サイエンスフロンティア２１全57話
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名古屋大学・大学院医学系研究科の曽我部正博教授は、JSTのICORP『細胞力覚』プロジェクトのリーダー。押さえるとか引っ張るとか、機械刺激を人間は皮膚で触覚として感じるが、体の中にある６０兆個の細胞も機械刺激を感じて応答している。この細胞一つ一つの持つ機械刺激を感じる能力を、曽我部さんは細胞力覚と名づけた。細胞が細胞力覚を感じるシステムみを解明してきた曽我部さんの研究の中心は、細胞膜に存在するSAチャネルの仕組みと構造の解析。SAチャネルはイオンチャネルで、細胞膜に機械刺激が加わるとイオンがSAチャネルから細胞内に流れ込む。イオンの流入により、血管の内皮細胞などは体の中で様々な働きを始める。曽我部さんの研究は、心筋細胞のSAチャネルの研究に及んでいて、この研究は、心臓の不整脈をおさえる薬品開発へと発展している。
膨大な量の情報が溢れている現在。その量は年々飛躍的に増大しています。この情報量の増大に対して新たな技術が求められています。その技術を拓くのは光。この光の時代を拓く技術の開発を目指して、日中の研究者達が研究に取り組んでいます。画期的な技術の基礎を築いたのは、科学技術振興機構が推進するフォトンクラフトプロジェクトのリーダー平尾一之さん。平尾さんの基礎的な発見をさらに発展させ、応用へと結び付けていくこのプロジェクトを追います。
チーム型研究CRESTの「脳を知る」領域から、大阪大学の津本忠治教授の研究を取り上げます。研究テーマは「回路網形成における神経活動の関与メカニズム」です。視覚における脳神経の発達において、「臨界期」と呼ばれる成長のポイントとなる時期の存在や、「カラム」という役割を持つ神経の集まりの考え方、またその成長において大事な役目を果たしている「神経栄養因子」の働きなどを、顕微鏡による大変珍しい映像やCGを用いてわかりやすく紹介します。
チーム型研究CRESTの「脳を創る」領域から、銅谷賢治さんの研究を紹介します。研究テーマは「行動系のメタ学習と情動コミュニケーション機能の解明」。大脳の中でも大脳基底核に視点を置いた研究の中で、サイバーローデントというネズミ型ロボットを制作し、その行動パラメータと学習機能の関係から、「報酬予測」と「神経修飾物質」の関係に注目し研究を行っている様子を実験映像やCG＆アニメを用いて紹介します。
●様々な分野で活躍する研究者にスポットをあて、その研究内容・業績を紹介し、研究の喜びを伝えます。●今回は、チーム型研究CREST「脳を守る」研究領域の寺崎哲也さん。東北大学教授の寺崎さんは薬を脳の病気の部分まで運ぶという難しい問題に取り組んでいます。番組では、「血液脳関門」という知られざる脳の防衛網を解き明かそうとする、寺崎さんの研究現場の実験に密着します。はたして今回の実験は成功するのでしょうか。
JSTの研究プロジェクトであるCREST「地球変動のメカニズム」領域から、『オホーツク海氷の実態と気候システムにおける役割の解明』というチーム型研究プロジェクトの、５年にわたる研究成果を描いた番組です。北海道沿岸に達する海氷（流氷）の生成システム、生成場所、また幻の海流と呼ばれた「東カラフト海流」の発見、豊かな海を支える物質循環システム等を通して、日本沿岸のみならず北太平洋全体に大きな影響を及ぼすオホーツク海の役割の全貌を、壮大なスケールで描きます。
「フォールディング病」は、タンパク質のミスフォールディングが原因で細胞が死んでしまい運動障害や言語障害などが現れる病気です。その代表的な例はプリオン病（BSE・狂牛病）やパーキンソン病、アルツハイマー病などです。この病気の原因となるタンパク質が折り畳まれる時の品質管理システムを世界で初めて解明したのが吉田秀郎さんです。この研究により｢フォールディング病」の予防･診断･治療への扉を開きました。
最先端の科学研究で活躍するスーパーコンピュータ。ヒトゲノムやタンパク質など膨大なデータ処理を必要とする解析や、シミュレーションによる様々な未来予測を可能し、スーパーコンピュータの高度化・高速化が、科学技術全体を発展させる鍵を握っています。複雑なプログラムで構成された最新のスーパーコンピュータを高速化するために、どのようなことが行われているのか。電気通信大学・片桐孝洋さんの研究を通して紹介します。
現在のテクノロジーを支える半導体集積回路は、小型化集積化に限界を迎えつつあります。渡辺正裕さんの研究「人工ナノ結晶による共鳴トンネル素子」は、そのブレークスルーとして期待されています。現在も広く利用されているシリコンを材料として用いながら、「共鳴トンネル現象」という量子力学を利用したこれまでとは全く違う構造の集積回路用半導体素子。どのような発想で、どのように研究開発されているのか、研究の様子を紹介します。
大阪大学 歯学部歯学研究科の川端重忠さんは『Ａ群レンサ球菌』の感染メカニズムについて研究をしています。彼の夢は、ワクチンを作ることだと言います。研究のきっかけは、子供がこの病気に罹ったことです。Ａ群レンサ球菌は細かく分けると１３０種類ものタイプがあり、人に感染すると様々な病気を引き起こします。世界中を驚かせたあの『人食いバクテリア』もこの『Ａ群レンサ球菌』で、特に『劇症型Ａ群レンサ球菌』といいます。川端さんはその感染メカニズムを解き明かそうと現在も研究を続けています。
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