学術的背景 新型コロナウイルス（SARS-CoV-2）の継続的な変異により、ワクチンや抗体療法の有効性が絶えず脅かされている。従来の評価方法は既に出現した変異株に対してのみテスト可能で、将来発生する可能性のある免疫逃避変異を予測できない。この課題に対し、Noor Youssefらの研究チームはEVE-Vax（Evolutionary Variant Evaluation for Vaccines）計算プラットフォームを開発した。このプラットフォームは、複数の変異を組み込んだスパイクタンパク質（spike protein）を設計することで、ウイルスが将来たどる可能性のある抗原進化の経路を模倣し、ワクチンや療法の広範な有効性を事前に評価することを目的としている。 本研究の核心的な科学的課題は以下...

研究背景 ネッタイシマカ（*Aedes aegypti*）はデング熱やジカウイルスなどの媒介ウイルスの主要な伝播者である。現在、非吸血オス蚊の放出に基づく遺伝子制御戦略（不妊昆虫技術SITやボルバキア不適合技術IITなど）は核心的な課題に直面している：如何に効率的かつ低コストで、吸血メス蚊を含まない数百万匹のオス個体を分離するか。従来の方法は形態学的選別や遺伝子組み換えマーカーに依存しているが、効率の低さやコスト高、規制上の障壁などの問題がある。本研究はこの難題に対し、ネッタイシマカの同形性染色体（homomorphic sex chromosomes）の特性を利用し、「差異的除去マーカー性染色体」（DEMARK）という革新的な技術体系を開発した。 ネッタイシマカの性決定は1番染色体上のM/...

学術的背景 走化性（chemotaxis）は、細胞や微生物が化学勾配に沿って方向性を持って移動する重要な行動であり、免疫反応、創傷治癒、病原体感染などの生理的プロセスで重要な役割を果たします。しかし、細胞が複雑な勾配環境で最適な運動モード（例えば偽足分裂やde novo形成）をどのように選択するかはまだ不明です。従来のモデルでは、細胞はグローバルな勾配感知（global gradient sensing）によってナビゲーションを行うと仮定されていましたが、このメカニズムは浅い勾配（shallow gradients）や動的な環境では非効率である可能性があります。 本研究は、アメーバ様細胞（例えば*Dictyostelium discoideum*）の偽足（pseudopod）ダイナミクスに焦...

学術的背景 微生物群集（microbiome）は地球上で最も多様性に富んだ生態系の一つであり、数百種類の機能的な微生物群集が複雑な資源交換ネットワークを通じて相互作用しています。しかし、長年未解決の核心的な疑問は、この驚異的な多様性がどのように種間の代謝相互作用によって維持されているかということです。特に、クロスフィーディング（cross-feeding）——微生物が代謝副産物を相互に供給するメカニズム——が主要な駆動因子と考えられていますが、そのネットワーク構造が群集の安定性に与える影響は未解明でした。 従来の生態学理論（例えばMayの複雑性-安定性理論）では、微生物群集の高い多様性維持メカニズムを説明することが困難でした。さらに、微生物培養実験でよく見られる「自然の多様性の大部分が実験室...

学術的背景 触覚は人間が最初に発達させる感覚の一つであり、心身の健康に不可欠である。しかし、仮想通信が普及する現代では、遠隔交流における触覚相互作用の欠如が不安や孤独感などの心理的問題を引き起こす可能性がある。従来の研究では、触覚が効果的に感情を伝達できる（例えば、撫でることで愛情を、叩くことで怒りを伝える）ことが示されているが、そのメカニズムは聴覚などのクロスモーダルな方法による遠隔伝達には至っていない。 本研究は社会的触覚（social touch）と運動の音響化（movement sonification）分野の最先端の成果を組み合わせ、「オーディオタッチ（audio-touch）」技術を提案し、以下の問題の解決を目指す： 1. 触覚相互作用の物理的特徴（力、速度など）は音を通じて正確...