有機化学・薬学 人工知能で酵素を自動設計 〜 様々な機能性タンパク質開発の加速に期待 〜
人工知能と実験を組み合わせる手法を酵素タンパク質の機能改変に適用し、目的とする機能性タンパク質を従来の方法よりも少ない実験で効率よく得ることに成功しました。この実験で得られたペプチド転移酵素は、触媒機能が5倍向上しました。
東北大学
有機化学・薬学 
医療・健康 呼吸器疾患に関連する遺伝子座を同定～慢性閉塞性肺疾患、気管支喘息の病因解明へ～
東北メディカル・メガバンク計画が推進するコホート調査の参加者のうち、呼吸機能検査を行った約2万人を対象として、呼吸機能指標に関するゲノムワイド関連解析(GWAS)を行いました。日本人の気流閉塞(1秒率)に関して、FeNOによる調整効果は軽微であるものの、気流閉塞に関連する遺伝子座のプロファイルは、欧米人主体の結果と異なることが明らかになりました。2型気道炎症の指標であるFeNOについても、慢性閉塞性肺疾患(COPD)を含む呼吸器疾患に関連する3つの遺伝子座を成人集団で初めて同定しました。
医療・健康 胞小器官同士が接する微小空間の新しい機能を発見
近年、細胞小器官同士は部分的に接していることがわかり始め、この細胞小器官同士が近づいて作られる微小空間(膜接触部位)で脂質が交換されていること、そしてこの脂質の交換によって細胞小器官の膜の分裂が制御されていることを突き止めました。
細胞遺伝子工学 臍帯血DNAメチル化情報の公開～胎児期の情報を集積した世界初の試み～
分娩時に収集した臍帯血中の有核赤血球のDNAメチル化状態を解析し、国内外の研究者が参照できるデータベースとして公開しました。対象としたのは、有核赤血球15名の統計量と、母児の主な周産期疾患症例を除外した、妊娠31週から42週までの92例の統計量です。
細胞遺伝子工学 法面緑化の現状をヨモギの集団遺伝構造から解明
緑化によく用いられる在来種ヨモギについて、日本各地の自生地や緑化地で採取した個体と、2種類の中国産緑化種子から育成した個体について、遺伝的および形態的変異を評価しました。
細胞遺伝子工学 NIESカルチャーコレクションのシアノバクテリアの網羅的かつ高精度なゲノム解析に成功
NIESが保管する28株のヘテロシスト形成株と3株の非形成株,あわせて31株のシアノバクテリアの高精度なゲノム情報の整備に成功しました。ゲノム解析株はNIESカルチャーコレクション(国立環境研究所 微生物系統保存施設),ゲノム情報は国立遺伝学研究所の参画する国際データベースをそれぞれ通じて全世界に公開されています。
生物工学一般 泳ぐ微生物が海まで流されない理由 ～SDGsに欠かせない小さな生物たちの振る舞いを解明～
単細胞の繊毛虫テトラヒメナが水中の構造物付近で走流性を示す機構を明らかにしました。流れ場でのテトラヒメナの動きを顕微鏡観察することに加え、実験結果に基づく流体シミュレーションを行いました。構造物付近で流れに逆らう行動は「推進力を生み出す繊毛の機械的な刺激応答特性」と「細胞形状」という単純な2つの要素だけで説明できることが明らかになりました。
医療・健康 体内で放射線がん治療を行う「アルファ線内用療法」に必要な材料、アクチニウム225の高効率・高品質な製造技術を世界で初めて確立
放射線がん治療法の一つであるアルファ線内用療法に必要な、アクチニウム225(以下、アクチニウム)を、高効率・高品質に製造可能な技術を世界で初めて確立しました。
有機化学・薬学 HIVは宿主(ヒト)のRNA修飾を悪用して感染・増殖する ～新しい戦略の抗ウイルス薬の開発に期待～
ヒト免疫不全ウイルス1型(HIV-1)がヒト細胞で感染/複製する際に、ヒトのトランスファーRNA(tRNA)の修飾を利用する2つの仕組みを解明した。1つ目は、HIV-1のゲノム複製時の役割としてヒトのリジンtRNAの58塩基目と54塩基目のメチル化修飾が、HIV-1ゲノム複製に必要な逆転写の適切な位置での停止に重要であること。2つ目は、HIV-1たんぱく質とウイルス粒子の合成においても、tRNA 58塩基目のメチル化機構が重要であることを発見した。
医療・健康 AIによる重症薬疹の早期画像診断
ディープニューラルネットワークを応用したAIによるスティーブンス・ジョンソン症候群/中毒性表皮壊死症の早期画像診断法を開発した。本検査法によって皮膚病変部のデジタル写真から致死率の高い重症薬疹を早期に診断できるようになる可能性がある。
医療・健康 腸管と乳腺はつながっている! ～腸内微生物が母乳中の抗体産生を促す～
母乳中の抗体(免疫グロブリン)が作られるメカニズムを明らかにした。母乳中の抗体は、形質細胞(リンパ球の一つであるB細胞より分化した細胞)から分泌され、母子移行されるタンパク質の一つです。母乳中の抗体産生に関わる形質細胞の大半は、乳腺から遠く離れた腸管に由来していることを明らかにした。
有機化学・薬学 二次元膜粘性の分子論的起源を解明～創薬及び生体膜などの機能制御への応用の可能性～
脂質分子の尾部(疎水性の炭化水素鎖)の運動を中性子とX線分光法で観察することにより、モデル生体膜の粘度を測定する新しい方法を開発した。さらに、膜粘性の分子的起源は脂質分子が周辺の分子との相互作用によって受ける脂質分子間の摩擦であることが実証された。