東京工業大学 端艇部（ボート部）が、10月13日、14日に埼玉県戸田市の戸田ボートコースで開催された、一般社団法人東京都ボート協会主催 第41回東日本新人選手権競漕大会に出場し、男子エイトで2位、男子舵手付きフォアで3位となりました。

東日本新人選手権競漕大会は主にボートを漕ぎ始めて1年目、2年目の選手による東日本地区の大会です。

男子エイト

エイトは、両手で1本のオールを持って漕ぐスウィープタイプのボートで、漕手が8人、舵手（コックス）が1人の1チーム9人により構成される競技です。準優勝したメンバーを紹介します。

• 堀本拓杜さん（第4類 学士課程1年）
• 藤原優也さん（第2類 学士課程1年）
• 増田章吾さん（第1類 学士課程1年）
• 野村舜一さん（第3類 学士課程1年）
• 白形一将さん（第4類 学士課程1年）
• 内田優斗さん（第3類 学士課程1年）
• 野瀬保憲さん（第4類 学士課程1年）
• 佐貫海斗さん（第5類 学士課程1年）
• 清水健太郎さん（第2類 学士課程1年）

男子舵手付きフォア

舵手付きフォアは、両手で1本のオールを持って漕ぐスウィープタイプのボートで、漕手が4人、舵手（コックス）1人の1チーム5人により構成される競技です。メンバーを紹介します。

• 原哲郎さん （環境・社会理工学院 土木・環境工学系 学士課程2年）
• 小木曽喬皓さん（環境・社会理工学院 融合理工学系 学士課程2年）
• 小柳一也さん（生命理工学院 生命理工学系 学士課程2年）
• 内田陸さん（物質理工学院 応用化学系 学士課程2年）
• 阿部拓海さん（物質理工学院 応用化学系 学士課程2年）

• 東工大ボート部 長沙国際大学レガッタに出場｜東工大ニュース
• 東工大ボート部 全日本軽量級選手権大会で男子エイト8位入賞｜東工大ニュース
• 東工大ボート部 第61回五大学レガッタ 優勝｜東工大ニュース
• 東工大ボート部 全日本選手権で5位入賞｜東工大ニュース
• 東工大ボート部が第44回全日本大学選手権大会で男子エイト7位入賞｜東工大ニュース
• 東京工業大学端艇部

8月29日から9月8日まで、Tokyo Tech-AYSEAS（東工大・アジア理工系学生派遣交流プログラム）2018の参加学生13名が、ベトナムを訪問しました。

Tokyo Tech-AYSEASは、東工大生が東南アジアの国に赴き、タイ、インドネシア、フィリピン、シンガポール、ベトナム等現地・近隣諸国の大学生とともに、施設見学、ディスカッションを行い、インターカルチュラルコミュニケーションを通して、急速な発展段階にある東南アジア諸国連合（ASEAN）各国のダイナミズムを体感する実践型海外派遣プログラムです。AYSEASはAsia Young Scientist and Engineer Advanced Study Programの略語です。

プログラム概要

AYSEAS 2018では、ベトナムのハノイ工科大学がホスト大学となり、本プログラムのアレンジに尽力してくれました。今年は、東工大生13名に、ハノイ工科大学学生8名、さらに東工大の海外協定校からの参加学生6名が加わり、総勢27名となりました。現地の日系企業やベトナム企業、公共施設、国際協力機構（JICA）ベトナム事務所等を見学し、ベトナムの産業や社会問題、ASEAN諸国と日本との関係について学びました。

毎日の見学後に行われるグループディスカッションでは、訪問先で得た知識を基に、エネルギー資源開発と環境保護、自動車社会の発展に伴う交通渋滞、技術移転が企業成長に与える影響等、それぞれの国が抱える問題とその改善策について意見を交わし、最終日にプレゼンテーションを行いました。休日には、世界遺産のハロン湾を訪れたり、参加学生の各国文化を紹介する文化交流会を行ったりし、東南アジアの国々の歴史・文化への理解を深めました。

本プログラムにおいて、学生たちは活気溢れるベトナムの現状を肌で感じるだけでなく、国籍・文化・宗教の違いを超えて信頼関係を築いていく過程を経験しました。また、毎日寝食を共にし、共通の目標に向かって真剣に語り合うことで、仲間との強い絆を実感しました。

帰国して約一ヵ月後の10月10日には、本学において帰国報告会を実施し、現地で行ったプレゼンテーションをさらに発展させ、本プログラムの成果として発表しました。その後、水本哲弥理事・副学長（教育担当）より、東工大の参加者全員に修了証が授与されました。

スケジュール

AYSEAS 2018参加大学

• ベトナム：ハノイ工科大学（ホスト大学）
• フィリピン：デラサール大学、フィリピン大学ディリマン校

参加学生の体験談

• Tokyo Tech-AYSEAS 2016実施報告｜東工大ニュース
• 東南アジアの優秀な学生たちと切磋琢磨～Tokyo Tech AYSEAS 2015 実施報告｜東工大ニュース
• Tokyo Tech-AYSEAS 2014　実施報告｜東工大ニュース
• AYSEAS, Tokyo Tech-Asia Young Scientist and Engineer Advanced Study Program

4月28日に開催されたグーグルプレイ インディーゲームス フェスティバル2018（Google Play Indie Games Festival、以下IGF2018）で東京工業大学デジタル創作同好会traP（トラップ）が制作したスマートフォン向けアクションゲーム、「Ninja Flicker（ニンジャフリッカー）」がトップ10入りを果たしました。

IGF2018は、2017年までにグーグルプレイで公開されたインディーゲームのうち審査員が選出した20作品を展示・審査するイベントで、今年は4月に東京都港区で開催されました。

ファイナルイベントでは選出された20作品それぞれにブースが用意され、一般参加者と審査員が自由に見て回ることが出来ます。展示の後には審査員と来場者の投票によりトップ10が選出されます。

そしてトップ10に選出されたゲームの製作者は5分間のプレゼンテーションを行い、その内容から審査員によってトップ3が選ばれます。

Ninja Flickerは惜しくもトップ3入りは逃しましたが、見事トップ10に選出される快挙を成し遂げました。

Ninja Flicker制作班リーダー 後藤さんのコメント

東京工業大学デジタル創作同好会traPとは

traPは2015年にゲーム制作サークルとして設立されました。2016年にはデジタル創作同好会traPと改名し、ゲーム制作に限らない活動を行うサークルとなりました。

活動内容はゲーム制作、アプリ制作、イラスト制作、サウンド制作、競技プログラミング、CTF（キャプチャー ザ フラッグ）など多岐にわたります。2018年には公認サークルとなり、現在では250名を超えるメンバーが活動しています。

• Ninja Flicker Trailer｜traP TokyoTech｜Youtube
• 東京工業大学デジタル創作同好会traP
• デジタル創作同好会traPが中高生のためのプログラミング教室を開催（2018年 夏）｜東工大ニュース
• 東工大デジタル創作サークルtraPが情報危機管理コンテストで1位｜東工大ニュース
• デジタル創作同好会traP｜サークル活動｜在学生の方
• Indie Games Festival 2018公式サイト
• TOP20インタビュー

高専生向けにリアルな東工大を紹介する広報誌「高等専門学校生向け・東工大GUIDE（ガイド）」を発行しました。

学生生活や研究の様子、キャリアパスなど、高専生にとって参考となるだけでなく、多くの方にとっても東工大の魅力をより知っていただける内容となっています。ぜひご覧ください。

• 高等専門学校生向け・東工大GUIDEImage may be NSFW.
  Clik here to view.
• 広報誌｜大学概要｜東工大について

東京工業大学 社会人アカデミーでは、産業のグローバル化に対応できる企業人材を育成することを目的として、グローバル産業リーダー育成プログラム（GINDLE―Global INDustrial LEader）を設置しております。

その中のコースとして、情報システムベンダーあるいはユーザ企業の情報システム関連部署の部課長レベルおよびシニアコンサルタントを対象にEnterprise Engineering（Leading Digital）コースを開講いたします。

ICT（情報通信技術）の利活用に焦点を当てた講義・演習を通じて、企業活動におけるICT活用力向上のための、知識とスキルを身につけることができます。以前は英語での講義でしたが、皆様からのご要望にお応えし、今回は日本語で講義が行われます。

開催概要

受講期間	2019年2月21日（木）～23日（土）
定員	10名（※最小開催人数5名）
受講料	121,500 円（税込み）
受講場所	〒108-0023 東京都港区芝浦3-3-6 東京工業大学 田町キャンパス・イノベーションセンター410教室
お申込期間	2018年12月3日（月）～2019年2月1日（金）（締切日必着） ※ 定員に達した場合、募集を終了します。お申し込み状況に応じて、締切日を変更することがあります。
申込方法および詳細	東京工業大学 社会人アカデミーウェブサイトImage may be NSFW. Clik here to view.から申込用紙をダウンロードし、必要事項を記入の上、下記の「お問合せ先」まで、メールに添付してお送りください。

• プレスリリース 東京工業大学社会人アカデミー グローバル産業リーダー教育プログラム 2018年度2月 Enterprise Engineering(Leading Digital)コースのご案内Image may be NSFW.
  Clik here to view.
• お申込受付中のコース｜東京工業大学 社会人アカデミー
• 社会人アカデミー｜特色ある社会連携の取り組み｜社会連携

11月22日に大岡山キャンパス大岡山西8号館10階情報理工大会議室にて、永年勤続者表彰式が行われました。この表彰は、永年（他国立大学等を含む勤続20年（うち本学勤務10年以上））職務に精励した職員を対象とするもので、今回表彰された方は48名でした。

表彰式では、益一哉学長から一人一人に表彰状の授与と記念品の贈呈が行われ、永年の功労に対して祝辞が送られました。続いて表彰を受けられた者を代表して、科学技術創成研究院 小池康晴教授からの謝辞がありました。

今回表彰された方々は次のとおりです。

平成30年度東京工業大学永年勤続表彰者一覧

（所属順・敬称略）

• 平成29年度永年勤続者表彰式にて47名を表彰｜東工大ニュース

2019年度の工系学生国際交流基金派遣募集説明会および2018年度前学期の工系留学報告会が11月7日、大岡山キャンパス本館で開催されました。

工学院、物質理工学院、環境・社会理工学院の3学院は、国際的感覚を持つ工学を専門とする高度技術者を養成するため、所属学生を海外の大学等に派遣する支援を合同で行っています。この学生国際交流プログラムは、海外で様々な国の研究者や学生と共に研究を行うことで専門性を深め、さらには、より広範な先端科学技術・知識を学びながら異文化に触れることで、学生自身の修学意欲の一層の向上と国際意識の涵養を図ることをねらいとして実施しています。

前半に行われた募集説明会では、工系国際交流委員会主査の竹村次朗准教授（環境・社会理工学院 土木・環境工学系）がプログラムの概要ならびにこの日から募集開始となった2019年度の夏期派遣について説明を行いました。また、グローバル人材育成推進支援室 太田絵里特任教授から、当プログラムによる留学は、科学・技術の力で世界に貢献する人材の育成を目的とする教育カリキュラムである「グローバル理工人育成コース」上級の修了要件の一部を満たす、との説明がありました。

後半には2018年度の工系留学報告会が行われました。これは、当プログラムで2018年夏季・秋季に短期留学した学生が履修対象となっている講義「国際研究研修」の一環として実施されたものです。

派遣先大学と発表者（計11名）は以下の通りです。（発表順、敬称略）

報告会では、留学経験者が留学生活について英語で発表を行いました。

留学経験者の発表

本イベントは、留学プログラムについての理解を深めるとともに、帰国して間もない留学経験者からの新鮮な現地情報や感想に触れることができる機会でした。本プログラムへの応募を検討している学生も積極的に質問し、意見交換や情報交換が活発に行われました。

• 工系3学院 学生交流プログラム｜東京工業大学 工系3学院
• 工系学生国際交流基金派遣 実績報告会および留学報告会 開催報告｜東工大ニュース
• 工系学生国際交流基金派遣 募集説明会および留学報告会 開催報告｜東工大ニュース
• 留学プログラム｜留学案内｜在学生の方
• 留学体験記｜東京工業大学 工系3学院

東工大は、寄付月間の賛同パートナーとして日本の寄附文化醸成に協力しています。

今年で4回目となる寄付月間（Giving December）。多くの人たちに寄付について考えてもらおうと、12月1日～31日に行われている全国的な啓発キャンペーンです。今や世界的な篤志家となったビル・ゲイツ氏や日本の著名なスポーツ選手らが初回から広報に協力したこともあり、年々関心が高まってきました。

各地でさまざまな関連イベントが行われる中、東工大は「卒業した留学生とつながろう！」をテーマに、世界で活躍する同窓生との絆を深める企画を考えました。

世界各地に、卒業した留学生を中心とした13の同窓生グループがあり、東工大を支えてくれています。海外の同窓生にも東工大の今を知ってもらえるよう、オンラインコミュニティが発行するメールマガジンを定期的に発信しています。海外からもいろいろなお便りをいただくようになり、双方向のコミュニケーションが活発になってきました。「チーム東工大」のグローバルネットワークが、寄附文化と共に広がっています。

基金室では、教育、研究、社会連携、国際交流をはじめ、東工大のさまざまな事業へのご寄附を受け付けています。

• 寄付月間2018 -Giving December-
• 東京工業大学基金｜東工大への寄附
• 寄附をする｜東京工業大学基金｜東工大への寄附
• 東工大オンラインコミュニティ｜卒業生の方

勝田優輝さんのコメント

番組情報

• 番組名
  TBS「未来の起源」
• 放送予定日
  2019年2月10日（日）22:54 - 23:00（放送地域：関東、愛知、岐阜、三重）
• （再放送）
  BS-TBS 2019年2月17日（日）20:54 - 21:00

• TBS「未来の起源」
• 宮本智之研究室
• 宮本智之研究室 ―研究室紹介 #16―｜電気電子系 News｜工学院 - 電気電子系
• 研究者詳細情報（STAR Search） - 宮本智之 Tomoyuki Miyamoto
• 東京工業大学 未来産業技術研究所
• 科学技術創成研究院（IIR）
• 工学院 電気電子系

東京工業大学は1月17日、外国人研究者へのオリエンテーション及び外国人研究者等との懇談会をすずかけ台キャンパス大学会館で開催しました。

外国人研究者との懇談会は、学長主催により本学で教育・研究に従事している外国人研究者を招き、本学の教員及び各国の研究者の親睦を深めることを目的として、1991年より例年2回開催されているイベントです。また2010年1月からは、本学に関する理解を深める機会としてオリエンテーションも併せて実施しています。

オリエンテーションでは、益一哉学長による大学紹介があり、その後のQ&Aセッションでは、益学長と佐藤勲理事・副学長（企画担当）、水本哲弥理事・副学長（教育担当）、渡辺治理事・副学長（研究担当）の3名が回答者として登場しました。参加者からは、大学のダイバーシティに関する質問や意見が飛び出し、活発な議論がなされました。

続く懇談会は水本理事・副学長の開会の辞に始まり、途中、参加者3名によるスピーチでは、新年の抱負などが語られました。終始和やかな雰囲気の中、交流が深められ、最後は佐藤理事・副学長の閉会の辞をもって、大盛況のうちに終了しました。

• 「第54回外国人研究者へのオリエンテーション及び外国人研究者等との懇談会」開催報告｜東工大ニュース
• 第50回外国人研究者懇談会開催、バーヌ・ダス教授が本学の国際化についてスピーチ｜東工大ニュース
• 「第48回外国人研究者へのオリエンテーション及び外国人研究者等との懇談会」開催報告｜東工大ニュース
• 「第47回外国人研究者へのオリエンテーション及び外国人研究者等との懇談会」開催報告｜東工大ニュース

東京工業大学 国際交流学生会SAGE（以下、SAGE）は、「第1回留学生による日本語スピーチコンテスト」を12月15日に東工大大岡山キャンパス本館で開催しました。東工大在学中の韓国、中国、マレーシア、インドネシア、ポーランドから合計10名の留学生が原稿選考を通過し、スピーチコンテストに出場しました。

本コンテストは、提示されたテーマに関して留学生が日本語でスピーチをし、日本語力とスピーチの独創性を競う大会です。留学生による日本語のスピーチを通じて、「国際交流=英語」というイメージを払拭し、国際交流の本質である「様々な文化・考え方に触れられる」ことを東工大生に再認識してもらうことを目的として企画されました。本学の同窓会組織である一般社団法人蔵前工業会、および東工大学務部学生支援課が後援しました。

本コンテストの出場枠はビギナークラスとアドバンスクラスに分けられました。ビギナークラスのテーマは「日本に来て感じたこと、学んだこと」、日本語学習歴あるいは日本居住歴が1年以下の東工大留学生を対象としています。アドバンスクラスのテーマは「東工大生として、日本、そして世界の科学技術を考えよう」、1年以上の日本語学習経験がある東工大留学生を対象としています。

ビギナークラス

アドバンスクラス

審査員の金島理事は、すべてのスピーチ終了後に行われた総評で「楽しい時間を過ごさせていただきました。様々な考えに触れることができ、審査時間があっという間に終わりました」と述べ、出場者の日本語力の高さや発想の斬新さをたたえました。

• 東京工業大学 国際学生交流会SAGE
• 学生たちの国際交流 ― SAGE｜国際交流TOPICS｜国際交流

京都大学化学研究所 緒方博之 教授、京都大学理学研究科 吉川元貴 博士課程学生、東京理科大学 武村政春 教授、生理学研究所 村田和義 准教授、東京工業大学 地球生命研究所（ELSI）Image may be NSFW.
Clik here to view. 望月智弘 研究員らの共同研究チームが、アメーバに感染する新規巨大ウイルスを発見しました。メドゥーサウイルスと名づけられたこの巨大ウイルスは、全セットのヒストン遺伝子をゲノム内に保持しており、特異な粒子形態とゲノム組成から新たな「科」に属することが明らかになりました。ヒストンは真核生物がDNAを折り畳んで核内に収納するために必須な5種類のタンパク質で、その一部を持つウイルスはこれまでに知られていました。しかし、ヒストン遺伝子全セットを保持するウイルスはメドゥーサウイルスが初めてです。真核生物のDNA関連遺伝子がウイルスに由来するという仮説が提唱されていますが、本研究成果はそうした仮説を支持する結果と考えられます。今後、ウイルスヒストンの役割などメドゥーサウイルスの感染過程を分子レベルで解明することにより、巨大ウイルスと真核生物の太古以来の共進化誌が紐解かれるのではないかと期待されます。

本研究成果は、2019年2月6日に米国の国際学術誌「Journal of Virology」にオンライン掲載されました。

背景

今世紀初頭、生物学の常識を覆すウイルスが発見されました。ミミウイルスと呼ばれるそのウイルスは、単細胞真核生物（原生生物）であるアメーバを宿主として増殖します。粒子サイズとゲノム長で数多くの単細胞生物を凌ぐ大きさと複雑さを誇るミミウイルスの発見は、「ウイルスは小さくて単純なものだ」という生物学者の固定観念を覆し、大きなインパクトを与えました。ミミウイルスの発見を端緒に、世界中の研究者が巨大ウイルスハンティングを開始し、パンドラウイルス、ピソウイルス、マルセイユウイルスなど様々な巨大ウイルスの発見が相次ぎ、日本では東京理科大学 武村政春教授らのグループにより、トーキョーウイルス（マルセイユウイルスの仲間）やミミウイルス・シラコマエ（ミミウイルスの仲間）などの発見がなされました。

こうした巨大ウイルスは調べれば調べるほど、その生き生きとした多様で複雑な「生き様」が伺え、その結果、「ウイルスは生命なのか？」といった根本的疑問が沸き上がると同時に^{[参考文献1]}、ウイルスは細胞から進化したのではないか^{[参考文献2]}、ウイルスがDNAを発明したのではないか^{[参考文献3]}、細胞核はウイルス由来ではないか^{[参考文献4]}という挑戦的かつ挑発的な仮説が提唱されました。

今回、共同研究チームは、北海道にある温泉地域の湯溜まりとその水底の泥土サンプルから、アメーバを宿主として新しい巨大ウイルスを分離し、その感染過程、粒子構造、ゲノム組成の詳細を調査しました。その結果、この巨大ウイルスが、これまでに知られていた巨大ウイルスと多くの点で異なることが明らかになりました。

研究手法・成果

メドゥーサウイルスのゲノムで最も際立った特徴は、ヒストン遺伝子を全セット（ヒストンH1, H2A, H2B, H3, H4の5種類）保持していたことです。これまでにマルセイユウイルスやパンドラウイルスがヒストン遺伝子の一部を保持していることは知られていましたが、ヒストン遺伝子全セットを保持するウイルスはメドゥーサウイルスが初めてです。ウイルス粒子からもウイルス由来のヒストンタンパク質が検出されました。分子系統解析の結果はさらに興味深いものでした。これらのヒストン遺伝子はその進化の枝が、真核生物の系統樹の根っこの部分から派生しており、その起源が真核生物の共通祖先よりも古いことが明らかになりました。つまり、ウイルスのヒストン遺伝子は、真核生物の特定の系統から獲得されたものではないのです。このことは、真核生物の先祖がヒストン遺伝子を古代のウイルスから獲得した可能性を示唆しています。同様の進化シナリオがメドゥーサウイルスのDNA複製酵素遺伝子の解析からも浮き彫りになりました。

さらに、アメーバとメドゥーサウイルスのゲノム比較から、進化の過程で数多くの遺伝子の受け渡し（遺伝子水平移動）が両者の間で起こっていたことも明らかになりました。遺伝子の受け渡しの方向は、アメーバからウイルス、ウイルスからアメーバへの両方向の事例がありました。アメーバがウイルスから受け取った遺伝子の中にはウイルスの殻を作るためカプシドタンパク質遺伝子もありました。メドゥーサウイルスは、宿主と遺伝子をやり取りするのが得意なのかもしれません。

波及効果、今後の予定

今後、研究チームは電子顕微鏡観察、トランスクリプトーム解析、プロテオーム解析、ウイルスタンパク質の生化学的解析などを利用し、ウイルスヒストンの役割など、メドゥーサウイルスの感染過程を分子レベルで解明することを目指しています。その結果、巨大ウイルスと真核生物の太古以来の共進化誌をさらに紐解くことができるのではないかと期待しています。

研究プロジェクトについて

本研究は科研費（新学術領域提案型「ネオウイルス学」、基盤研究B）、生理研共同研究、京都大学化学研究所共同利用・共同研究の支援を受けて行われました。

研究者のコメント

論文情報

掲載誌 :	Journal of Virology
論文タイトル :	Medusavirus, a novel large DNA virus discovered from hot spring water（メドューサウイルス―温水から発見された新規大型DNAウイルス）
著者 :	Genki Yoshikawa, Romain Blanc-Mathieu, Chihong Song, Yoko Kayama, Tomohiro Mochizuki, Kazuyoshi Murata, Hiroyuki Ogata, Masaharu Takemura
DOI :	10.1128/JVI.02130-18Image may be NSFW. Clik here to view.

• プレスリリース ヒストン遺伝子を全セット持つ巨大ウイルスの発見 ―DNA関連遺伝子のウイルス起源に新たな証拠―Image may be NSFW.
  Clik here to view.
• NHK Eテレ「又吉直樹のヘウレーカ！」に地球生命研究所の井田茂教授と研究員が出演｜東工大ニュース
• 蔵前科学技術セミナー「地球と生命の謎～生命の起源はどこまでわかったのか？宇宙における生命の存在確率は？～」開催報告｜東工大ニュース
• 研究成果一覧

要点

• 磁場を用いず、電場のみで磁石極性を反転する事に成功
• 酸化物薄膜を用い、走査プローブ顕微鏡で観測
• 次世代低消費電力磁気メモリーへの応用に期待

概要

東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の清水啓佑大学院生（当時、現同大学博士研究員）、東正樹教授、大場史康教授、同大学元素戦略研究センターの熊谷悠特任准教授（当時）、九州大学大学院総合理工学研究院の北條元（はじめ）准教授、名古屋工業大学大学院工学研究科の壬生攻教授らの研究グループは、磁石の性質（強磁性^[用語1]）と電気を蓄える性質（強誘電性^[用語2]）が共存したセラミックス結晶について、室温で電場により磁石の極性を反転（磁化反転）させることに成功した。電場による磁化反転は次世代磁気メモリー実現の鍵として注目されていながらも、これまでに室温で実証されたことはなかった。

同研究グループは強磁性と強誘電性が共存した「コバルト酸鉄酸ビスマス」を薄膜形態で安定化させ、その磁気ドメイン^[用語3]と強誘電ドメイン^[用語4]の構造を走査プローブ顕微鏡^[用語5]で調べた。その結果、両ドメインの構造は類似しており、強磁性と強誘電性には相関が存在することが明らかとなった。さらに走査型プローブ顕微鏡の探針を用いて電場を印加し、電気分極を反転させることにより、磁化の方向を反転させることに成功した。電場により制御可能な低消費電力の磁気メモリー実現につながる成果と期待される。

同研究グループには東工大の川邊諒大学院生、清水陽樹大学院生、山本孟大学院生（いずれも当時）、勝俣真綸大学院生、重松圭助教が参画した。

研究成果は米国化学会誌「Nano Letters（ナノレターズ）」のオンライン版で2月7日（日本時間）に公開された。

研究の背景

スマートフォンの普及やビッグデータなどによる情報処理量の爆発的な増大に伴う、情報通信機器の消費電力が問題になるなかで、低消費電力・高記録密度・不揮発性の次世代メモリーデバイスへの要求が高まっている。こうした観点から注目されるのが、強磁性と強誘電性を併せ持つマルチフェロイック物質^[用語6]である。

強磁性と強誘電性の相関が十分に強く、電場によって磁化方向を反転することができれば、磁場発生のための電力が不要となる。このため、不揮発性・高安定性という現在の磁気メモリーの特徴を生かしつつ、低消費電力・高記録密度かつ簡易な素子構造を有する次世代磁気メモリーの実現が期待される。

研究成果

これまでに九州大学の北條准教授、東京工業大学の東教授らは、室温で強磁性と強誘電性が共存したコバルト酸鉄酸ビスマスを、薄膜形態で安定化させることに成功している（図1）。しかしながら、磁化の方向が薄膜の面内方向を向いていたために、通常の走査型プローブ顕微鏡を用いて磁気ドメインを観察することは困難であり、強磁性と強誘電性の相関を調べることはできなかった。

今回、薄膜を成長させるための基板の種類および薄膜の成長する方向を工夫することにより、薄膜試料の磁気ドメインを観察することに初めて成功した。同一視野において強誘電ドメインと比較することにより、強磁性と強誘電性には相関が存在することが明らかとなった。さらに走査型プローブ顕微鏡の探針を用いて電場を印加し、電気分極を反転させることで、磁化の方向を反転させることに成功した（図2）。

Image may be NSFW.
Clik here to view.

図1.

コバルト酸鉄酸ビスマスの磁気構造の模式図。スピンが傾斜しているため、磁化は打ち消し合わずに、自発磁化が電気分極に直交した方向に現れる。

Image may be NSFW.
Clik here to view.

図2.

電気分極反転前（上）と電気分極反転後（下）のコバルト酸鉄酸ビスマス薄膜の室温における圧電応答顕微鏡像（左）と磁気力応答顕微鏡像（右）。それぞれ、強誘電ドメイン構造と磁気ドメイン構造に対応する。色は、それぞれ電気分極の薄膜面内成分および磁化の薄膜面外方向の成分を表している。上左図の強誘電ドメインが寒色であることは、電気分極の面外成分が紙面の奥方向を向いていることに対応する。下左では電気分極の方向が反転したため、強誘電ドメインの色が暖色に変化している。また、右上下を比較すると、電気分極の反転により、磁化の面外成分が反転していることがわかる。

今後の展開

今回の成果は新しい磁気メモリー実現のための鍵といわれてきた、室温での電場による磁化反転を実験的に証明したものである。電場により制御可能な低消費電力の磁気メモリー実現のための道を拓いた成果といえる。鉄酸ビスマスをベースとしたマルチフェロイック物質の開発に拍車がかかるものと期待される。

付記

本研究の一部は、神奈川県立産業技術総合研究所・戦略的研究シーズ育成事業｢革新的環境調和機能性材料創出｣（代表・東正樹東京工業大学教授）、文部科学省・科学研究費助成事業・基盤研究A｢ビスマス・鉛ペロブスカイトのs―d軌道間電荷分布変化解明と巨大負熱膨張への展開｣（代表・東正樹東京工業大学教授）、若手研究A「分極回転：巨大な圧電応答の設計と実現」（代表・北條元九州大学准教授）、旭硝子財団若手継続グラント「Bi系マルチフェロイック薄膜の磁気構造制御と電場による磁化反転の実現」（代表・北條元九州大学准教授）、文部科学省・ナノテクノロジープラットフォームの援助を受けて行った。

論文情報

掲載誌 :	Nano Letters
論文タイトル :	Direct observation of magnetization reversal by electric field at room temperature in Co-substituted bismuth ferrite thin film
著者 :	Keisuke Shimizu, Ryo Kawabe, Hajime Hojo, Haruki Shimizu, Hajime Yamamoto, Marin Katsumata, Kei Shigematsu, Ko Mibu, Yu Kumagai, Fumiyasu Oba, and Masaki Azuma
DOI :	10.1021/acs.nanolett.8b04765 Image may be NSFW. Clik here to view.

• プレスリリース 電場による磁石極性の反転に成功 ―次世代低消費電力磁気メモリー実現の道拓く―Image may be NSFW.
  Clik here to view.
• 温めると縮む材料の合成に成功│東工大ニュース
• テラヘルツ電磁波の照射による超高速誘電体材料の新しい制御法を発見 －データを超高速処理する光電子デバイスの開発に期待－│東工大ニュース
• コバルト酸鉛の合成に世界で初めて成功し、新規の電荷分布を発見│東工大ニュース
• 室温で強磁性・強誘電性が共存した物質を実現―低消費電力・超高密度磁気メモリー開発に道―│東工大ニュース
• 電気分極の回転による圧電特性の向上を確認―圧電メカニズムを実験で解明、非鉛材料の開発に道―│東工大ニュース
• 希少元素を使わずに赤く光る新窒化物半導体を発見│東工大ニュース
• クロム酸鉛の「価数の謎」解き明かす―50年来の常識覆し、巨大負熱膨張材料の開発に手掛かり―│東工大ニュース
• 「温めると縮む」新材料を発見│東工大ニュース
• 東研究室 ―研究室紹介 #66―│材料系 News
• 大場研究室 ―研究室紹介 #24―│材料系 News
• 東研究室
• 研究者詳細情報（STAR Search） - 東正樹 Masaki Azuma
• 研究者詳細情報（STAR Search） - 大場史康 Fumiyasu Oba
• 研究者詳細情報（STAR Search） - 清水啓佑 Keisuke Shimizu
• 物質理工学院 材料系
• 東京工業大学 科学技術創成研究院 （IIR）
• 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所
• 東京工業大学 元素戦略研究センター
• 研究成果一覧

本学 リベラルアーツ研究教育院の中島岳志教授が、NHK Eテレ「100分de名著」に出演します。

「100分de名著」は、誰もが一度は読みたいと思いながらも、なかなか手に取ることができない古今東西の「名著」を、25分×4回の計100分で読み解く番組です。

今回は、スペインの哲学者オルテガ・イ・ガセットの『大衆の反逆』を読み解きます。

Image may be NSFW.
Clik here to view.
中島岳志教授

中島教授のコメント

• 番組名
  NHK Eテレ「100分de名著」
• タイトル
  オルテガ『大衆の反逆』
  第1回 大衆の時代／第2回 リベラルであること／第3回 死者の民主主義／第4回 「保守」とは何か
• 放送予定日
  2019年2月4日、11日、18日、25日（月）／22:25 - 22:50
• 再放送予定日
  2019年2月6日、13日、20日、27日（水）／5:30 - 5:55、12:00 - 12:25

• 100分de名著｜NHKオンライン
• 研究者詳細情報（STAR Search） - 中島岳志 Takeshi Nakajima
• メディア出演情報一覧

要点

• 理論予想以後実証できずにいた「弱い」トポロジカル絶縁体^[用語1]状態の直接観察に世界で初めて成功した。
• 従来の「強い」トポロジカル絶縁体では不可能であった無散逸の理想的スピン流^[用語2]を実現した。
• 通常絶縁体（スピン流OFF）と「弱い」トポロジカル絶縁体（スピン流ON）の切り替えが室温近傍で可能となり、スピントロニクス^[用語3]応用への道筋を開いた。

概要

東京大学 物性研究所の近藤猛准教授、黒田健太助教、野口亮大学院生、および東京工業大学 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所の笹川崇男准教授らの研究グループは、産業技術総合研究所 物質計測標準研究部門 ナノ構造化学材料評価研究グループ 白澤徹郎主任研究員、理化学研究所 創発物性科学研究センター 計算物質科学研究チーム有田亮太郎チームリーダー、および大阪大学 大学院理学研究科 物理学専攻の越智正之助教らと共同で、擬一次元^[用語4]の結晶構造を持つビスマスヨウ化物β-Bi₄I₄（Bi：ビスマス、I：ヨウ素）において、「弱い」トポロジカル絶縁体相を世界で初めて観測しました。さらに、室温近傍で結晶の冷却速度を制御する事により、通常絶縁体からトポロジカル絶縁相へと転移させ、これに伴うスピン流のON/OFF制御を実証しました。

情報集積の行き詰まる「エレクトロニクス」に代わり、情報爆発に対する救世主と目されているのが「スピントロニクス」です。その理想的な条件は、限りなく速い速度で（超高速）、レーザーのごとく直進し（超指向性）、情報を失うことなく伝達する（完全無散逸）、スピン流です。それを実現すると理論的に予想されていたのが「弱い」トポロジカル絶縁体ですが、これまで未発見でした。

本研究では、スピントロニクス応用に向けて熱望されている理想スピン流を創発する「弱い」トポロジカル絶縁体を世界で初めて実証・観測しました。これによりレーザー照射で情報を可逆的に書き換えが可能なDVDの「スピントロニクス」版も可能であり、トポロジカル物性の真髄とも言える無散逸スピン伝導を利用した次世代のスピントロニクス技術に新展開をもたらすことが考えられます。

本成果は、英国科学誌「Nature」2019年2月11日（英国時間）に掲載されました。

研究の背景

「金属」「半導体」「絶縁体」に続く第4の固体状態として「トポロジカル絶縁体」の存在が2005年に理論提案され、すぐのちに実験的にも実証されて以来、その基礎・応用研究が世界各国で競って行われています。2016年にはトポロジカル理論研究にノーベル賞が与えられ、更なる後押しを受けたことで、「トポロジカル絶縁体」の研究は今、物質科学で最もホットな研究テーマの一つです。

トポロジカル絶縁体の表面に出現する金属状態では、電流（つまり抵抗による熱的エネルギーロス）を伴わないスピン流（純スピン流）が発生するため、そのデバイス応用が期待されています。3次元物質のトポロジカル絶縁体は「強い」「弱い」という2つに分類されることがトポロジカル物理学の黎明期に理論予想されました。しかし、これまでに発見されてきたトポロジカル絶縁体はすべて「強い」方に分類されたことから、「弱い」トポロジカル絶縁体はそもそも実在するのか？が解決すべき一大テーマでした。

従来の「強い」トポロジカル絶縁体では、物質が持つあらゆる結晶表面にスピン流が発生します。ところが、その特性が災いして、スピン流は放射状に広がり流れとして取り出すことが難しいだけでなく、向きの異なるスピン同士が散乱し合うためスピン状態が保持できない、といった応用面でのデメリットを抱えていました。一方、本研究で発見した「弱い」トポロジカル絶縁体では、スピン流が結晶の側面にのみ閉じ込められて一方向にそろって伝導するため、指向性が極めて高く（超指向性）、また、スピンのupとdownが反平行に保たれることから、スピン状態の寿命が実質的に無限大（完全無散逸）となります（図1参照）。これらは「弱い」トポロジカル絶縁体ならではの優れた特性であり、純スピン流を実際にデバイス応用させる上での決定打となる可能性があります。

スピン流が結晶側面のみで伝導する「弱い」トポロジカル絶縁体では、「強い」トポロジカル絶縁体とは違って、通常の絶縁体と同様の結晶表面と、トポロジカル絶縁体の特徴が顕在化する結晶表面との組み合わせで物質が構成されます。このような性質を検証するためには、各結晶表面の電子状態をそれぞれ独立に測定する必要がありました。しかし、それを可能にする候補物質が無かっただけでなく、特別な実験技術が必要であったため、「弱い」トポロジカル絶縁体の実証は、その予想後10年を経てしても研究者の挑戦を阻み続けてきました。本研究では、最適な候補物質を見定め、最先端の光電子分光技術と表面X線回折技術を用いることで、「弱い」トポロジカル絶縁体の観察に初めて成功し、この未解決問題に終止符を打ちました。

Image may be NSFW.
Clik here to view.

図1.

通常の絶縁体と「強い」・「弱い」トポロジカル絶縁体の概略図。通常の絶縁体では結晶全体が電気を流さないが、トポロジカル絶縁体では表面のみが伝導的になり、スピン流が流れる。「強い」トポロジカル絶縁体では、様々な向きを持つスピンが散逸しながらあらゆる方向に流れるため、スピン流を取り出すことが難しい。一方、「弱い」トポロジカル絶縁体では、向きを揃えたスピンが一定の方向へほぼ散逸すること無く流れるため、スピン流を抽出し易い。Bi₄I₄では、通常の絶縁体（α相）から「弱い」トポロジカル絶縁体（β相）へと室温付近で相転移を生じる優れた機能性を持つことが分かった。

研究内容と成果

本研究では擬一次元の結晶構造を有するβ-Bi₄I₄について、放射光を用いたナノ顕微・角度分解光電子分光^[用語5]装置を利用することで、「弱い」トポロジカル絶縁体の表面電子状態を直接観測しました。ナノ顕微・角度分解光電子分光装置は、試料に照射する光を極限まで集光することで達せられる数100 nmの空間分解能を武器に、薄い試料で制約を受ける微小側面に対しても、その電子状態を直接観測することを可能にします。

実験の結果、結晶の上面の電子状態は通常の絶縁体と同じである一方で、結晶側面のみにトポロジカル絶縁体としての性質が現れていることを発見しました（図2参照）。これは、最先端のナノ顕微分光測定だからこそ可能となった、世界初となる「弱い」トポロジカル絶縁体の観測結果です。さらに、「弱い」トポロジカル絶縁体では、トポロジカル表面電子状態が結晶側面に閉じ込められた結果、指向性が極めて高いスピン流が流れていることが明らかになりました。これまで見つかっていた「強い」トポロジカル絶縁体では、スピン流が結晶表面を放射状に流れ、拡散されるスピン状態の散逸も強く、効率よくスピン流を取り出すことができません。しかし、「弱い」トポロジカル絶縁体の側面では、スピンを担う電子の質量がゼロで移動度が極めて高い（つまり超高速である）ことはもとより、超指向性を持ち、散乱も受けないほぼ無散逸なスピン流が流れています（図1参照）。併せて本研究グループは、室温付近で結晶の冷却速度を制御することで、「弱い」トポロジカル絶縁体のβ-Bi₄I₄が、通常の絶縁体であるα-Bi₄I₄に構造相転移して、スピン流のON/OFF制御が可能であることも実証しました。これまでに、冷却速度制御による構造相転移、すなわちON/OFFの現象はDVDの可逆的な書き込み原理として一般的に利用されてきました。本研究の発見は、トポロジカル相を用いた情報の書き込みを同様の原理で行うディスク媒体の実現可能性を示すと共に、理想的スピン伝導を用いるスピン注入メモリの制御技術への礎となります。

本研究成果は、トポロジカル物理学の黎明期からの未解決問題（「弱い」トポロジカル絶縁体は実在するのか？）を解決したことで、自然科学の学理開拓へ多大な貢献を成しただけでなく、超高速・超指向性・完全無散逸の3拍子がそろった理想スピン流の創発と制御を実証しており、将来のスピントロニクスデバイスの開発に向けて極めて重要です。

Image may be NSFW.
Clik here to view.

図2.

ナノ顕微・角度分解光電子分光測定の概略と、β-Bi₄I₄で実現している電子状態。上面は通常の絶縁体と同じく電気を流さない電子状態であるのに対して、側面ではトポロジカル状態が出現し、電気を流す電子状態になっている。トポロジカル電子状態にある側面では、超高速で、指向性が強く、散乱されにくいスピン流が生成されていることが理論および実験から示された。

今後の展望

本研究は、世界初となる「弱い」トポロジカル絶縁体の実証、および従来から知られる「強い」トポロジカル絶縁体を凌駕する機能性を示しました。材料科学分野で最も進展の著しいトポロジカル物性物理において、発見が遅れた「弱い」トポロジカル絶縁体の検証はこれからであり、その潜在能力はまだまだ未知数だと言えます。今後、他のトポロジカル絶縁体では実現しない新奇な性質を理論・実験の両面から見つけ出す研究が進展して行くことが考えられます。さらに、「弱い」トポロジカル絶縁体のキャリア制御や微細加工を行うことによって、新たなスピン流デバイスの開発につながることが期待されます。

なお、本研究は、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 チーム型研究 （CREST） 「二次元機能性原子・分子薄膜の創製と利用に資する基盤技術の創出」研究領域 （研究総括:黒部 篤） における研究課題「トポロジカル量子計算の基盤技術構築」課題番号 JPMJCR16F2 （研究代表者:笹川 崇男） の一環として行われました。

論文情報

掲載誌 :	「Nature」2019年
論文タイトル :	A weak topological insulator state in quasi-one-dimensional bismuth iodide
著者 :	R. Noguchi, T. Takahashi, K. Kuroda, M. Ochi, T. Shirasawa, M. Sakano, C. Bareille, M. Nakayama, M. D. Watson, K. Yaji, A. Harasawa, H. Iwasawa, P. Dudin, T. K. Kim, M. Hoesch, V. Kandyba, A. Giampietri, A. Barinov, S. Shin, R. Arita, T. Sasagawa*, and Takeshi Kondo* （* 責任著者）
DOI :	10.1038/s41586-019-0927-7 Image may be NSFW. Clik here to view.

• プレスリリース 超高速・超指向性・完全無散逸の3拍子がそろった理想スピン流の創発と制御 ―『弱い』トポロジカル絶縁体の世界初の実証に成功―Image may be NSFW.
  Clik here to view.
• 遷移金属ダイカルコゲナイドで一般原理を発見 ―トポロジカル電子状態の設計・制御に新たな道―│東工大ニュース
• スピンが偏った超伝導状態の検証に成功 ―トポロジカル超伝導の実現へ向けて―│東工大ニュース
• 質量のないディラック電子の磁気モーメントを精密測定―トポロジカル絶縁体の隠れた個性を発見―│東工大ニュース
• 笹川崇男准教授がフロンティアサロン第7回永瀬賞特別賞を受賞│東工大ニュース
• 笹川研究室 ―研究室紹介 #25―│材料系 News
• 笹川研究室
• 研究者詳細情報（STAR Search） - 笹川崇男 Takao Sasagawa
• 科学技術創成研究院 フロンティア材料研究所
• 科学技術創成研究院
• 物質理工学院 材料系
• 東京大学
• AIST： 産業技術総合研究所
• 理化学研究所
• 大阪大学
• 国立研究開発法人　科学技術振興機構
• 研究成果一覧

東京工業大学社会人アカデミーは、例年4月～8月に一般の方を対象にした講座「理工系一般プログラム」を開催しています。2019年度は、「環境科学」、「環境工学リサイクル」、「環境工学エネルギー」、「食の安全と安心」の4コースを開講いたします。理工系一般プログラムは、私たちを取り巻く生活環境に焦点を当て、受講者自身で問題と解決策について考えていただく位置づけで実施しています。

各コースとも大学・大学院レベルの講義内容となっており、一般社会人向けのプログラムですが、受講の動機が明確であれば、年齢等の受講資格は問いません。幅広い方々のお申込みをお待ちしております。

各コースへのお申込み方法等は社会人アカデミーのウェブサイトImage may be NSFW.
Clik here to view.をご覧ください。

各コースの概要

エンジニアを長く経験した講師が、地球環境に大きな影響を与えるエネルギーのシステムや問題点、解決策を紹介します。“廃棄物処理” 、“リサイクル” 、“エネルギー”の知識を習得する必要がある方、上記キーワードに関連した学習をしたい方におすすめの講座です。

• プレスリリース 東京工業大学 社会人アカデミー 開催講座 理工系一般プログラム「環境科学」「環境工学リサイクルコース」「環境工学エネルギーコース」「食の安全と安心」Image may be NSFW.
  Clik here to view.
• 理工系一般プログラム お申込受付中のコース｜社会人アカデミー

理学部 地球惑星科学科の土山絢子さん（学士課程4年）が、公益財団法人 国際科学技術財団による選考を経て、「ストックホルム国際青年科学セミナー（以下、SIYSS）」の日本代表として、2018年ノーベル賞授賞式等に参加しました。

土山さんは12月4日に日本を出発し、12月12日に帰国するまで様々なプログラムに参加しました。

若手科学者向けのプログラムとして、ストックホルムの高校生約300名を聴衆とするSIYSSセミナーが開催され、土山さんは地震学の研究について発表し、高校生との活発な質疑応答が行われました。

また、翌日に行われた倫理セミナーでは、科学倫理に関する課題が与えられ、ディスカッションやディベートの機会が設けられました。

プログラムのハイライトであるノーベル賞関連イベントでは、ノーベル賞受賞者によるノーベルレクチャー、レセプション、授賞式等に出席し、ノーベル賞受賞者と直接交流ができる貴重な経験となりました。

土山さんは、2017年夏、東工大・アジア理工系学生派遣交流プログラム（Tokyo Tech-AYSEAS）への参加をきっかけに留学に興味を持ち、翌年春にはグローバル理工人育成コースの一環であるジョージア工科大学リーダーシッププログラムへ参加、そして今回のSIYSSに挑戦しました。

いずれも10日間前後の短期のプログラムでしたが、これらの経験を糧に2019年秋、派遣交換留学に出発予定です。

SIYSSとは

SIYSSは、スウェーデン青年科学者連盟が毎年ノーベル賞週間に合わせてストックホルムで開催するセミナーで、世界各国から派遣された若手科学者がノーベル賞授賞式などの諸行事に参加するほか、自身の研究発表を行います。若手科学者の国際交流の場として、参加者の科学に対するモラルの向上や熱意の高揚につながっています。

今回は19ヶ国から25名が参加しました。

国際科学技術財団から毎年2名の学生（大学生・大学院生）が日本代表としてSIYSSに派遣され、2018年は本学の土山さんがそのうちの1名に選出されました。1987年以降、本学からの派遣学生は計9名となりました。

• ストックホルム国際青年科学セミナー｜ジャパンプライズ（Japan Prize/日本国際賞）
• 2018年派遣学生 土山 絢子｜ストックホルム国際青年科学セミナー｜ジャパンプライズ（Japan Prize/日本国際賞）
• 学生交流・学術交流｜留学プログラム｜留学案内｜在学生の方
• 留学体験談｜留学案内｜在学生の方
• スキルアップ・専門力向上・研究｜留学プログラム｜留学案内｜在学生の方

四大学連合のアウトリーチ活動として、四大学連合の8研究所が主体となり、「環境・社会・人間における『安心・安全』を探る－安全で安心の出来る社会－」をテーマに、一般の方にもわかりやすく最新の学術研究を紹介する文化講演会を毎年開催しています。

平日の午後にもかかわらず、30歳代～70歳代の幅広い年代の260名の方に参加いただき、参加者からは「四大学それぞれの特色を生かした研究成果を知ることができ、大変参考になりました」などの声が寄せられました。

第14回四大学連合文化講演会は、2019年11月1日（金）に東京医科歯科大学 鈴木章夫記念講堂（東京都文京区）で開催する予定です。

• 四大学連合
• 第13回四大学連合文化講演会の動画を公開しました｜四大学連合

要点

• 約35億年前の太古代地球に硫酸塩還元細菌が広く繁栄していたことが判明
• 代謝経路に働く酵素によって生じる硫黄安定同位体分別を実験的に再現
• 地球化学に細胞の代謝酵素という異分野の知識を融合することで実現

概要

東京工業大学 地球生命研究所（ELSI）のショウン・エリン・マックグリン（Shawn E. McGlynn）准教授、ソウル大学校 地球環境科学部のミン・スブ・シム（Min Sub Sim）助教、北海道大学 低温科学研究所の緒方英明特任准教授らの研究グループは、約35億年前の太古代の地球に硫酸塩還元^[用語1]細菌が広く繁栄していたことを突き止めた。硫酸塩を代謝して呼吸^[用語2]を行う硫酸塩還元細菌の代謝経路に働く酵素によって生じる硫黄安定同位体分別を実験的に再現して解明した。

現生の硫酸塩還元細菌を培養し、細菌の代謝に起因する硫黄安定同位体分別を、太古代の海底堆積物に記録された硫黄安定同位体分別と比較することで、太古代の硫酸塩還元細菌が硫酸塩をどの程度代謝していたか、細菌の細胞内で代謝速度がどのように制御されていたかを確認した。

これにより、太古代には硫酸塩還元細菌が広く繁栄していたことが初めて明らかになった。また地球化学に細胞の代謝酵素という異分野の知識を融合することで、太古代の地球環境を理解するための指標を得ることができた。

35億年前の地球は無酸素環境だったが、既に生命が存在し、その一部が硫酸塩還元細菌だったことは以前から知られていた。しかし硫酸塩還元細菌が当時の環境下でどの程度成功した生物であったのか、どのような生命活動を行っていたのかは謎だった。

研究成果は1月9日発行の英国の国際学術誌「Nature Communications（ネイチャーコミュニケーションズ）」電子版に掲載された。

研究の背景

生命はいつ、どのように誕生し、この地球でどのように生きてきたのだろうか。例えば恐竜のように大型で現在に比較的近い時代に生きた生物なら、化石を発見することで姿や生活の様子を知ることができる。

しかし、今から約40億～25億年前、太古代と呼ばれる時代に存在したとされるごく最初期の生命は、わずか1個の細胞からなる単細胞生物であったため、化石が得られることは非常に稀である。この時代に生物が存在したことを確認し、活動の様子を推定する手掛かりとなるのが、当時の海底堆積物に残された安定同位体である。

同位体とは、同じ元素でありながら中性子の数が異なる原子をいう。水素を除くすべての原子は原子核の中に陽子と中性子の2種類の粒子を持っており（水素原子は通常、中性子を持っていない）、陽子の数によって原子の種類が決まっている。例えば炭素原子なら陽子の数は必ず6個、酸素原子なら8個である。

しかし中性子の数は同じ種類の原子の中でも必ずしも一定とは限らない。例えば炭素原子では多くの場合、中性子の数は陽子と同じ6個だが、中性子を7個持つ原子、8個持つ原子も一部存在する。陽子の数は同じだが中性子の数の異なる原子を同位体という。陽子と中性子の数の和を質量数といい、中性子を6個持つ炭素原子の質量数は12、中性子7個なら13である。これらはそれぞれ炭素の原子記号Cと合わせて¹²C、¹³Cのように表される。

同位体の多くは不安定であり、短いものでは1秒以下の寿命しか持たずに崩壊して別の原子に変化する。しかし一部は安定で、変化することなく環境中に残り続ける。炭素の場合、¹²Cと¹³Cが安定同位体である。

自然界における安定同位体の比率は元素ごとにほぼ一定である。しかし、中性子の多い同位体は少ない同位体と比べて中性子の数の分だけ重いため、中性子の少ない同位体と比べて微生物の体に取り込まれにくい傾向がある。このため、生命活動によって生成された物質には、生命活動に使用されなかった物質と比べ、軽い同位体が含まれている可能性が高くなる。このように何らかの理由によって、安定同位体の比率が通常の状態から変化することを安定同位体分別と呼ぶ。

今回、研究の対象とした硫酸塩に含まれる硫黄原子には、³²S、³³S、³⁴Sの3種類の安定同位体が存在する。太古代の堆積物の安定硫黄同位体比（³⁴S/³²S）は既に測定されているが、微生物の硫酸塩還元の結果として推定される硫黄同位体分別よりも、分別量がかなり小さいことが問題となっていた。

当時の硫酸塩還元細菌は、現生のものと比べて不活発だったのだろうか。当時の環境には十分な硫酸塩がなく、細菌は飢えていたのだろうか。研究グループは微生物による数段階の硫酸塩還元プロセス^[用語3]のうち、ある特定の反応に関わる酵素（Apr＝APS還元酵素、アデノシンホスホ硫酸レダクターゼ）に着目し、Aprによる硫黄同位体分別を堆積物のものと比較して、堆積物中の同位体分別量が小さい理由を推定した。

研究成果

酵素Aprによる同位体分別は、堆積物の同位体分別に酷似していた。さらに数値シミュレーションにより、硫酸塩の還元に必要な電子が環境中に充分供給されない場合、Aprによる還元反応の速度が低下することもわかった。硫酸塩から硫化物に至る代謝の過程で使用される酵素はAprの他にもあるが、堆積物のものと類似した同位体分別（物質によって同位体の比が変わること）を持つものはこれまで見つかっていなかった。また、Aprによる反応は硫酸塩の代謝速度全体を制御する重要な反応であるが、この反応による同位体分別はこれまで調べられていなかった。

以上の成果に基づき、研究グループは、Aprによる反応は硫酸塩還元の律速段階^[用語4]であること、また、35億年前の堆積物中の硫黄同位体分別値とAprによる同位分別値が酷似していたことから、Aprによる還元反応に必要な電子を供給する電子ドナー^[用語5]が環境中に充分存在し、太古代に硫酸塩還元細菌の還元反応が活発かつ安定的に行われていたと解釈した。

硫酸塩還元細菌は、エネルギー源となる硫酸塩の不足に苦しんでいたわけではなく、硫酸塩の代謝に必要な電子を豊富に確保して、広く繁栄していた可能性が高いことが推定できた。これは、微生物の細胞の中で行われる化学反応が、堆積物中に同位体比として記録されていることが数値的に確認できた初めてのケースである。

今後の展望

今回の研究では硫酸塩還元細菌という微生物の1グループの、1つの酵素について、同位体分別を測定した。しかし、同位体分別を起こす微生物種はこの1グループのみではない。太古代から現在に至るまでに登場した多くの微生物種について、生化学と堆積物記録を比較することで、微生物同士の生命活動の類似度や堆積物が堆積した当時の古環境を知ることができる。

グループの研究者の1人、東京工業大学のショウン・エリン・マックグリン准教授は、地球化学と生物学、さらにはシミュレーションを融合させたこの新しい研究分野を「進化的及び同位体的酵素学」と呼び、酵素反応の理解が地球史の解明に今後一層寄与することを期待している。

Image may be NSFW.
Clik here to view.

図1.

硫酸塩還元を行う単細胞微生物の顕微鏡写真（クレジット：Guy Perkins and Mark Ellisman, National Center for Microscopy and Imaging Research）

Image may be NSFW.
Clik here to view.

図2.

微生物による硫酸塩還元によって生じた硫化物を含む鉱物（黄鉄鉱（FeS2））（クレジット：ELSI 上野雄一郎）

論文情報

掲載誌 :	Nature Communications
論文タイトル :	Role of APS reductase in biogeochemical sulfur isotope fractionation
著者 :	Min Sub Sim, Hideaki Ogata, Wolfgang Lubitz, Jess F. Adkins, Alex L. Sessions, Victoria J. Orphan & Shawn E. McGlynn
DOI :	10.1038/s41467-018-07878-4 Image may be NSFW. Clik here to view.

• プレスリリース 35億年前の地球に、生命繁栄の証拠を確認 ―堆積物中に残る最古の生命活動の記録を実験的に解読―Image may be NSFW.
  Clik here to view.
• 異分野を融合し、地球と生命の起源に迫る ― ショウン・マックグリン│研究ストーリー｜研究
• 研究者詳細情報（STAR Search） - McGlynn Shawn Shawn McGlynn
• 学術検索（Google Scholar）－ ショウン・エリン・マックグリン（Shawn E. McGlynn）
• 地球生命研究所（ELSI）
• 研究成果一覧

1月24日、東工大大岡山キャンパスの百年記念館で「留学生と外資系企業のための交流会 Career Talk～New Information Exchange Event with Foreign Companies」が行われました。東工大イノベーション人材養成機構（IIDP）と学生支援センターキャリア支援部門が、独立行政法人 日本貿易振興機構（JETRO）の協力を得て開催しました。

国内の外資系企業を対象とした「日本の投資環境に関するアンケート」（JETRO実施）によると、ビジネスを行ううえでの阻害要因として「人材確保の難しさ」が毎年上位に挙げられています。中でも、即戦力、特に外国語が堪能な理系人材の確保は大きな課題です。一方、日本で働きたい外国人留学生の就職率を引き上げることは、日本政府の政策課題にもなっています。留学生（グローバル人材）と外資系企業が接点を持ち、情報交換を通じて理解を深める機会は双方にメリットが大きいことから、約10年前から交流会を開催するようになりました。今回、内容・規模を更に発展させた形で初めてJETROとの共催で開催しました。

当日は、エリクソン・ジャパン（スウェーデン）、プロクター・アンド・ギャンブル・ジャパン（アメリカ）、マイクロン・メモリ・ジャパン（アメリカ）を始めとする28社がブースを構え、約3時間にわたって東工大留学生約250名と熱心に情報・意見交換を行いました。

参加した学生からは「今まで知らなかった外資系企業をたくさん知ることができました。インターンシップのきっかけにもなりそうです」「外資系企業と留学生に特化した交流会は珍しく、とても有意義でした」「企業のニーズや求める人材像をフェイス・トゥ・フェイスで聞くことができました」などの感想がありました。また企業からも「学生が知りたいことや学生の考えを聞く良い機会となりました」「ほとんどが理系のバックグラウンドを持つ学生だったので、大変有意義でした」「留学生の方がとても熱心でした」といった声が聞かれ、双方にとって満足度の高いイベントとなりました。

外資系企業の9割が理系人材を求めていると言われ、学生のアクセスが容易な大学内で交流会を開催した意義は大きいものがあります。また、2018年5月に「日本経済の発展と国際的に活躍する人材育成を目指した包括的連携推進協定」を締結した東工大とJETROの連携強化にもつながりました。

グローバル人材の育成がますます重要になる中、交流会の継続開催や、講義への外資系企業からの講師派遣などでJETROの協力を得ながら、留学生を一層、支援していきます。

• 東京工業大学イノベーション人材養成機構
• 留学生向け情報｜大学院で学びたい方
• 留学生の進路｜留学生向け情報｜大学院で学びたい方