高塩濃度・高アルカリ環境に棲息する紅色硫黄細菌の光合成機構を解明

2025年2月14日
国立大学法人筑波大学

高塩濃度・高アルカリ環境下に棲息する紅色硫黄細菌が行う光合成において重要な役割を担うタンパク質複合体の構造と光エネルギー転送効率を、クライオ電子顕微鏡観察と計算機解析により調べました。その結果、特殊なタンパク質複合体の構造が、エネルギー変換能力を向上させることが示唆されました。


 高塩濃度・高アルカリといった極限環境に適応して棲息する紅色硫黄細菌などの光合成硫黄細菌が行う光合成は、植物やシアノバクテリアとは異なり、硫化水素を使って太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換します。この過程では、光を集めるタンパク質複合体である光捕集2複合体(LH2)とコア光捕集反応中心複合体(LH1-RC)が重要な役割を果たしています。紅色硫黄細菌の一種であるHalorhodospira halophila(Hlr. halophila)は、LH2とLH1-RCが一体化しているかのように振る舞うことで、効率的に光合成を行なっていると考えられています。一方で、一般的な紅色非硫黄細菌ではLH2とLH1-RCの相互作用は弱いことが報告されており、この違いは謎に包まれていました。

 そこで、クライオ電子顕微鏡を用いて、Hlr. halophila由来のLH2、LH1-RCを含む試料溶液をアミノ酸レベルで観察しました。その結果、LH1-LH2、LH1-RCという複合体を形成しており、LH1構造の最小単位は、通常とは異なるポリペプチド鎖で構成されていること、さらに、このLH1構造が、LH2あるいはRCを取り囲んでいることが明らかになりました。また分子間のエネルギー移動計測実験から、このLH1-LH2複合体は、光エネルギー転送効率がほぼ100%であることも分かり、このようなタンパク質複合体の構造が、エネルギー変換能力を向上させていることが示唆されました。

 本研究成果は、多くの生物にとって有毒な硫化水素を硫黄に変換しながら、極限環境下でも高効率で光合成を行う細菌の仕組みを明らにするものです。これにより、太陽光エネルギーの有効活用や環境保全への応用が期待されます。

クライオ電⼦顕微鏡により可視化されたHlr. halophilaのコア光捕集反応中⼼複合体(LH1-RC)と光捕集共複合体(LH1-LH2)の⽴体構造。LH1 サブニットのα、β鎖のそれぞれ2種類のアイソフォーム注10)がペアとなって、リングの最⼩構造単位を形成している様⼦を図⽰化した。LH1リングがRCとLH2(半透明⾊部分)をそれぞれ取り囲むように並んでいる。

 

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【題名】 A distinct double-ring LH1-LH2 photocomplex from an extremophilic phototroph
(極限環境下に棲息する紅色硫黄細菌由来の光捕集複合体LH1-LH2の二重リング構造) 
【掲載誌】 Nature Communications 
【DOI】 10.1038/s41467-024-55811-9

“Resident Services Utilizing Drones for Normal and Emergency Situations in Setouchi Town, Amami Oshima” Wins the 7th Japan Open Innovation Award “Minister of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Award”

– The Initiative Aiming for Sustainable Town Development has been Highly Evaluated for its Collaboration Between Industry, Government, and Academia –

Japan Airlines Co., Ltd. (hereinafter ”JAL”), Amami Island Drone Co., Ltd. (hereinafter ”AID”), Setouchi Town in Oshima District, Kagoshima Prefecture (hereinafter  “Setouchi Town”), the National Research Institute for Earth Science and Disaster Resilience (hereinafter “NIED”), and the University of Tsukuba have jointly undertaken the initiative “Resident Services Utilizing Drones for Normal and Emergency Situations in Setouchi Town, Amami Oshima” (hereinafter “this initiative”). On February 5, 2025, this initiative was awarded the “Minister of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Award” at the 7th Japan Open Innovation Awards hosted by the Cabinet Office.

The Japan Open Innovation Prize recognizes initiatives with high leadership and originality that are expected to serve as role models to further promote open innovation in Japan. It honors exemplary initiatives with significant social impact and sustainability, with minister’s awards and other awards presented in various fields.

This initiative has been highly evaluated for its pioneering efforts in addressing regional issues such as disaster response and logistics on remote islands, contributing to the sustainable town development that Setouchi Town aims for, where . It has also been recognized for its potential to serve as a model for other remote islands, aging regions, and isolated areas during disasters.

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「奄美大島瀬戸内町におけるドローンを活用した平時・有事対応の住民サービス」が、第7回日本オープンイノベーション大賞「国土交通大臣賞」を受賞

2025年2月6日
瀬戸内町
日本航空株式会社
奄美アイランドドローン株式会社
国立研究開発法人防災科学技術研究所
国立大学法人筑波大学

「奄美大島瀬戸内町におけるドローンを活用した平時・有事対応の住民サービス」が、第7回日本オープンイノベーション大賞「国土交通大臣賞」を受賞

~「誰もが住み続けたい」持続可能なまちづくりに、産官学連携した取り組みが高く評価されました~

 

日本航空株式会社(以下、JAL)、奄美アイランドドローン株式会社(以下、AID)、鹿児島県大島郡瀬戸内町(以下、瀬戸内町)、国立研究開発法人防災科学技術研究所(以下、防災科研)、国立大学法人筑波大学(以下、筑波大学)は、「奄美大島瀬戸内町におけるドローンを活用した平時・有事対応の住民サービス」における共同の取り組みにより、2025年2月5日、内閣府主催の第7回日本オープンイノベーション大賞において国土交通大臣賞を受賞しました。

日本オープンイノベーション大賞は、我が国のオープンイノベーションをさらに推進するために、ロールモデルとして期待される先導性や独創性の高い取り組みを称えるもので、模範となるようなもの、社会インパクトの大きいもの、持続可能性のあるものについて、担当分野ごとの大臣賞、長官賞、経済団体、学術団体の会長賞などが表彰されます。

本取り組みは、離島の災害対応や物流など地域固有の課題解決はじめ、瀬戸内町が目指す「誰もが住み続けたい」持続可能なまちづくりに貢献すべく産官学連携して取り組む先導性のある事業であること、および、他の離島や高齢化が進む地域、災害時の孤立地域・防災対応へのモデル展開可能性が高く評価されました。

■本取り組みについて
【概要】
奄美大島瀬戸内町において、2023年11月、瀬戸内町とJALはドローン運航会社AIDを共同設立し、2024年2月よりドローンおよびICT技術を活用した住民向け行政サービスを提供しています。防災から生活物流にわたる課題に対応すべく、災害時と平時を区別しないフェーズフリーなドローン物流インフラを構築し、住民も参加するICT連携によって、僻地医療サービスの維持を図るなど、「誰もが住み続けたい」持続可能なまちづくりに、産官学連携し取り組んでいます。        

     

【これまでの経緯】
瀬戸内町は、その地理的条件から、二次離島(加計呂麻島、与路島、請島)を中心に、台風・豪雨など自然災害時には道路寸断で孤立集落が発生し、また、平時においても、船舶に頼る移動・輸送は時間がかかる上、天候により頻繁に停滞するなど、防災から日常生活面にわたる地域課題を抱えていました。

人口減少・高齢化が進む瀬戸内町は、2020年、「誰もが住み続けたい」持続可能なまちづくりを目指す中、JALグループと連携協定(*1)を締結しました。これら地域社会の課題解決に向け、ドローンやデジタル技術を活用した離島モデルの社会実装を目指し、防災科研ならびに筑波大学とも連携しながら、地域住民も参加しての共同検討・実証を重ねました。

2023年11月、瀬戸内町とJALは共同出資にてドローン運航会社AIDを設立し、2024年2月より定期運航を開始、防災から生活物流にわたりドローン・ICT連携を活用した住民向け行政サービスを提供しています(*2)。

AIDは、離島の地理や輸送物資の特性に合わせ、航続距離・積載重量に優れる大型物流ドローンを使用し、JALよりドローン運航管理・安全管理などのノウハウ提供を受けながら、与路島・請島への災害時・平時にわたりフェーズフリーに対応する運航体制を構築しました。

こうしたドローン活用・ICT連携は、地域防災計画に反映されるとともに、処方薬のオンライン服薬指導導入により僻地医療サービスを維持するなど、持続可能なまちづくりに貢献しています。

引き続き、瀬戸内町におけるAIDによる安全・安心なドローン運航事業を礎に、本取り組みを地域に根ざしたドローン・ICTを活用した社会実装モデルとして、奄美群島全体への拡大展開を目指してまいります。

 

(*1)2020年10月14日プレスリリース
奄美 瀬戸内町、日本エアコミューター、JAL、三井住友海上およびMS&ADインタ-リスク総研が連携協定を締結、ドローンを用いた地域課題解決を目指す

(*2)2023年2月29日プレスリリース
奄美瀬戸内町とJALは、共同でドローン運航会社「奄美アイランドドローン㈱」を設立

 

■受賞者のコメント 

奄美大島瀬戸内町 
町長 鎌田 愛人
有人離島三島を有する本町においては、町営定期船の欠航や災害時の集落孤立などが課題でありましたが、本町と共に、大型ドローンを活用した課題解決に取り組んでいただき、このような賞の受賞に繋げて頂いた日本航空、防災科研、筑波大学の皆様方に心から感謝申し上げます。本町は「瀬戸内町DX推進計画」に沿い、ドローンに留まらず様々な行政サービスをデジタルファーストで取り組んでいます。その中でドローン事業においては、災害・物資運搬・地籍や森林調査・スマート農業などを、この度の受賞を契機にさらに推進していきたいと考えております。

 

日本航空株式会社
イノベーション本部エアモビリティ創造部 部長 村越 仁
鹿児島-奄美大島線の就航以来60余年、JALグループは地元の皆さまと共に、奄美群島の魅力発信や島への 誘客、そして環境保全活動などにも取り組んでまいりました。2020年に、瀬戸内町よりお声掛けをいただき、 航空事業で培った技術・知見を活かしたドローンの取り組みで地域課題解決を目指すべく連携協定を締結、以 来、多くの関係機関・企業の皆様からご支援をいただきながら、本取り組みを推進してまいりました。この度の 受賞も励みに、瀬戸内町とAIDが取り組むDX推進を、今後も安全・安心なドローン運航支援を通じて応援してまいります。

 

奄美アイランドドローン株式会社
代表取締役 登島 敏文
2月末に迎える就航一周年の節目において、この度の栄誉ある受賞に社員一同、大変感激しております。弊社は瀬戸内町よりドローン運航を受託し、与路島や請島などの二次離島へ処方薬や給食食材、新聞などの生活物資の輸送を担うほか、災害時には町の防災対応として、被災状況の偵察や緊急物資輸送も担うなど、「島の暮らしを空から支える」ドローン事業を展開しています。これからもパートナーの皆さまのご支援をいただきながら、地元に根ざした事業運営を推進すべく、ドローン人財育成に努め、安全運航体制を一層強化し、島の地域課題解決に貢献してまいります。

 

国立研究開発法人防災科学技術研究所
主任専門研究員 内山 庄一郎
このたび、栄誉ある賞を受賞したことを大変光栄に思います。本事業は、私たち防災科研が提唱する、地域の防災は地域で守る「地産地防」の理念に基づき、地域の力を活かしたイノベーションとして、平時から災害時まで活用できるフェーズフリーな仕組みを目指してきました。この受賞を励みに、地域とともに成長し、安全で持続可能な社会の実現に向けて、挑戦を続けてまいります。関係者の皆様のご支援に心より感謝を申し上げます。

 

国立大学法人筑波大学 計算科学研究センター
教授 北原 格
平時から災害時までフェーズフリーに対応できるモビリティ社会の構築を目指す「『フェーズフリーな超しなやか社会』を実現する5D-MaaS共創拠点」の活動を通じて、本事業に関わらせていただきました。産官学連携で住民参加ワークショップを開催し、次世代モビリティがもたらす未来を地域の子供達と一緒に楽しく思い描くことができました。その取り組みがこのような素晴らしい賞の受賞につながったこと、関係者の皆さまに感謝申し上げます。

 

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最先端共同HPC基盤施設(JCAHPC)の新スーパーコンピュータシステム Miyabi(みやび)の運用開始披露式典を開催

1月15日、筑波大学計算科学研究センター(センター長:朴 泰祐)と東京大学情報基盤センター(センター長:千葉 滋)が共同運営する「最先端共同HPC基盤施設」(JCAHPC:Joint Center for Advanced High Performance Computing、施設長:朴 泰祐)において、新スーパーコンピュータシステムMiyabiの運用開始披露式典が、システムの設置場所である東京大学柏キャンパスで開催されました。式典には、文部科学省研究振興局参事官 国分政秀氏を始め多くの来賓、東京大学 田浦健次朗副学長、筑波大学 重田育照副学長、及び開発に携わった多くの関係者が列席し、最新スーパーコンピュータシステムMiyabiの運用開始を祝いました。

式辞を述べる朴泰祐施設長

 

朴施設長は式辞で、「筑波大学と東京大学の(間に位置する柏キャンパスという)地の利と人の和を活かして、学術目的で国内2位のスーパーコンピュータシステムMiyabiを導入することができた。」と二大学の強い連携を語りました。

国分参事官による祝辞の様子

講演の様子

 

式典の後半では、東京大学情報基盤センターの塙 敏博教授、中島研吾教授による講演が行われました。中島教授は「Miyabiの名前は計算性能が高いだけでなく、それを難なく使える、エレガントな計算科学ができるマシンということに由来する。ユーザーのGPUへの移行やAi for Scienceの試みをサポートしていきたい」と意気込みを述べました。

Miyabiは2025年1月14日より正式運用を開始し、2025年4月より文部科学省HPCIプログラムや両大学の各種共同利用・共同研究プログラムに供される予定です。

新スーパーコンピュータシステムMiyabi
(左から、千葉副施設長、朴施設長)

第150回計算科学コロキウムを、2月14日(金)14:00より開催します

第150回計算科学コロキウムを開催いたします。多数のご来聴をお待ちしております。

講演タイトル:「デジタル駆動触媒開発」
講演者:矢田陽 博士(https://irc3.aist.go.jp/incorporate/team/digital/
日時:2025年2月14日(金)14:00-15:00
場所:計算科学研究センター 会議室B
講演内容:従来の触媒開発は研究者の経験や勘に大きく依存し、触媒開発に長い期間と多大な労力を費やす必要があったため、効率的な触媒開発の方法論構築が強く望まれている。そのため近年、機械学習などのデータ科学を触媒反応に適用して研究開発を加速させる動きが強くなってきた。本講演では、産総研が取り組む機械学習や自動実験などのデジタル技術を活用した触媒設計・開発技術について紹介する。

世話人: 堀優太

149th Colloquium of the Center for Computational Sciences

149th Colloquium

Title: Supramolecular Chemistry of Macrocycles Focusing on the Precise Assembly of Molecular Binding Units
Speaker: Assist. Prof. Takashi Nakamura
(Department of Chemistry, Institute of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba)
Date: 22 January 2025
Time: 11:00 – 12:00
Venue: Meeting Room A
Language: English

Takashi Nakamura

Takashi Nakamura received his Ph.D. in 2013 from the University of Tokyo under the supervision of Prof. Mitsuhiko Shionoya. He joined the laboratory of Prof. Akira Harada at Osaka University as a postdoctoral fellow in 2013. He worked as an assistant professor with Prof. Tatsuya Nabeshima at University of Tsukuba since 2014. Since 2021, he has been a principal investigator of Supramolecular Chemistry Group as a Tsukuba Top Runner Assistant Professor at University of Tsukuba. He received the Chemical Society of Japan Award for Young Chemists in 2020, and the Young Scientists’ Award in the Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan in 2022. Since 2024, he has been leading a JST PRESTO project as its principal investigator. His current research interest is the precise construction of supramolecules and exploration of their functions.

Abstract:

Natural receptor proteins can selectively bind substrates within a pocket surrounded by multiple amino acid residues. During the recognition process, relatively weak intermolecular interactions, such as hydrogen bonds, act synergistically to achieve high selectivity. In contrast, it has been challenging for synthetic receptors to achieve precise molecular binding by arranging multiple interaction sites in an unsymmetrical manner.

     Our group has developed novel macrocyclic receptors with precise recognition capabilities based on two key strategies: (A) the assembly of metal coordination sites and (B) the desymmetrization of molecular components. Specifically, I will present our recent progress on cyclic oligomers of chelate complexes capable of multipoint coordination, and cyclodextrin derivatives equipped with hydrogen bonding sites such as amide and carboxyl groups.

References

  1. (a) Commun. 2017, 8, 129. (b) Chem. Commun. 2019, 55, 2421–2424. (c) Eur. J. Inorg. Chem. 2021, 308–313. (d) Inorg. Chem. 2023, 62, 12886–12894. (e) Chem. Commun. 2024, 60, 1281–1284.
  2. (a) Am. Chem. Soc. 2019, 141, 6462–6467. (b) Inorg. Chem. 2019, 58, 7863–7872. (c) Inorg. Chem. 2024, 63, 12697–12702. (d) Chem. Commun. 2025, 61, 921–924.
  3. (a) Commun. 2019, 55, 3872–3875. (b) Chem. Lett. 2020, 49, 493–496. (c) Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 3080–3086. (d) Chem. Sci. 2025, 16, 171–181.
  4. (a) In revision.

世話人: 重田育照、Kowit Hengphasatporn

 

第149回計算科学コロキウムを、1月22日(水)11:00より開催します

第149回計算科学コロキウムを開催いたします。多数のご来聴をお待ちしております。
※本セミナーに先駆けて第147回計算科学コロキウムが開催されます。ぜひ合わせてご参加ください。
 
講演タイトル: Supramolecular Chemistry of Macrocycles Focusing on the Precise Assembly of Molecular Binding Units
講演者: Assist. Prof. Takashi Nakamura
(Department of Chemistry, Institute of Pure and Applied Sciences, University of Tsukuba)
日時: 2025年1月22日 (水) 11:00 – 12:00
場所: 計算科学研究センター 会議室A
言語: 英語

Takashi Nakamura

Takashi Nakamura received his Ph.D. in 2013 from the University of Tokyo under the supervision of Prof. Mitsuhiko Shionoya. He joined the laboratory of Prof. Akira Harada at Osaka University as a postdoctoral fellow in 2013. He worked as an assistant professor with Prof. Tatsuya Nabeshima at University of Tsukuba since 2014. Since 2021, he has been a principal investigator of Supramolecular Chemistry Group as a Tsukuba Top Runner Assistant Professor at University of Tsukuba. He received the Chemical Society of Japan Award for Young Chemists in 2020, and the Young Scientists’ Award in the Commendation for Science and Technology by the Minister of Education, Culture, Sports, Science and Technology, Japan in 2022. Since 2024, he has been leading a JST PRESTO project as its principal investigator. His current research interest is the precise construction of supramolecules and exploration of their functions.

要旨

Natural receptor proteins can selectively bind substrates within a pocket surrounded by multiple amino acid residues. During the recognition process, relatively weak intermolecular interactions, such as hydrogen bonds, act synergistically to achieve high selectivity. In contrast, it has been challenging for synthetic receptors to achieve precise molecular binding by arranging multiple interaction sites in an unsymmetrical manner.

     Our group has developed novel macrocyclic receptors with precise recognition capabilities based on two key strategies: (A) the assembly of metal coordination sites and (B) the desymmetrization of molecular components. Specifically, I will present our recent progress on cyclic oligomers of chelate complexes capable of multipoint coordination, and cyclodextrin derivatives equipped with hydrogen bonding sites such as amide and carboxyl groups.

References

  1. (a) Commun. 2017, 8, 129. (b) Chem. Commun. 2019, 55, 2421–2424. (c) Eur. J. Inorg. Chem. 2021, 308–313. (d) Inorg. Chem. 2023, 62, 12886–12894. (e) Chem. Commun. 2024, 60, 1281–1284.
  2. (a) Am. Chem. Soc. 2019, 141, 6462–6467. (b) Inorg. Chem. 2019, 58, 7863–7872. (c) Inorg. Chem. 2024, 63, 12697–12702. (d) Chem. Commun. 2025, 61, 921–924.
  3. (a) Commun. 2019, 55, 3872–3875. (b) Chem. Lett. 2020, 49, 493–496. (c) Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 3080–3086. (d) Chem. Sci. 2025, 16, 171–181.
  4. (a) In revision.

世話人: 重田育照、Kowit Hengphasatporn

第148回計算科学コロキウム「HPCと量子コンピューティングの融合」を、2月4日(火)14:00より開催します

第148回計算科学コロキウム「HPCと量子コンピューティングの融合」を開催いたします。多数のご来聴をお待ちしております。

日時: 2025年2月4日 (火) 14:00-15:30
場所: 計算科学研究センター ワークショップ室
講演タイトル: 量子コンピュータと量子HPC連携プラットフォーム構築プロジェクトJHPC-Quantum
講演者: 佐藤 三久(理化学研究所計算科学研究センター 量子HPC連携プラットフォーム部門長)
概要:理化学研究所計算科学研究センターでは、量子コンピュータを導入し、スパコンと連携させる量子HPC連携プラットフォームを構築する、JHPC-Quantumプロジェクトを推進している。本講演では、量子コンピュータとは何か、を簡単に解説し、JHPC-Quantumプロジェクトについて紹介する。

講演タイトル: 量子HPC連携プラットフォームのソフトウェア構築〜プログラミング環境とミドルウェアについて
講演者: 辻 美和子(理化学研究所計算科学研究センター 量子HPC連携プラットフォーム ユニットリーダー)
概要:近年の量子コンピュータの進化はめざましく、量子コンピュータをスーパーコンピュータのアクセラレータとして活用することで、さまざまな分野での計算能力の拡大が期待される。スーパーコンピュータと量子コンピュータは全く異なる環境で動作するため、これらを連携させるためには多くの取り組みが必要となる。本講演では、連携のためのソフトウェアとプログラミング環境に焦点を当て、われわれの設計を紹介し、実装や予備評価の結果を示す。

言語: 日本語


世話人: 朴泰祐

 

Observation of candidate giant resonance corresponding to double beta decay – Pioneering a new research field using heavy ion reactions

Summary

A research group led by Akane Sakaue, teaching assistant and Kentaro Yako, Associate Professor at the Center for Nuclear Study, Graduate School of Science, The University of Tokyo, Tomohiro Uesaka, Director of the Nuclear Dynamics Research Group, RIKEN Nishina Center for Accelerator-Based Science, Shinsuke Ota, Associate Professor at the Research Center for Nuclear Physics, Osaka University, Juzo Zenihiro, Associate Professor at the Graduate School of Science, Kyoto University, and Noritaka Shimizu, Associate Professor at the Center for Computational Sciences at the University of Tsukuba has observed a candidate of new excitation mode of nuclei called the double-Gamow-Teller giant resonance.

In this study, a heavy ion beam of 12C at the RIKEN RI Beam Factory was irradiated to a 48Ca target, and the newly developed double charge exchange (12C, 12Be(0+2 )) reaction was measured in order to identify transitions in which the Gamow-Teller transition of converting a neutron into a proton occurs twice in 48Ca.

The results of this study may provide clues to the nuclear response involved in neutrino-less double beta decay. 

See more details –> https://www.s.u-tokyo.ac.jp/en/press/10581

Journal

Journal name
Progress of Theoretical and Experimental Physics
Title of paper

二重ベータ崩壊に類似した巨大共鳴状態の候補を観測

2024年12月23日
東京大学
理化学研究所
筑波大学
大阪大学
京都大学

発表のポイント

  • 48Ca原子核が二重ガモフ・テラー遷移によって48Tiに遷移する反応の二重微分断面積を測定した。
  • 重イオンビームを用いた二重荷電交換反応(12C,12Be(0+2))を用いることにより、二重ガモフ・テラー遷移を選択的に誘起するとともに、励起エネルギー領域を広くカバーするような測定を行った。
  • ニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊の核行列要素の値に制限を与える可能性がある。

発表概要

東京大学大学院理学系研究科附属原子核科学研究センターの阪上朱音教務補佐員、矢向謙太郎准教授、理化学研究所仁科加速器科学研究センター核反応研究部の上坂友洋部長、大阪大学核物理研究センターの大田晋輔准教授、京都大学大学院理学研究科の銭廣十三准教授、筑波大学計算科学研究センターの清水則孝准教授らによる研究グループは、二重ガモフ・テラー巨大共鳴状態とよばれる原子核の新しい励起モードの候補を発見しました。

本研究では、理化学研究所RIビームファクトリーで得られる重イオンビームを48Ca標的に照射し、新たに開発した二重荷電交換反応12C, 12Be(0+2))を用いることで、48Ca中の1個の中性子が1個の陽子に変換されるガモフ・テラー遷移が二回起こった遷移を同定しました。

この研究成果はニュートリノを伴わない二重ベータ崩壊に関わる原子核応答を知る手がかりになる可能性があります(図1)。

図1:二重ガモフ・テラー巨大共鳴のイメージ 二重ベータ崩壊する原子核48Caは、自然界ではゆっくりと二重ベータ崩壊して48Tiに変化する。原子核ビームを用いて48Ca核にエネルギーを与えると、ガモフ・テラー巨大共鳴(既知)や二重ガモフ・テラー巨大共鳴(未発見)が現れる。

 

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掲載論文

【題名】Candidate for the double Gamow-Teller giant resonance in 48Ca studied by the (12C, 12Be(0+2)) reaction at 250 MeV/nucleon
 
【掲載誌】Progress of Theoretical and Experimental Physics
 
【DOI】10.1093/ptep/ptae174

 

計算メディカルサイエンス事業部公開シンポジウム2024

筑波大学計算科学研究センター計算メディカルサイエンス事業部では,最先端の計算科学を医学と連携させる「医計連携」を推進し,物理学,生命科学およびデータ基盤,情報メディア分野の計算科学と医学,産業界が連携し,最新の計算手法,画像処理技術ならびに機械学習,深層学習等を用いて,計算科学による医療技術を開拓する取り組みを進めています.このため,(1)計算生体分子医科学,(2) 睡眠ビッグデータ解析・自動診断,(3) 3D Surgical Vision,(4) 計算光バイオイメージングのプロジェクトチームを設置し,学内外の連携とチーム間連携を図り研究を推進してきました.
 計算メディカルサイエンス事業部公開シンポジウム2024では,各プロジェクトからの最近の成果を報告するとともに,関連分野の研究者を交えた議論を行います.興味をお持ちの皆様の参加をお待ちしております.

計算メディカルサイエンス事業部公開シンポジウム2024

日時: 2024年12月23日(月)13:30-17:10
場所: 計算科学研究センター 1F 会議室A

  タイトル 講演者 所属
13:30-13:35 オープニング    
13:35-14:25 計算生体分子医科学    
  QM/MM計算に基づく自由エネルギー摂動法 の開発と創薬応用 八木 清 筑波大学 数理物質系化学域
  ディープラーニングを用いた環状ペプチドのスクリーニング Duan Lian 筑波大学大学院 物理学学位プログラム
14:25-15:15 睡眠ビッグデータ解析・自動診断    
  これまでの研究活動の振返り 北川博之 筑波大学国際統合睡眠医科学研究機構
  レム睡眠のリアルタイム自動検出に関する研究 佐野史弥 筑波大学情報理工学位プログラム
15:15-15:30 (休憩15分)    
15:30-16:20 3D Surgical Vision    
  2024年度活動報告 北原格 筑波大学計算科学研究センター 
  整形外科手術における3D術前計画と手術支援システムの開発 吉井雄一 東京医科大学
  RayEmb: Arbitrary Landmark Detection in X-Ray Images Using Ray Embedding Subspace Pragyan Shrestha 筑波大学エンパワーメント情報学プログラム
16:20-17:10 計算光バイオイメージング    
  近赤外線癌診断の高精度化に向けた時間依存型円偏光波輸送シミュレーション 市村一晟 筑波大学大学院 理工情報生命学術院 物理学学位プログラム
  円偏光散乱によるがん診断評価技術 西沢望 北里大学
17:10-17:15 クロージング    

 

147th Colloquium of the Center for Computational Sciences

147th Colloquium

Title: Bridging Chemistry and Materials: From Molecular Recognition to Emerging Supramolecular Innovations
Speaker: Dr. Thanthapatra Bunchuay (Department of Chemistry and Center of Excellence for Innovation in Chemistry Faculty of Science, Mahidol University, Thailand)
Date: 22 January 2025
Time: 10:00-11:00
Venue: Center for Computational Sciences, Meeting room A
Language: English

Thanthapatra Bunchuay

Thanthapatra (Valentine) Bunchuay, a recipient of the Royal Thai Scholarship (2004 – 2018), graduated from Mahidol University (Thailand) with a first class honour B.Sc. degree in 2011 and M.Sc. degree in chemistry in 2014. Having finished his D.Phil.in November 2018, he is now working as associate professor in organic chemistry (supramolecular chemistry) at Mahidol University where he has started The SupraValentine Research Lab. His research focuses on synthetic supramolecular chemistry of macrocyclic molecules and investigations of their host-guest behavior via suite spectroscopic techniques. Novel macrocycles are also used as the basis of functional materials for applications in sensing, extraction and recovery, delivery, and soft materials.

Abstract :

Since the pioneering work of Cram, Lehn, and Pedersen laid the foundation for supramolecular host-guest chemistry, macrocyclic motifs have been indispensable tools in molecular assembly. Their accessibility and well-established complementarity for a diverse range of guest molecules have made them central to the field. In 2008, Ogoshi and collaborators introduced a breakthrough in macrocyclic chemistry with the synthesis of a novel family of macrocycles, the pillararenes. These unique structures, named for their pillar shape, consist of cyclic oligomers (n = 5–15) of dialkylated hydroquinone monomers linked by methylene spacers at the 2,5-positions. This arrangement creates a highly symmetric and rigid cavity with exceptional properties, propelling pillararenes to prominence in supramolecular chemistry and nanomaterials. This seminar will first introduce the fundamental aspects of pillararene chemistry followed by highlight recent advances made by the SupraValentine Laboratory at MUSC, covering synthetic methodologies, host-guest interactions, molecular assemblies, and applications in nanomaterials. In the second half, the focus will turn to other innovative supramolecular host designs, emphasizing their structural diversity and applications in recognizing cations, anions, and ion pairs.

References
  1. Ruengsuk, K. Khamphaijan, P. Pananusorn, A. Docker, J. Tantirungrotechai, M. Sukwattanasinitt, D. J. Harding, and T. Bunchuay, Chem. Commun., 2020, 56, 8739-8742

  2. Pananusorn, A. Ruengsuk, A.Docker, K. Khamphaijun, K. Sirivibulkovit, M. Sukwattanasinitt, J.Tantirungrotechai, P. Saetear, T. Limpanuparb, T. Bunchuay, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, 14, 5, 6810–6817

  3. Todee, T. Chutimasakul, K. Junthod, A. Docker, P. Saetear, M. Kongkaew, T. Ratvijitvech, J. Tantirungrotechai, T. Bunchuay, Mater. Chem. Front., 2022, 6, 3023-3032

  4. Todee, P. Sanae, A. Ruengsuk, P. Janthakit, V. Promarak, J.Tuntirungrotechai, M. Sukwattanasinitt, T. Limpanuparb, D. J. Harding, T. Bunchuay, Chem. Asian J., 2024, 19, e202300913.

  5. Junthod, B. Todee, K. Khamphaijun, T. Chutimasakul, T. Sangtawesin, T. Ratvijitvech, J. Tantirungrotechai, U. Suriya, and T. Bunchuay, ACS Appl. Polym. Mater., 2024, 6, 12, 7124–7136

Coordinator : SHIGETA Yasuteru, Kowit Hengphasatporn

第147回計算科学コロキウムを、1月22日(水)10:00より開催します

第147回計算科学コロキウムを開催いたします。多数のご来聴をお待ちしております。
※本セミナーに続けて第149回計算科学コロキウムが開催されます。ぜひ合わせてご参加ください。

講演タイトル: Bridging Chemistry and Materials: From Molecular Recognition to Emerging Supramolecular Innovations(超分子化学を通じた機能性材料の設計と開発)
講演者: Dr. Thanthapatra Bunchuay
(Department of Chemistry and Center of Excellence for Innovation in Chemistry Faculty of Science, Mahidol University, Thailand / タイ, マヒドン大学 理学部 化学科および化学イノベーション卓越センター)
日時: 2025年1月22日 (水) 10:00 – 11:00
場所: 計算科学研究センター 会議室A
言語: 英語

Thanthapatra Bunchuay

Thanthapatra (Valentine) Bunchuay, a recipient of the Royal Thai Scholarship (2004 – 2018), graduated from Mahidol University (Thailand) with a first class honour B.Sc. degree in 2011 and M.Sc. degree in chemistry in 2014. Having finished his D.Phil.in November 2018, he is now working as associate professor in organic chemistry (supramolecular chemistry) at Mahidol University where he has started The SupraValentine Research Lab. His research focuses on synthetic supramolecular chemistry of macrocyclic molecules and investigations of their host-guest behavior via suite spectroscopic techniques. Novel macrocycles are also used as the basis of functional materials for applications in sensing, extraction and recovery, delivery, and soft materials.

要旨:

Since the pioneering work of Cram, Lehn, and Pedersen laid the foundation for supramolecular host-guest chemistry, macrocyclic motifs have been indispensable tools in molecular assembly. Their accessibility and well-established complementarity for a diverse range of guest molecules have made them central to the field. In 2008, Ogoshi and collaborators introduced a breakthrough in macrocyclic chemistry with the synthesis of a novel family of macrocycles, the pillararenes. These unique structures, named for their pillar shape, consist of cyclic oligomers (n = 5–15) of dialkylated hydroquinone monomers linked by methylene spacers at the 2,5-positions. This arrangement creates a highly symmetric and rigid cavity with exceptional properties, propelling pillararenes to prominence in supramolecular chemistry and nanomaterials. This seminar will first introduce the fundamental aspects of pillararene chemistry followed by highlight recent advances made by the SupraValentine Laboratory at MUSC, covering synthetic methodologies, host-guest interactions, molecular assemblies, and applications in nanomaterials. In the second half, the focus will turn to other innovative supramolecular host designs, emphasizing their structural diversity and applications in recognizing cations, anions, and ion pairs.

References
  1. Ruengsuk, K. Khamphaijan, P. Pananusorn, A. Docker, J. Tantirungrotechai, M. Sukwattanasinitt, D. J. Harding, and T. Bunchuay, Chem. Commun., 2020, 56, 8739-8742

  2. Pananusorn, A. Ruengsuk, A.Docker, K. Khamphaijun, K. Sirivibulkovit, M. Sukwattanasinitt, J.Tantirungrotechai, P. Saetear, T. Limpanuparb, T. Bunchuay, ACS Appl. Mater. Interfaces, 2022, 14, 5, 6810–6817

  3. Todee, T. Chutimasakul, K. Junthod, A. Docker, P. Saetear, M. Kongkaew, T. Ratvijitvech, J. Tantirungrotechai, T. Bunchuay, Mater. Chem. Front., 2022, 6, 3023-3032

  4. Todee, P. Sanae, A. Ruengsuk, P. Janthakit, V. Promarak, J.Tuntirungrotechai, M. Sukwattanasinitt, T. Limpanuparb, D. J. Harding, T. Bunchuay, Chem. Asian J., 2024, 19, e202300913.

  5. Junthod, B. Todee, K. Khamphaijun, T. Chutimasakul, T. Sangtawesin, T. Ratvijitvech, J. Tantirungrotechai, U. Suriya, and T. Bunchuay, ACS Appl. Polym. Mater., 2024, 6, 12, 7124–7136

世話人: 重田育照、Kowit Hengphasatporn

146th Colloquium of the Center for Computational Sciences

146th Colloquium

Title:  Introduction to HPC with Julia
Speaker: Dr. Valentin Churavy (Johannes-Gutenberg University Mainz & University of Augsburg)
Date: 13 December 2024
Time: 15:30-16:30
Venue: Center for Computational Sciences, Meeting room A / online
Language: English

Abstract:
Julia is a modern high-performance programming language for scientific computing. It features a unique blend of performance and usability, together with modern staples like accelerated computing and automatic differentiation. In this talk, I will provide a brief introduction of Julia as a language, how to use Julia for performance portable accelerated computing, and a brief introduction to the automatic differentiation landscape in Julia.


Coordinator : OHNO Hiroshi 

 

 

第146回計算科学コロキウムを、12月13日(金)15:30より開催します

第146回計算科学コロキウムを開催いたします。多数のご来聴をお待ちしております。
なお、本セミナーは学術変革領域研究(A)「学習物理学の創成」主催セミナーをセンターで共催するものです。

講演タイトル: Introduction to HPC with Julia
講演者: Dr. Valentin Churavy (Johannes-Gutenberg University Mainz & University of Augsburg)
日時: 2024年12月13日 (金) 15:30 – 16:30
場所: 計算科学研究センター 会議室A / オンライン
(Zoom URLはセンター内に展開します。
その他ご希望がありましたら pr[at]ccs.tsukuba.ac.jpまでお尋ねください。)
言語: 英語

要旨:

Julia is a modern high-performance programming language for scientific computing. It features a unique blend of performance and usability, together with modern staples like accelerated computing and automatic differentiation. In this talk, I will provide a brief introduction of Julia as a language, how to use Julia for performance portable accelerated computing, and a brief introduction to the automatic differentiation landscape in Julia.

世話人: 大野浩史

学際ハブ拠点スパコンお試し利用を開始

筑波大学計算科学研究センターは、文部科学省の令和5年度 共同利用・共同研究システム形成事業「学際領域展開ハブ形成プログラム」において「AI 時代における計算科学の社会実装を実現する学際ハブ拠点」として採択されました。本事業では、スーパーコンピュータと計算科学手法を用いた問題解決において、産官学の連携による新たな需要の開拓と、企業における計算科学手法の導入の裾野を広げることを大きな目的としています。

学際ハブ拠点の事業の一環として、「スパコンを使いこなせるのか、現在社内で行っている計算がスパコンで高速化できるのか」といった不安を抱える企業の方に、無料でスパコンの利用機会を提供する「学際ハブ拠点スパコンお試し利用」プログラムを開始します。初心者向けの入門動画やサポートもあり、本センターの関連分野の教員と連携して進めていただくことで、スムーズにスパコン利用を始められるように支援します。

詳しくは以下のページをご参照ください。

学際ハブ拠点スパコンお試し利用

【受賞】佐藤准教授が第19回凝縮系科学賞を受賞

量子物性研究研究部門の佐藤駿丞准教授が、第19回凝縮系科学賞を受賞しました。
受賞理由は「光駆動非平衡電子ダイナミクスの理論的研究」です。
2024年11月26日(火)~27日(水)に神戸大学で開催された第18回物性科学領域横断研究会 (領域合同研究会)にて表彰式が行われました。
授賞式の様子 (左から、常行真司教授、佐藤准教授、福山秀敏教授、秋光純教授)
 
 

研究トピックス「穴場に暮らす共生微生物」を公開

計算科学研究センター(CCS)に所属する教員・研究員の研究をわかりやすく紹介する「研究者に聞くー研究トピックス」に「vol.19 穴場に暮らす共生微生物」を公開しました。

「研究者に聞くー研究トピックス」

生命科学研究部門の中山助教の研究を紹介しています。

穴場に暮らす共生微生物

【すぐわかアカデミア。】動画公開

国立大学共同利用・共同研究拠点協議会が2020年4月より動画配信している「知の拠点【すぐわかアカデミア。】」の No.110 として、筑波大学計算科学研究センターの動画が公開されました。

計算情報学研究部門計算メディア分野の北原教授協力のもと、スーパーコンピュータPegasusを活用した計算科学分野とスポーツ科学分野の融合による「スポーツ計算科学」の研究事例について紹介しています。