナズデ
ネク・佐藤悟・与座健治・土屋敬広・溝呂木直
美・赤阪健・永瀬茂,第 42 回 フラーレン・ナノ
チューブ・グラフェン総合シンポジウム,東京
大学,2012.3.
37. N e w F u n c t i o n a l i z a t i o n o f E n d o h e d r a l
Metallofullerene with Silylene,佐藤久美子,加固
昌寛,鈴木光明,溝呂木直美,土屋敬広,赤阪健,
永瀬茂,第 42 回 フラーレン・ナノチューブ・グ
ラフェン総合シンポジウム,東京大学,2012.3.
38. 金属内包フラーレンとアジリジンの反応,前田
優・上田ちひろ・菊地徹・山田道夫・長谷川正・
赤阪健,第 38 回有機典型元素化学討論会,金沢,
2011.12.
39. カーボンナノチューブのハロゲン化アルキルに
よる還元的化学修飾,斉藤和磨・千葉友莉子・
赤松範久・山田道夫・前田優・長谷川正・赤阪健,
第 22 回基礎有機化学討論会,つくば,2011.9.
40. Molecular Structure of Endohedral Metallofullerene
[email protected] -C80, Lai Feng, Mitsuaki Suzuki, Naomi
Mizorogi, Lu Xing, Michio Yamada, Takahiro
Tsuchiya, Takeshi Akasaka, Shigeru Nagase, 第 22 回
基礎有機化学討論会,つくば,2011.9.
41. 常磁性金属内包フラーレンの可逆的ラジカル反
応,高野勇太・生沼みどり・スラニナ ズデネク・
土屋敬広・赤阪健・加藤立久・永瀬茂,第 22 回
基礎有機化学討論会,つくば,2011.9.
42. 常磁 性金 属内包フ ラー レン多 付加体 の合 成 と
キャラクタリゼーション,阿部玄之・佐藤悟・
田邊由紀子・溝呂木直美・土屋敬広・赤阪健・
永瀬茂,第 22 回基礎有機化学討論会,つくば,
2011.9.
43. 金属内包フラーレン [email protected] の位置選択的付加
反応,石塚みどり・佐野翔吾・榎春香・佐藤悟・
二川秀史・土屋敬広・Zdenek Slanina・溝呂木直
美・赤阪健・永瀬茂,第 22 回基礎有機化学討論会,
つくば,2011.9.
44. 架橋型フラーレンダイマーの合成,西本一彬・
土屋敬広・赤阪健,第 22 回基礎有機化学討論会,
つくば,2011.9.
45. 常 磁性 金 属 内包 フ ラー レ ン配 位子と 縮 環ポ ル
フィリン二量体の錯形成挙動,大島あずさ・土
屋敬広・赤阪健・大須賀篤弘・永瀬茂,第 22 回
基礎有機化学討論会,つくば,2011.9.
46. 金 属 内 包 フ ラ ー レ ン [email protected] に 電 子 受 容 性 置
換 基 を 導 入 し た 新 規 ド ナ ー・ ア ク セ プ タ ー 連
結型分子の合成と構造解析,大淵翔太・高野勇
太・溝呂木直美・土屋敬広・赤阪健・M. Angeles
Herranz・Nazario Martin・永瀬茂,第 22 回基礎有
機化学討論会,つくば,2011.9.
48. 内包金属がフラーレンケージに及ぼす影響,田
邊由紀子・佐藤悟・溝呂木直美・土屋敬広・赤
阪健・永瀬茂,第 22 回基礎有機化学討論会,つ
くば,2011.9.
49. 金 属 内 包 フ ラ ー レ ン の 新 規 誘 導 体 の 合 成 と
単 離, 土 屋 貴 芳・ 伊 藤 剛・ 二 川 秀 史・Zdenek
SLANINA・溝呂木直美・土屋敬広・赤阪健・永瀬茂,
第 22 回基礎有機化学討論会,つくば,2011.9.
50. 金属内包フラーレン [email protected] の骨格変換,武藤
康弘・栗原広樹・Zdenek Slanina・土屋敬広・永
瀬茂・赤阪健,第 22 回基礎有機化学討論会,つ
くば,2011.9.
51. [email protected](9)-C
2v
82 の分子構造,鈴木光明・Xing Lu・
佐藤悟・二川秀史・溝呂木直美・Zdenek Slanina・
土屋敬広・永瀬茂・赤阪健,第 22 回基礎有機化
学討論会,つくば,2011.9.
52. Multi-functionalization of Paramagnetic Endohedral
Metallofullerene, Tsuneyuki Abe, Satoru Sato, Yukiko
Tanabe, Naomi Mizorogi, Takahiro Tsuchiya, Takeshi
Akasaka, Shigeru Nagasem 第 41 回フラーレン・ナ
ノチューブ・グラフェン総合シンポジウム,東京,
2011.9.
53. Synthesis and characterization of electron donoracceptor conjugates based on [email protected] and tetracyanoanthraquinodimethanem Shota Obuchi, Yuta
54. F r a m e w o r k t r a n s f o r m a t i o n o f e n d o h e d r a l
metallofullerene, Yasuhiro Muto, Hiroki Kurihara,
Zdenek Slanina, Takahiro Tsuchiya, Shigeru Nagase,
Takeshi Akasaka, 第 41 回フラーレン・ナノチュー
ブ・グラフェン総合シンポジウム,東京,2011.9.
55. カーボンナノチューブ透明導電性膜における長
さとヘリシティーの影響,小森谷一記・浦野裕
貴・山田道夫・前田優・長谷川正・赤阪健,日
本化学会第 5 回関東支部大会(2011)
,東京農工大,
2011.8.
56. 常磁性金属内包フラーレン配位子の錯形成挙動,
大島あずさ・土屋敬広・赤阪健・大須賀篤弘・
永瀬茂,日本化学会第 5 回関東支部大会(2011)
,
東京農工大,2011.8.
57. 金属内包フラーレンに電子受容性置換基を導入
した新規ドナー・アクセプター連結型分子の合
成と構造解析,大淵翔太・高野勇太・溝呂木直美・
土屋敬広・赤阪健・HERRANZ Maria Angeles・
MARTIN Nazario・永瀬茂,日本化学会第5回関
東支部大会(2011)
,東京農工大,2011.8.
58. 同一のケージ構造を有する空フラーレンと金属
内包フラーレンの比較,田邊由紀子・佐藤悟・
溝呂木直美・土屋敬広・赤阪健・永瀬茂,日本
化学会第 5 回関東支部大会(2011)
,東京農工大,
2011.8.
59. 新規金 属内 包フラ ーレ ン誘導体 の 効率 的 抽出
法による単離,土屋貴芳・伊藤剛・二川秀史・
Zdenek SLANINA・溝呂木直美・土屋敬広・赤阪健・
永瀬茂,日本化学会第 5 回関東支部大会(2011)
,
東京農工大,2011.8.
60. 金属内包フラーレン誘導体の電荷輸送特性,佐
藤悟・関修平・本庄義人・Lu Wang・二川秀史・
Luo Guangfu・Lu Jing・原中正行・土屋敬広・永
瀬茂・赤阪健,新学術領域「高次 π 空間の創発
と機能開発」第 6 回公開シンポジウム,岡崎コ
ンファレンスセンター,2011.7.
特記事項
1. 赤阪健,平成 23 年度科学技術分野の文部科学大
研究業績
47. La 内包フラーレン/有機ドナー連結系の合成と
分子内電荷移動相互作用の評価,中田輝・土屋
敬広・赤阪健・永瀬茂,第 22 回基礎有機化学討
論会,つくば,2011.9.
Takano, Naomi Mizorogi, Takahiro Tsuchiya, Takeshi
Akasaka, M. Angeles Herranz, Nazario Martin,
Shigeru Nagase, 第 41 回フラーレン・ナノチュー
ブ・グラフェン総合シンポジウム,東京,2011.9.
75
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
臣表彰・科学技術賞
(研究部門)
を受賞,2011.4.11.
2. 赤阪健,筑波大学 2011 BEST FACULTY MEMBER
を受賞,2012.2.28.
7. 赤阪健,TARA 公開セミナーを開催,Professor
Tomas Torres(Autonomous University of Madrid,
Spain)
「Phthalocyanines: old dyes, new molecular
materials」,2011.11.4.
3. 赤 阪 健, 筑 波 大 学 戦 略 イ ニ シ ア テ ィ ブ
(A)
「機
能物質創製研究拠点」プロジェクト代表とし
て,1st International Symposium on Creation of Functional Materials-Hybridization between Main Group
Element Chemistry and π-Electron Chemistry- を開
催,筑波大学大学会館,2011.12.17-18.
4. 赤阪健,領域代表及び世話人として科研費新学
術領域研究「高次π空間の創発と機能開発」第
3 回国際シンポジウムを開催,つくば国際会議場,
2011.11.18-19.
研究業績
76
5. 赤阪健,実行委員長として第 22 回基礎有機化学
討論会を開催,つくば国際会議場,2011.9.21-23.
6. 赤阪健,第 119 回米国電気化学年会においてシン
ポジウム "Endofullerenes and Carbon Nanocapsules"
のオーガナイザー,モントリオール,カナダ,
2011.5.1-6.
8. 赤阪健,TARA 公開セミナーを開催,加藤立久教
授
(京都大学高等教育研究機構)
「複数スピンの結
び付き "Coupled Spins in Molecular Complexes"」,
2012.2.23.
9. 赤阪健,若原孝次,前田優,片浦弘道,丸山茂夫,
特許取得第 4792591 号,
「単層カーボンナノチュー
ブの加工処理法」,2011.8.5.
5.4
生命の応答と変換アスペクト
マルチメディア情報研究
5.4.1 脳科学と情報科学を融合させた生体マルチメディア
情報研究
研究代表者:牧野昭二
研究論文
1. Blind source separation of mixed speech in a high
reverberation environment. Iso K, Araki S, Makino
S, Nakatani T, Sawada H, Yamada T, Nakamura A.
Proc. HSCMA2011. 36-39(2011)
3. Multichannel EEG separation in HHT domain.
Rutkowski T.M, Mandic D. P, Cao J, Przybyszewski
A. W. The Third International Conference on HilbertHuang Transform: Theory and Applications. 78-79
(2011) 4. C. elegans meets data sonification: Can we hear its
elegant movement?. Terasawa H, Takahashi Y, Hirota
K, Hamano T, Yamada T, Fukamizu A, Makino S.
Proc. Sound and Music Computing Conference.
77-82(2011) 5. Towards a personalized technical ear training
program: An investigation of the effect of adaptive
feedback. Kaniwa T, Kim S, Terasawa H, Ikeda
M, Yamada T, Makino S. Proc. Sound and Music
Computing Conference. 439-443
(2011) 6. Investigating listeners’preference and brain responses
of multichannel- reproduced piano music. Kim S,
Rutkowski T. M. Society for Music Perception and
Cognition 2011. 79(2011) 7. EEG auditory steady state responses classification
for the novel BCI. Higashi H, Rutkowski T. M,
Washizawa Y, Cichocki A, Tanaka T. Proc. the 33rd
Annual International Conference of the IEEE EMBS.
4576-4579(2011)
8. Auditory brain-computer/machine-interface para-
9. Using spectral fluctuation of speech in multi-feature
HMM-based voice activity detection. Espi M,
Miyabe S, Nishimoto T, Ono N, Sagayama S. Proc.
ISCA. 2613-2616(2011) 10. CENSREC-4: An evaluation framework for distanttalking speech recognition under reverberant environments. Fukumori T, Nishiura T, Nakayama M, Denda
Y, Kitaoka N, Yamada T, Yamamoto K, Tsuge S, Fujimoto M, Takiguchi T, Miyajima C, Tamura S, Ogawa
T, Matsuda S, Kuroiwa S, Takeda K, Nakamura S.
Acoustical Science and Technology. 32, 5, 201-210
(2011)
11. Application of multivariate empirical mode decomposition for cleaning eye blinks artifacts from EEG
signals. E. Gallego-Jutgla, J. Sole-Casals, Rutkowski
T.M, Cichocki A. Proc. NCTA2011, 455-460(2011)
12. A study on sound image control method for operational support of touch panel display. Amano
S , Ya m a d a T, M a k i n o S , K i t a w a k i N . P ro c .
APSIPA2011. Thu-PM.PS2, 1-1
(2011) 13. Spatial location and sound timbre as informative cues
in auditory BCI/BMI - electrodes position optimization for brain evoked potential enhancement. Cai Z,
Terasawa H, Makino S, Yamada T, Rutkowski T.M.
Proc. APSIPA2011. Wed-PM.SS4, 1-6(2011) 14. New EEG components separation method: Data
driven Huang-Hilbert transform application to auditory BMI paradigm. Rutkowski T.M, Zhao Q, Mandic
D.P, Cai Z, Cichocki A, Makino S, Przybyszewski
A.W. Proc. Neuroscience 2011. 627.15/AAA32
(2011) 15. Visualization of conversation flow in meetings by
analysis of direction of arrivals and continuousness of
研究業績
2. What we listen to with music: seeking a general
theory of musical emotion with the aid of the
humanities perspectives. Shibayama T, Terasawa H,
Ohmura H, Hoshi-Shiba R, Hamano T, Fukino M,
Okanoya K, Furukawa K. The Asian Conference on
Arts and Humanities 2011. 330-337
(2011)
digms design. Rutkowski T.M. Haptic and Audio
Interaction Design. 6851 of Lecture Notes in
Computer Science, 110-119(2011) 77
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
utterance. Katoh M, Sugimoto Y, Miyabe S, Makino
S, Yamada T, Kitawaki N. Proc. Tunisian-Japan
Symposium on Science, Society & Technology. 1-5
(2011) 16. Performance estimation of noisy speech recognition
considering the accuracy of acoustic models. Takaoka
T, Yamada T, Makino S, Kitawaki N. Proc. TunisianJapan Symposium on Science, Society & Technology.
1-4(2011) 17. Performance estimation of noisy speech recognition
based on short-term noise characteristics. Morishita
E, Yamada T, Makino S, Kitawaki N. Proc. TunisianJapan Symposium on Science, Society & Technology.
1-4(2011) 研究業績
78
音響学会誌 .68, 2, 74-85(2012) 24. Structural analysis of responses to musical tonality:
Commonality with the neural processing of emotion
in language. Ohmura H, Hamano T, Rutkowski
T.M, Terasawa H, Okanoya K, Furukawa K. Proc.
EVOLANG9. 510-511(2012)
25. New analytical update rule for TDOA inference
for underdetermined BSS in noisy environments.
Maruyama T, Araki S, Nakatani T, Miyabe S, Yamada
T, Makino S, Nakamura A. Proc. ICASSP2012.
269-272(2012) 26. Multivariate EMD based approach to EOG artifacts
separation from EEG. Molla M.K.I, Tanaka T,
Rutkowski T.M. Proc. ICASSP2012. 653-656(2012)
18. Underdetermined BSS with multichannel complex
NMF assuming w-disjoint orthogonality of source.
Takeda K, Kameoka H, Sawada H, Araki S, Miyabe
S, Yamada T, Makino S. Proc. IEEE TENCON2011.
806-809(2011) 27. Multivariate entropy analysis with data-driven scales.
Ahmed M.U, Rehman N.U, Looney D, Rutkowski
T.M, Kidmose P, Mandic D. Proc. ICASSP2012.
3901-3904(2012)
19. Restoration of clipped audio signal using recursive
vector projection. Miura S, Nakajima H, Miyabe
S, Makino S, Yamada T, Nakadai K. Proc. IEEE
TENCON2011. 87-790
(2011) その他
1. 雑音抑圧音声の主観・客観品質評価法.山田武志,
牧野昭二,北脇信彦,日本音響学会誌 ,67,10,
476-481(2011)
20. Music performance with‘imagery instrument’by
real-time categorisati on of brain activities. Hamano
T, Furukawa K, Rutkowski T.M, Hamano T, Ohmura
H, Hoshi-Shiba R, Terasawa H, Okanoya K. Power of
Music Abstracts - The 34th National Conference of the
Musicological Society of Australia and the 2nd International Conference on Music and Emotion. 46-47
(2011) 21. Real-time controllable interface for music performance using electroencephalography. Hamano T,
Rutkowski T.M, Ohmura H, Terasawa H, Hoshi-Shiba
R, Okanoya K, Furukawa K. Proc. Asia Computer
Music Project 2011. 47-52
(2011) 22. Sound-design for the data sonification of C. elegans'
dynamic motion. Terasawa H, Hamano T. Proc. Asia
Computer Music Project 2011. 43-46
(2011) 23. 劣決定音源分離のための分離音声のケプストラ
ムスムージング.安齊祐美,荒木章子,牧野昭二,
中谷智広,山田武志,中村篤,北脇信彦.日本
学会発表
(A)招待講演
1. Blind audio source separation based on independent
component analysis. Makino S. University of Edinburgh, United Kingdom, 2011.6
2. 音声の抑揚を活用したサウンドデザイン.寺澤
洋子.ヤマハ株式会社,静岡,2011.6
3. Max Mathews と歌うコンピュータ.寺澤洋子.
Sonic Arts Project Vol.2,東京,2011.7
4. Blind audio source separation based on independent
component analysis. Makino S. University of Trento,
Italy, 2011.8
5. Blind speech separation based on independent
component analysis and sparse component analysis.
Makino S, Sawada H. 2011 Annual Conference of the
International Speech Communication Association,
Italy, 2011.8
6. Towards an Interactive Auditory Brain-Computer
Interface: State of the Art and Open Challenges.
Rutkowski T.M. HAID 2011 Conference, Japan,
2011.8
2. スピーカ間の音量差に基づく音像生成手法にお
ける個人適応の検討.天野成祥,山田武志,牧
野昭二,北脇信彦.日本音響学会秋季研究発表会,
島根,2011.9
7. IEEE Signal Processing Society Kansai Chapter.
Makino S. Kansai University, Japan, 2011.9
3. 雑音抑圧音声の総合品質推定モデルの改良とそ
の客観品質評価への適用.藤田悠希,山田武志,
牧野昭二,北脇信彦.日本音響学会秋季研究発
表会,島根,2011.9
8. Tutorial: Towards Interactive Auditory BrainComputer Interface: State of the Art and Open
Challenges. Rutkowski T.M. Imperial College
London, United Kingdom, 2011.9
9. Blind audio source separation based on independent
component analysis. Makino S. Microsoft Research
Asia, China, 2011.10
11. Blind audio source separation based on independent
component analysis. Makino S. INRIA, France,
2011.11
12. Tutorial: Towards Auditory Brain-Computer Interface:
State of the Art and Open Challenges. Rutkowski
T.M. Yamaguchi University, Japan, 2012.1
13. Towards Auditory Brain-Computer Interface: State of
the Art and Open Challenges in Spatial P300/N2ac,
ASSR or Auditory Imagery Solutions. Rutkowski
T.M. Research Institute of National Rehabilitation
Center for Persons with Disabilities, Japan, 2012.1
14. Towards Multimedia Brain Computer/Machine
Interfacing. Rutkowski T.M. Kyoto University,
Japan, 2012.3
15. データ可聴化による情報の表現と理解.寺澤洋
子.ヒューマンインタフェース学会コミュニケー
ション支援専門研究委員会第 7 回研究談話会,
静岡,2012.3
(B)その他の学会発表
1. 発話の連続性に基づいた音声信号の分類による
会議音声の可視化.加藤通朗,杉本侑哉,宮部
滋樹,牧野昭二,山田武志,北脇信彦.日本音
響学会秋季研究発表会,島根,2011.9
5. 周波数依存の時間差モデルによる劣決定 BSS.
丸山卓郎,荒木章子,中谷智広,宮部滋樹,山
田武志,牧野昭二,中村篤.信学技報,熊本,
2011.11
6. 日本語発話能力測定ウェブシステムのための留
学生発話分析.栗原理沙,石塚賢吉,西村竜一,
篠崎隆宏,山田武志,今井新悟.信学技報,宮城,
2012.2
7. 暗意実現モデルにおける連鎖構造を用いたメロ
ディ構造分析,矢澤櫻子,寺澤洋子,平田圭二,
東条敏,浜中雅俊.情報処理学会音楽情報科学
研究会第 94 回研究発表会,静岡,2012.2
8. 混 合 DOA モ デ ル に 基 づ く 多 チ ャ ン ネ ル 複 素
NMF による劣決定 BSS.武田和馬,亀岡弘和,
澤田宏,荒木章子,宮部滋樹,山田武志,牧野昭二 .
日本音響学会春季研究発表会,神奈川,2012.3
9. 時間周波数領域におけるグリッド間の整合性に
基づくクリッピングの除去.三浦晋,宮部滋樹 ,
山田武志,牧野昭二,中島弘史,中臺一博.日
本音響学会春季研究発表会,神奈川,2012.3
10. 高次相関を用いた非線形 MUSIC による高分解能
方位推定.杉本侑哉,宮部滋樹,山田武志,牧
野昭二.日本音響学会春季研究発表会,神奈川,
2012.3
11. 音量差に基づく音像生成における個人適応手法
の有効性検証.天野成祥,山田武志,牧野昭二,
北脇信彦.日本音響学会春季研究発表会,神奈川 ,
2012.3
研究業績
10. Blind audio source separation based on independent
component analysis. Makino S. Northwestern
Polytechnical University, China, 2011.10
4. 筑波大学 PBL におけるソフトウェア開発時の
ユースケース作成に関する分析と考察.田中智
章,山戸昭三,山田武志.プロジェクトマネジ
メント学会 2011 年度秋季研究発表大会,東京,
2011.9
79
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
12. 音響モデルの精度を考慮した雑音下音声認識の
性能推定の検討.高岡隆守,山田武志,牧野昭二,
北脇信彦.日本音響学会春季研究発表会,神奈川,
2012.3
13. 短時間雑音特性に基づく雑音下音声認識の性能
推定の検討.森下恵里,山田武志,牧野昭二,
北脇信彦.日本音響学会春季研究発表会,神奈川,
2012.3
14. フルランク空間相関行列モデルに基づく拡散性
雑音除去.礒佳樹,荒木章子,
牧野昭二,中谷智広,
澤田宏,山田武志,宮部滋樹,中村篤.信学総大,
岡山,2012.3
研究業績
80
15. 日本語スピーキングテストにおける文生成問題
の採点に影響を及ぼす要因の検討.大久保梨思
子,山畑勇人,山田武志,今井新悟,石塚賢吉,
篠崎隆宏,西村竜一,牧野昭二,北脇信彦.信
学総大,岡山,2012.3
16. 日本語スピーキングテストにおける文章読み上
げ問題の採点に影響を及ぼす要因の検討.山畑
勇人,大久保梨思子,山田武志,今井新悟,石
塚賢吉,篠崎隆宏,西村竜一,牧野昭二,北脇
信彦.信学総大,岡山,2012.3
特記事項
受賞
1. 松本佳泰,情報科学類心青会賞,2012.3
2. 山畑勇人,情報科学類長表彰受賞,2012.3
TARA 公開セミナー
1. 平成 23 年 7 月 15 日(金)寺澤洋子(生命領域学
際研究センター)
「インタラクティブ演奏とバイオリン:弓の動作
からの演奏表現の抽出」
木村まり(米国ニューヨーク州ジュリアード音
楽院)
2. 平成 24 年 2 月 22 日(水)牧野昭二(生命領域学
際研究センター)
「表面構造比較を切り口とした生体分子間相互作
用解析」
薬袋良一(静岡大学)
5.5
生命の応答と変換アスペクト
総合人間科学研究
5.5.1 生活習慣病における心臓血管機能障害への治療と
予防の研究
研究代表者:宮内 卓
研究論文
1. エンドセリン受容体拮抗薬による肺高血圧症の
治療:ET A 受容体拮抗薬と ET A/B 両受容体拮抗薬
について
宮内卓.リウマチ科 47(4): 412-419, 2011. 3
2. エンドセリン受容体拮抗薬治療を考察する
宮内卓.Vascular Medicine (
8 1): 26-31, 2011. 3
2. エ ン ド セ リ ン と 拮 抗 薬 お よ び 肺 高 血 圧・ 高 血
圧.宮内卓.秋田肺高血圧症フォーラム.秋田,
2011.5.
3. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・高血圧・
心不全.宮内卓.横浜青葉肺高血圧症を考える会.
横浜,2011.5.
4. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・心不全.
宮内卓.肺高血圧症オープンセミナー in 山口大
学 2011.山口,2011.6.
5. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・高血圧・
心不全.宮内卓.ながおか PH セミナー.長岡,
2011.6.
6. Application of endothelin receptor antagonist : From
pulmonary hypertension to several cardiovascular
diseases. Takashi Miyauchi. 8th Scientific Symposium
of Endothelium in Sapporo.札幌,2011.7.
7. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・高血圧.
宮内卓.名古屋 PAH カンファレンス.名古屋 ,
2011.7.
8. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・高血圧・
心不全.宮内卓.岡山心臓血管研究会.岡山,
2011.7.
10. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・高血圧・
心不全.宮内卓.第 3 回茨城県央県北臨床肺高
血圧症研究会.水戸,2011.9.
11. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・心不全.
宮内卓.第 6 回山陰肺高血圧症フォーラム.松江,
2011.9.
12. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・高血圧.
宮内卓.内灘肺高血圧症講演会,金沢,2011.10.
13. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・高血圧・
心不全.宮内卓.Scientific Symposium in Osaka.
大阪,2011.10.
14. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧症・心不
全.宮内卓.城北肺高血圧症セミナー.東京,
2011.11.
15. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧症・心不
全.宮内卓.城北肺高血圧症セミナー.東京,
2011.11.
16. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧症・心不
全.宮内卓.第 28 回国際心臓研究学会(ISHR)日
本部会.東京,2011.12.
17. エンドセリンと拮抗薬および高血圧・肺高血圧
症・ 心 不 全. 宮 内 卓. 愛 媛 肺 高 血 圧 症 研 究 会
2012.松山,2012.1.
18. エ ン ド セ リ ン と 拮 抗 薬 お よ び 肺 高 血 圧 症・ 心
不 全. 宮 内 卓. 第 8 回 CTD/PH Seminar. 東 京,
2012.3.
(B)その他の学会発表
1. Plasma endothelin and big endothelin levels in
cardiovascular subjects and effects of Bosentan. Yumi
Miyauchi, Seiji Maeda, Satoshi Sakai, Jun Sugawara,
Nobutake Shimojoh, Subrina Jesmin, Shigeyuki
研究業績
学会発表
(A)招待講演
1. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・心不全.
宮内卓.肺高血圧症オープンセミナー in 広島大
学 2011.広島,2011.4.
9. エンドセリンと拮抗薬および肺高血圧・心不全.
宮内卓.高知肺高血圧症研究会.高知,2011.8.
81
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
Watanabe, Satoshi Homma, Kazutaka Aonuma,
Takashi Miyauchi. The Twelfth International
Conference on Endothelin, U.K., 2011.9.
2. Cardiomyocyte hypertrophy induced by endothelin-1
is regulated by transcription factor Ⅱ -F interacting
C-terminal domain phosphatase( FCP1)of RNA
polymerase Ⅱ . Satoshi Sakai, Kazutaka Aonuma,
Takashi Miyauchi. The Twelfth International
Conference on Endothelin, U.K., 2011.9.
3. エンドセリンおよび前駆体ビッグエンドセリン
のヒトにおける血中濃度および受容体 A/B 遮断
薬ボセンタンの反応性.宮内卓,前田清司,宮
内裕美,酒井俊,菅原順,下條信威,ジェスミ
ン サブリナ,本間覚,渡辺重行,青沼和隆 . 第
研究業績
82
41 回日本心脈管作動物質学会,秋田,2012.2.
4. エンドセリンおよび前駆体ビッグエンドセリン
のヒトにおける血中濃度および受容体遮断薬ボ
センタンの反応.宮内裕美,酒井俊,前田清司,
菅原順,下條信威,ジェスミン サブリナ,本
間覚,渡辺重行,青沼和隆,宮内卓.第 76 回日
本循環器学会学術集会,福岡,2012.3.
5. エンドセリンおよび前駆体ビッグエンドセリン
の血中濃度の検討と受容体遮断薬ボセンタンの
反応:循環器患者と健常人.宮内裕美,前田清司,
酒井俊,菅原順,下條信威,ジェスミン サブ
リナ,本間覚,渡辺重行,青沼和隆,宮内卓 . 日
本薬学会第 132 年会,札幌,2012.3.
6
研究費取得状況
83
6.
平成 23 年度研究費取得状況
生命の応答と変換アスペクト
6.1
時空間生命制御研究
単位:千円
プロジェクト代表者(柳澤 純)
柳澤 純
科学研究費補助金 基盤研究(A)
11,600
科学研究費補助金 基盤研究(A) 間接経費
3,480
科学研究費補助金 新学術領域研究
2,114
科学研究費補助金 新学術領域研究 間接経費
科学研究費補助金 新学術領域研究
19,100
5,730
受託研究費 文部科学省「国家基幹研究開発推進事業」
ターゲットタンパク研究プログラム
9,947
受託研究費 文部科学省「国家基幹研究開発推進事業」
ターゲットタンパク研究プログラム 間接経費
2,983
受託研究費 (独)医薬基盤研究所「保健医療分野に
おける基礎研究推進事業」
28,916
受託研究費 (独)医薬基盤研究所「保健医療分野に
おける基礎研究推進事業」間接経費
8,674
受託研究費 文部科学省「次世代がん研究戦略推進
プロジェクト」次世代がん研究
11,819
受託研究費 文部科学省「次世代がん研究戦略推進
プロジェクト」次世代がん研究 間接経費
1,181
共同研究 (株)グリーンスペース・バイオメド
4,600
共同研究 (株)グリーンスペース・バイオメド 間接経費
共同研究 アスビオファーマ(株)
共同研究 アスビオファーマ(株) 間接経費
研究助成金 武田科学振興財団
村山 明子
460
3,182
318
30,000
受託研究費 内閣府「最先端・次世代研究開発支援プログラム」 14,893
受託研究費 内閣府「最先端・次世代研究開発支援プログラム」
岸本 恕征
間接経費
4,467
科学研究費補助金 研究活動スタート支援
1,300
科学研究費補助金 研究活動スタート支援 間接経費
390
研究費取得状況
科学研究費補助金 新学術領域研究 間接経費
634
85
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
6.2
生命情報機能研究
プロジェクト代表者(深水 昭吉)
深水 昭吉
科学研究費補助金 基盤研究(A)
科学研究費補助金 基盤研究(A)間接経費
3,090
新学術領域研究(総括班)
6,700
新学術領域研究(総括班)間接経費
2,010
新学術領域研究(計画班)
33,800
新学術領域研究(計画班)間接経費
10,140
挑戦的萌芽研究
研究費取得状況
挑戦的萌芽研究 間接経費
谷本 啓司
加香孝一郎
石田 純治
大徳 浩照
廣田 恵子
570
1,500
共同研究費 大塚製薬(株)
3,000
475
共同研究費 帝人ファーマ(株)
1,000
共同研究費 武田薬品工業(株)
1,000
科学研究費補助金 若手研究(S)
11,900
科学研究費補助金 若手研究(S)間接経費
3,570
研究助成金 公益財団法人 持田記念医学薬学振興財団
3,000
科学研究費補助金 基盤研究(C)
600
科学研究費補助金 基盤研究(C)間接経費
180
科学研究費補助金 基盤研究(B)
7,000
科学研究費補助金 基盤研究(B)間接経費
2,100
科学研究費補助金 若手研究(A)
5,400
科学研究費補助金 若手研究(A)間接経費
1,620
科学研究費補助金 若手研究(B)
1,192
科学研究費補助金 若手研究(B)間接経費
濱田 樹理
1,900
研究助成金 公益財団法人 内藤記念科学振興財団
共同研究費 日本ジェネティクス(株)
86
10,300
科学研究費補助金 若手研究(B)
科学研究費補助金 若手研究(B)間接経費
357
1,000
300
6.3
新物質創製研究
プロジェクト代表者(赤阪 健)
赤阪 健
科学研究費補助金 新学術領域研究(総括班)(研究代表)
科学研究費補助金 新学術領域研究(計画研究)(研究代表)
科学研究費補助金 基盤研究(A)(研究代表)
8,840
22,750
3,900
科学技術振興機構戦略的国際科学技術協力推進事業(日本側代表) 4,290
300
共同研究 和光純薬工業(株)
50
土屋 敬広
科学研究費補助金 若手研究(B)(研究代表)
1,430
生沼みどり
科学研究費補助金 基盤研究(C)(研究代表)
1,430
マルチメディア情報研究
研究費取得状況
6.4
共同研究 (株)ウェルグリーン
87
プロジェクト代表者(牧野 昭二)
科学研究費補助金 基盤研究(A)
1,040
科学研究費補助金 基盤研究(C)
1,690
共同研究 日本電信電話(株)
1,000
寄付金 電気通信普及財団
1,000
山田 武志
寄付金 電気通信普及財団
942
宮部 滋樹
科学研究費補助金 基盤研究(A)
910
科学研究費補助金 若手研究(B)
2,470
牧野 昭二
寺澤 洋子
受託研究費 科学技術振興機構さきがけ「情報環境と人」
科学研究費補助金若手研究(B)
6.5
15,340
1,170
総合人間科学研究
プロジェクト代表者(宮内 卓)
宮内 卓
奨学寄付金 第一三共(株)
300
奨学寄付金 武田薬品工業(株)
500
奨学寄付金 アクテリオン ファーマシューティカルズ ジャパン(株) 500
7
TARA センター
公開活動
89
7.1
平成 23 年度
TARA 公開セミナー等開催記録
1.公開セミナー
◆ 平成 23 年 7 月 15 日(金)寺澤洋子(生命領域学際研究センター)
「インタラクティブ演奏とバイオリン:弓の動作からの演奏表現の抽出」
木村 まり(米国 ニューヨーク州ジュリアード音楽院)
◆ 平成 23 年 11 月 14 日(金)赤阪 健プロジェクト
「フタロシアニンを基盤とする有機材料の開発」
Tomas Torres(スペイン Autonomous University)
◆ 平成 23 年 12 月 7 日(水)深水昭吉プロジェクト(TARA セミナー)
「化学ツールを活用したヒトゲノム操作」
小宮山 眞(東京大学先端科学技術研究センター)
「R-Smad 脱ユビキチン化酵素 USP15 による TGFβ シグナル制御」
乾 雅史
(イタリア Medical Biotechnologies University of Padua)
◆ 平成 24 年 2 月 22 日(水)牧野昭二プロジェクト(TARA セミナー)
「表面構造比較を切り口とした生体分子間相互作用解析」
薬袋 良一(静岡大学)
2.その他
◆ 平成 23 年 6 月 1 日(水) TARA プロジェクト研究成果報告会
「肝不全に対する治療法の開発
(血小板の持つ肝再生促進機能の解明と臨床応用)」
大河内 信弘(人間総合科学研究科 教授)
「ナノ診断・治療を目指したバイオナノ粒子の設計」
長崎 幸夫(数理物質科学研究科 教授)
◆ 平成 23 年 3 月 11 日(金)TARA センター特別講演会
「“Antibiotics paralyzing ribosomes”
」
Ada E. Yonath(イスラエル ワインツマン研究所)
公開活動
◆ 平成 23 年 12 月 6 日(火)宮内 卓プロジェクト(TARA セミナー)
「循環器系の応答と変換の新メカニズム解明による新しい治療開発」
宮内 卓 (人間総合科学研究科 教授)
91
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
◆ 平成 23 年 6 月 16 日(木)大徳浩照(生命領域学際研究センター)
「レクチンマイクロアレイによる
糖鎖解析システム GlycoStation セミナー」
◆ 平成 23 年 11 月 24 日(木)柳澤 純プロジェクト
「ライフサイエンス系のための
戦略的キャリアパスセミナーⅡ」
公開活動
92
7.2
訪問日
H23. 7. 8
H23.7月~
8月
H23. 8.25
H23.12. 5
来 訪 者
人数
対 応 者
茨城県明秀学園日立高等学校 普通科 2 年
40 名
深水副センター長他
平成 23 年度オープンキャンパス見学者
30 名
谷本教授他
平成 23 年度一日体験化学教室
13 名
土屋講師
宇宙航空研究開発機構(JAXA)向井千秋特
任参与他
仁済大学医生命工学部・学部長他
4名
浅島センター長
3名
浅島センター長
公開活動
H23.11.18
平成 23 年度
TARA センター来訪者一覧
93
H23.12. 6
秋田大学 伊藤教授、北海道大学 三輪教授、
首都大学東京 藤井教授
H24. 1.16
山口県立 大津緑洋高等学校 普通科 2 年
H24. 1.23
ボルドー第 2 大学 大学院生、教員
3名
浅島センター長
5名
加香講師、岡林講師
12 名
計
110 名
岡林講師
8
生命領域学際研究センター(TARA)
平成 23 年度概要
95
8.1
センター組織
■ TARAの組織図
TARA Organization
センター長
Director
運営委員会
Executive Committee
運営協議会
事務局
Executive Council
Administration Office
TARA研究の構成
TARA Structure
研究アスペクト
研究プロジェクト
Research Project
アスペクト教員
Full-time Professor for Research Aspect
研究代表者
概 要
Research Aspect
97
Project Leader
リサーチリーブ教員
Research-Leave Professor
学内共同研究者
Cooperative Researchers inside the University
客員教授
Guest Professor
学外共同研究者
Cooperative Researchers outside the University
国公立研究機関研究員
Public research organizations
民間研究機関研究員
Private research organizations
外国研究機関研究員
Foreign research organizations
他大学研究員
Other Universities
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
8.2
運営委員会
生命領域学際研究センター運営委員会名簿
概 要
98
センター長
センター長推薦
林 純一(生命環境科学研究科 教授)
センター勤務教授
馬場 忠(生命環境科学研究科 教授)
深水 昭吉(生命環境科学研究科 教授)
山本 泰彦(数理物質科学研究科 教授)
柳澤 純(生命環境科学研究科 教授)
宮崎 修一(数理物質科学研究科 教授)
赤阪 健(数理物質科学研究科 教授)
油田 信一(システム情報工学研究科 教授)
牧野 昭二(システム情報工学研究科 教授)
加藤 光保(人間総合科学研究科 教授)
宮内 卓(人間総合科学研究科 教授)
永田 恭介(人間総合科学研究科 教授)
浅島 誠(生命領域学際研究センター)
8.3
プロジェクト採択一覧
平成6年度採択
研究代表者
◦動物における生殖細胞形成機構
(小林 悟/生物科学系)
◦幹細胞の増殖、分化およびプログラム死の分子機構の解明
(中内啓光/基礎医学系)
◦半導体ナノクリスタルの光物性
(舛本泰章/物理学系)
◦ヘテロ原子・金属の特異結合に基づく高次機能性分子
(古川尚道/化学系)
◦マルチメディア情報体系構築のための宣言型プログラム・
データベース言語の開発
(井田哲雄/電子・情報工学系)
◦学際領域最先端研究推進のための「産・官・学」研究連携
(田崎 明/物理工学系)
平成 7 年度採択
◦神経系の発生・分化と細胞死の制御機構 (岡野栄之 / 基礎医学系)
◦放射光 X 線による生命機能維持物質の結晶構造解析と利用
基盤に関する研究
◦表面新物質相の創製と原子スケールでの物性研究
(祥雲弘文 / 応用生物化学系)
(重川秀実 / 物質工学系)
◦ MRI を中心とした生体計測映像法の高度化および脳機能計
測への応用
(井上多門 / 物理工学系)
◦複数の自律ロボットが知的に協調行動をして人間の活動を
援助するシステムの開発研究
◦公共政策における技術進歩と人間環境 (油田信一 / 電子 ・ 情報工学系)
(進藤榮一 / 社会科学系)
平成 8 年度採択
◦複数の転写因子による協調的な赤血球分化調節機構の解明
(山本雅之 / 基礎医学系)
◦レニン・アンギオテンシン系の作用機構に関する研究 ―分子から個体まで―
(宮崎 均 / 応用生物化学系)
◦細胞情報伝達の構造生物学
(田中俊之 / 応用生物化学系)
◦ガスデポジション法によるナノクリスタルの生成と物性
(喜多英治 / 物理工学系)
◦メゾスコピック非線形光学材料による光波空間制御デバイス
に関する基盤的研究
(谷田貝豊彦 / 物理工学系)
◦状況適応分権協調構造を持つ次世代「人間中心の自動化」
のためのマルチメディア情報制御システムの開発研究
概 要
システムの理論的・実践的調査研究
(稲垣敏之 / 電子 ・ 情報工学系)
◦高齢者の総合的 QOL(Overall Quality of Life)指標の開発 (田中喜代次 / 体育科学系)
99
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
平成 9 年度採択
[新 規]
◦ヒトレトロウイルスによる細胞機能の修飾機構
(三輪正直 / 基礎医学系)
◦コヒーレントな高励起新物質の研究 (近藤公伯 / 物質工学系)
◦単色分子線技術を用いた表面新物質相の創成に関する研究
(山本恵彦 / 物理工学系)
◦ソフトコンピューティングによる知的情報システムの研究:
人間行動にかかわる知的データ解析・検索・表示システム
概 要
100
(宮本定明 / 電子 ・ 情報工学系)
◦健康づくり支援のためのヘルス・テクノケアーの構築 (岡田守彦 / 体育科学系)
◦「産・官・学」研究連携システム構築のための実践的研究
(菊本 虔 / 社会工学系)
[継 続]
◦動物における生殖細胞形成機構 (小林 悟 / 生物科学系)
◦幹細胞の増殖、分化およびプログラム死の分子機構の解明
(中内啓光 / 基礎医学系)
◦ヘテロ原子・金属の特異結合に基づく高次機能性分子
(古川尚道 / 化学系)
平成 10 年度採択
[新 規]
◦心臓病(心不全など)におけるエンドセリンの病態生理学
的役割の解明とそれに基づいた新治療法の開発
◦ヘリカルポリアセチレンの合成と物性 (宮内 卓 / 臨床医学系)
(赤木和夫 / 物質工学系)
◦ケイ素およびゲルマニウムを鍵元素とする機能性有機金属
分子の設計と創製
(関口 章 / 化学系)
◦エネルギー産生系から捉えた老化、ミトコンドリア関連疾
患の原因解明
(林 純一 / 生物科学系)
◦ファイナンシャル・エンジニァリング手法による金融・資本
市場のリスク管理に関する総合的研究 (楠本捷一朗 / 社会工学系)
[継 続]
◦生活空間でロバストに働く協調型自律移動ロボットシステム
の研究
(油田信一 / 電子 ・ 情報工学系)
平成 11 年度採択
[新 規]
◦半導体ナノ構造における輻射場制御新機能物性の研究
(片山良史 / 物理工学系)
◦アジア総合安全保障の基盤的政策研究
(進藤榮一 / 社会科学系)
[継 続]
◦複数の転写因子による協調的な赤血球分化調節機構の解明
(山本雅之 / 基礎医学系)
◦細胞情報伝達の構造生物学
(田中俊之 / 応用生物化学系)
◦ガスデポジション法によるナノクリスタルの生成と物性
(喜多英治 / 物理工学系)
◦メゾスコピック非線形光学材料による光波空間制御デバイス
に関する基盤的研究
(谷田貝豊彦 / 物理工学系)
のためのマルチメディア情報制御システムの開発研究
◦高齢者の総合的 QOL(Overall Quality of Life)指標の開発
(稲垣敏之 / 電子 ・ 情報工学系)
(田中喜代次 / 体育科学系)
平成 12 年度採択
101
[新 規]
◦脳の領域化と可塑性の分子遺伝学的解析
(古久保(徳永)克男 / 生物科学系)
◦組織工学的手法に基づくバイオ人工臓器の開発
(大島宣雄 / 基礎医学系)
◦細胞内ネットワークと生体情報伝達の時空間的制御に関する
研究
◦仮想化現実技術による自由視点三次元映像スタジアムの研究
(深水昭吉 / 応用生物化学系)
(大田友一 / 機能工学系)
[継 続]
◦コヒーレントな高励起新物質の研究 (近藤公伯 / 物理工学系)
◦単色分子線技術を用いた表面新物質相の創成に関する研究
(山本恵彦 / 物理工学系)
◦健康づくり支援のためのヘルス・テクノケアーの構築
(岡田守彦 / 体育科学系)
◦「産・官・学」研究連携システム構築のための実践的研究
(菊本 虔 / 基礎医学系)
平成 13 年度採択
[新 規]
◦環境調和型半導体β - FeSi2 を活性層とする Sipn 接合 LED の
開発と IC への適合性の研究
(長谷川文夫 / 物理工学系)
◦特異な分子構造と物性を持つ「かご状炭素物質」の開拓
(赤阪 健 / 化学系)
◦実世界指向インタラクションの研究
(田中二郎 / 電子 ・ 情報工学系)
◦パルプ漂白におけるダイオキシン類の生成機構の解明と生成
抑制技術の開発
概 要
◦状況適応分権協調構造を持つ次世代「人間中心の自動化」
(大井 洋 / 農林工学系)
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
[継 続]
◦心臓病(心不全など)におけるエンドセリンの病態生理学的
役割の解明とそれに基づいた新治療法の開発
◦ヘリカルポリアセチレンの合成と物性
(宮内 卓 / 臨床医学系)
(赤木和夫 / 物質工学系)
◦ケイ素およびゲルマニウムを鍵元素とする機能性有機金属
分子の設計と創製
(関口 章 / 化学系)
◦エネルギー産生系から捉えた老化、ミトコンドリア関連疾患
の原因解明
概 要
102
平成 14 年度採択
[新 規]
◦環境適応・応答の分子機構の解明
(林 純一 / 生物科学系)
(山本雅之 / 基礎医学系)
◦クロマチン制御による細胞の脱分化とがん細胞の脱がん化
(永田恭介 / 基礎医学系)
◦エネルギー代謝転写調節の支配因子の特定
(島野 仁 / 臨床医学系)
◦フルーエンシ情報理論応用マルチメディアシステム
(寅市和男 / 電子・情報工学系)
◦次世代生体機能・性状情報イメージングシステムの開発
(椎名 毅 / 電子・情報工学系)
平成 15 年度採択
[新 規]
◦生活習慣病の発症基盤に関するゲノム応答ネットワークの解明
(深水昭吉 / 応用生物化学系)
◦ユビキチン化ネットワークによる転写制御機構の解析
(柳澤 純 / 応用生物化学系)
◦トランスジェニックウサギ ・ モデルの開発と肥満・糖尿病・動
脈硬化の分子病態の解明及び治療への応用
◦分散化により安全性を高めたセキュリティ管理方式の研究
(范 江霖 / 基礎医学系)
(岡本栄司 / 電子・情報工学系)
◦抗原提示脳に応じた選択的癌細胞療法の開発
(赤座英之 / 臨床医学系)
[継 続]
◦高等動物脳における学習記憶中枢の形成と可塑性を支配す
る遺伝子群の網羅的解析
◦複合現実感技術の研究
(古久保
(徳永)
克男 / 生物科学系)
(大田友一 / 機能工学系)
平成 16 年度採択
[新 規]
◦自然免疫から獲得免疫への連携の分子メカニズムとその制御
(渋谷 彰 / 人間総合科学研究科)
◦超高速信号処理ナノフォトニック・デバイスおよび光集積技
術に関する研究
◦ナノ磁性体の創製とサイズ制御
(浅川 潔 / 数理物質科学研究科)
(大塩寛紀 / 数理物質科学研究科)
◦未解明生物現象を司る鍵化学物質の構造と機能
-新規医薬及び農水産業に関わる薬剤の開発をめざして- (木越英夫 / 数理物質科学研究科)
◦生活習慣病における心臓血管機能障害への治療と予防の研究(宮内 卓 / 人間総合科学研究科)
◦オーダーメイド減量プログラムの開発
(田中喜代次 / 人間総合科学研究科)
◦ユビキタス環境における情報提示・操作技術の研究
(田中二郎 / システム情報工学研究科)
平成 17 年度採択
[新 規]
◦新しい超高感度非線形分光法の開発とナノ物質への応用 (舛本泰章 / 数理物質科学研究科)
◦ミトコンドリア DNA の突然変異に起因する多様な病態
発症機構の解明と治療戦略の探索
(中田和人 / 生命環境科学研究科)
[ 継 続]
◦細胞形質のエピジェネティック制御
(永田恭介 / 人間総合科学研究科)
◦エネルギー代謝転写調節ネットワーク機構の解明と新規
生活習慣病治療転写因子の特定
◦次世代生体機能・性状情報イメージング技術の高度化
(島野 仁 / 人間総合科学研究科)
(椎名 毅 / システム情報工学研究科)
平成 18 年度採択
[新 規]
●肝不全に対する治療法の開発(血小板の持つ肝再生促進機能の解明
(大河内信弘/人間総合科学研究科)
●ナノ診断・治療を目指したバイオナノ粒子の設計
(長崎幸夫/数理物質科学研究科)
●電子ダイナミクスに基づく生体物質の機能構造および反応機構の構築原理
(押山 淳/数理物質科学研究科)
[継 続]
●転写因子とDNAメチル化による転写抑制制御ネットワークの解析
(柳澤 純/生命環境科学研究科)
●双線形写像による新しい暗号システムの研究 (岡本栄司/システム情報工学研究科)
概 要
[継 続]
103
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
●難治癌に対する個別化細胞療法の開発 平成 19 年度採択
[新規]
●サステーナブルな計算環境の構築
概 要
104
(赤座英之/人間総合科学研究科)
(加藤和彦/システム情報工学研究科)
[継続]
●自然免疫作動の分子機構の解明とその制御法の開発
(渋谷 彰/人間総合科学研究科)
●機能性単分子磁石の創製
(大塩寛紀/数理物質科学研究科)
●未解明生物現象を司る鍵化学物質の構造と機能
-新規医薬及び農水産業に関わる薬剤の開発をめざして-(木越英夫/数理物質科学研究科)
平成 21 年度採択
[新規]
●疾患病態をとらえる新しいバイオイメージングシステムの開発(三輪佳宏/人間総合科学研究科)
● π 共役系を導入した Au クラスターの電気伝導物性と単電子デバイス応用
(寺西利治/数理物質科学研究科)
[ 継続 ]
●肝不全に対する治療法の開発(血小板の持つ肝再生促進機能の解明と臨床応用)
(大河内信弘/人間総合科学研究科)
●ナノセラピーを可能にするマルチ機能型バイオナノ粒子の設計と評価
(長崎幸夫/数理物質科学研究科)
平成 22 年度採択
[継続]
●ディペンダブルな仮想自律分散計算環境に関する研究(加藤和彦/システム情報工学研究科)
平成 23 年度採択
●募集を行わず。
9
連絡先一覧 ほか
105
9.1
TARAセンター連絡先一覧
H23.10.1 現在
生命領域学際研究センター長
TEL
浅島 誠 生命領域学際研究センター長 029-853-6080
時空間生命制御研究
TEL
FAX
E-mail
029-853-6074
[email protected]
[email protected]
FAX
E-mail
029-853-7320
029-853-7322
[email protected]
研究アスペクト講師
村山 明子 生命環境科学研究科・講師
生命領域学際研究センター
029-853-7320
029-853-7322
[email protected]
連絡先一覧
研究アスペクト教授
柳澤 純 生命環境科学研究科・教授
生命領域学際研究センター
107
エピゲノムの分子機構の解明とその制御方法の開発
プロジェクト代表者
柳澤 純 生命環境科学研究科・教授
生命領域学際研究センター
生命情報機能研究
研究アスペクト教授
深水 昭吉 生命環境科学研究科・教授
生命領域学際研究センター
平成 21 年度採択
029-853-7320
029-853-7322
TEL
FAX
029-853-6070/6799
029-853-6070
[email protected]
E-mail
[email protected]
プロジェクト
生活習慣病の発症基盤に関するゲノム応答ネットワークの解明
平成 15 年度採択
プロジェクト代表者
深水 昭吉 生命環境科学研究科・教授
生命領域学際研究センター
029-853-6070/6799
029-853-6070
[email protected]
リサーチリーブ支援教員
大徳 浩照 生命環境科学研究科・講師
生命領域学際研究センター
029-853-7304
029-853-7303
[email protected]
【若手挑戦型】 疾患病態をとらえる新しいバイオイメージングシステムの創成
プロジェクト代表者
三輪 佳宏 人間総合科学研究科・講師
029-853-8392
029-853-3799
平成 21 年度採択
[email protected]
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
リサーチリーブ支援教員
田中 順子 人間総合科学研究科・助教
生命領域学際研究センター
新物質創製研究
連絡先一覧
108
029-853-8392
029-853-3799
TEL
[email protected]
FAX
E-mail
研究アスペクト教授
赤阪 健 数理物質科学研究科・教授
生命領域学際研究センター
029-853-6409/5881
029-853-6409
[email protected]
研究アスペクト講師
土屋 敬広 数理物質科学研究科・講師
生命領域学際研究センター
029-853-7289
029-853-7289
[email protected]
プロジェクト
特異な分子構造と物性を持つナノカーボンの創製
平成 13 年度採択
プロジェクト代表者
赤阪 健 数理物質科学研究科・教授
生命領域学際研究センター
029-853-6409/5881
029-853-6409
[email protected]
リサーチリーブ支援教員
生沼みどり 数理物質科学研究科・講師
生命領域学際研究センター
029-853-7289
029-853-7289
[email protected]
π共役系を導入した Au クラスターの電気伝導物性と単電子デバイス応用
プロジェクト代表者
寺西 利治 数理物質科学研究科・教授
リサーチリーブ支援教員
坂本 雅典 数理物質科学研究科・助教
生命領域学際研究センター
マルチメディア情報研究
平成 21 年度採択
029-853-4011
029-853-4011
[email protected]
029-853-4516
[email protected]
TEL
研究アスペクト教授
牧野 昭二 システム情報工学研究科・教授 029-853-6432
生命領域学際研究センター
FAX
029-853-6432
プロジェクト
ディペンダブルな仮想自律分散計算環境に関する研究
プロジェクト代表者
加藤 和彦 システム情報工学研究科・教授 029-853-5514
E-mail
[email protected]
029-853-6983
平成 19 年度採択
[email protected]
リサーチリーブ支援教員
品川 高廣 システム情報工学研究科・講師 029-853-5600(内線 8229) 029-853-6983
生命領域学際研究センター
[email protected]
音声・音楽メディアのコンテンツ基盤技術の創出とイマーシブオーディオコミュニケーションの創生 平成 21 年度採択
プロジェクト代表者
牧野 昭二 システム情報工学研究科・教授 029-853-6432
生命領域学際研究センター
TEL
FAX
研究アスペクト教授
宮内 卓 人間総合科学研究科・教授 029-853-7852/3292/3262 029-853-3143
生命領域学際研究センター
[email protected]
E-mail
[email protected]
プロジェクト
生活習慣病における心臓血管機能障害への治療と予防の研究
プロジェクト代表者
宮内 卓 人間総合科学研究科・教授 029-853-7852/3292/3262 029-853-3143
生命領域学際研究センター
リサーチ・アドミニストレーター
TEL
岡林 浩嗣 生命環境系・講師
029-853-6551
生命領域学際研究センター ac.jp
FAX
029-853-6551
平成 16 年度採択
[email protected]
E-mail
[email protected]
筑波大学 生命領域学際研究センター事務室
FAX 029-853-6074
E-mail [email protected]
URL http://www.tara.tsukuba.ac.jp
板橋 洋 専門職員
029-853-6083
[email protected]
柏村 武志 主任
029-853-6156
[email protected]
(平成 23 年 12 月迄)
高野 信男 専門職員
029-853-6083
[email protected]
川島 雅夫 主任
029-853-6156
[email protected]
(平成 24 年 1 月より)
石塚 毅 主任
029-853-6156
[email protected]
連絡先一覧
総合人間科学研究
029-853-6432
109
生命領域学際研究センター
Life Science Center of
Tsukuba Advanced Research Alliance
TARA
9.2
TARA センター
ホームページ案内
ホームページ案内
110
TARA センターホームページ
URL http://www.tara.tsukuba.ac.jp/
担当 牧野 昭二(TARA センター・教授)
小口美代子(技術補佐員)
編集後記
Annual Report 2011
平成 23 年度は、平成 22 年 10 月の改組により「先
流の活性化を通じ、国際的な教育研究拠点として更
端学際領域研究センター」から「生命領域学際研究セ
なる飛躍を目指します。
ンター(Life Science Center of Tsukuba Advanced
本年度年報の編集は、平成 23 年 12 月から講師兼
Research Alliance:TARA センター)
」となってか
リサーチ・アドミニストレーター(URA)として
ら初めての 1 年となりました。本年報は、平成 23
TARA センターに着任しました岡林が、TARA セン
年度の TARA センターにおける様々な活動を広く
ター事務室の皆様の多大なるご協力の下で担当致し
公開する事を目的としています。本年報を通じて、
ました。これからも TARA センターの教職員や学
TARA センターの活動と成果の一端をお伝えできれ
内外の研究者・企業・研究機関等との交流を通じ、
ば幸いに存じます。
センターの活動を強力にサポートし、研究教育活動
平成 21 年度に行われました外部有識者による厳密
の更なる高度化と効率化に貢献して参りたいと存じ
な評価の結果をふまえ、生命領域を中心とする学際
ます。
的研究に特化した研究センターとして、TARA セン
世界的レベルでの大学間競争はこれからも益々加
ターでは今年度も浅島センター長のリーダーシップ
速化すると予想されます。筑波大学の更なる発展に
の下、様々な改革を進めて参りました。また、最新
貢献すべく、教職員一同、これからも精一杯努力し
機器を集めた共通機器室の整備、研究棟の改修・新
ていく所存です。今後の TARA センターの活動にお
築など、本年度も大学本部からの多大なるご支援と
きましても、皆様のご理解とご支援をどうぞ宜しく
強力な後押しを頂きました。平成 23 年の夏には、筑
お願い致します。
波大学内における各センターの評価に対応するべく
「将来構想計画等調書」を作成致しましたが、TARA
岡林 浩嗣
センターは今後も明確なビジョンの下、優れた研究
成果を達成すると共に、若手研究者の育成や国際交
(TARA センター講師/
リサーチ・アドミニストレーター)
発行日:2012 年 11 月
発行者:筑波大学生命領域学際研究センター長
浅島 誠
連絡先:筑波大学生命領域学際研究センター
〒 305-8577
茨城県つくば市天王台 1-1-1
T E L:029-853-6156
FAX:029-853-6074
E-mail:[email protected]
URLhttp://www.tara.tsukuba.ac.jp
111
生命の応答と変換アスペクト
●時空間生命制御研究
柳澤プロジェクト
●生命情報機能研究
深水プロジェクト
三輪プロジェクト
●新物質創製研究
赤阪プロジェクト
寺西プロジェクト
●マルチメディア情報研究
牧野プロジェクト
●総合人間科学研究
宮内プロジェクト
加藤プロジェクト
平成
Life Science Center of TARA
ANNUAL REPORT
2011
年度
筑波大学
生命領域学際研究センター年報
23