九州大学 理学研究院 理学府 理学部

将来の環境変化によって生物に何が起こるかを予測するには、過去の環境変動時に何が起こったかを知ることが重要です。進化遺伝学研究室の池崎由佳さんらの国際研究グループは北米大陸に生息するヌマスギの核DNA翻訳領域の遺伝情報を読み取り、氷河期を包括する長い期間でのヌマスギ分布域の変遷を明らかにし、さらに環境変動後の局所適応にかかわった遺伝子の候補を特定しました。

人工光合成、中でも水の完全分解を実現するためには、高性能な酸素発生触媒と水素発生触媒を開発する必要があります。「高い酸素発生触媒能を有する直鎖状ルテニウム三核錯体」及び「水素発生に必要な電子を複数貯蔵可能な白金錯体」の開発に成功しました。

鏡像異性体の片側を選択的につくる不斉合成反応には鏡像異性体を識別できる特別な触媒が必要です。インドール類の不斉水素化のために開発したPhTRAP-ルテニウム触媒がアザインドール類の還元反応にも利用できることを発見しました。発見した反応を応用することで、効率的な医薬品の合成が可能になると期待されます。

格子暗号は次世代国際標準暗号の有力候補です。その安全性評価のため2016年6月にスタートした暗号解読コンテストで、世界で初めて60次元の格子暗号問題を解読しました。総当たり方式ならば解読までに一万年以上かかる問題を、効率的な手法により約16日で解くことに成功しました。

地球以外の惑星にも大気が存在し、様々な気象現象が起きていますが、直接の観測が難しいため詳細は未解明です。スーパーコンピューター「京」を使ったシミュレーションで、火星に生じる竜巻の性質を調べています。

磁石に特定の周波数のマイクロ波をあてると、電子スピンの動力学的運動が継続的に誘起されて磁石の内部エネルギーが増大する、強磁性共鳴と呼ばれる現象が起こります。強磁性共鳴時の微小磁石の温度変化を測定する技術を開発し、強磁性共鳴によって増大した内部エネルギーが最終的に磁石自身の発熱を引き起こすことを明らかにしました。

まれに、上空から観測するとシータ（Θ）の形に見えるオーロラが発生します。惑星間空間磁場が急激に反転するときにできるタイプのシータオーロラを貫く磁力線にはある決まったパターンで電流が流れているはずだという理論予測のもと過去のシータオーロラ発生時の観測データを解析し、シミュレーション通りの電流の存在を確認しました。

鹿児島県の桜島火山で発生する雷（火山雷）を高速度ビデオカメラと高速度電磁場観測装置を用いて0.00002秒ごとに観測し、火山雷は通常の雷のミニチュアとして理解できること、火山噴煙中の電荷は雷雲中の電荷に比べてはるかに高密度で複雑に分布していることなどを明らかにしました。

がんは長年の間、日本人の死因第1位であり、医療費や早期死亡による経済的影響は数兆円（世界では100兆円）にも上ります。がんの対策には早期発見が最も有効であり、手軽に安価に高精度に早期がんを診断できる技術が期待されています。生物科学部門の広津崇亮助教らの研究グループは、線虫が尿によって高精度にがんの有無を識別できることをつきとめました。

フェムト秒光パルスを反強磁性体という特殊な磁石に当てることによって光の任意の偏光状態を磁石に写し込み、情報記録媒体として書き込む事に成功しました。また別の光パルスを磁石に当てることによってその情報を読み取ることにも成功しました。