EMRS-2018 Fall meeting

EMRS-2018秋季大会に行っていきました。大会は9月17〜20日期間にワルシャワ工科大学で開催されました。会議は壮大で、18セッションにも分けられました。誘電体のセッションに参加しました。発表内容は非常に濃かったです。朝晩を利用し、キュリー夫人の博物館、ショッパンの心臓が埋蔵された十字架教会、ショッパンの博物館にも見学に行きました。非常にいい旅でした。

2018夏バーベキュー:就職内定・院試合格お祝いと院試壮行会

2018/8/8,縁起良い数字の並んだ8/8/8日に期末研究報告会をしてから夕方にバーベキューをやりました。綺麗な虹を見ながら、皆さんは料理を楽しんでいました。就職内定をもらっている諸君、大学院推薦入試に合格した諸君おめでとう!これから大学院の一般入試を受ける諸君頑張りましょう。

量子効果を利用した材料特性が温度に依存しない材料を発見

BaTiO3は,積層コンデンサなどに広く利用されているまたとでも有名な物質です。BaTiO3を利用する上で摂氏マイナス5℃だった構造相転移がデバイスの温度安定に大きな障害となます.我々はBaをCaに入れ換えることで量子相転移を発見しました。量子相転移が現れる臨界組成 x=0.233の結晶において,誘電率の他に,弾性,電気機械結合常数,圧電定数等の物理量が水の沸点から-273°C付近までの広範な温度範囲には殆ど変化しないことを判明しました.これによって,誘電・圧電素子応用で極めて重要な温度特性の抜本的改善への可能性を示しました.

新聞記事:

PMNリラクサーにおける巨大誘電率謎の解明

Pb(Mg1/3Nb2/3)(PMN) リラクサーは広範な温度領域にわたる巨大な誘電応答を示す。その起源は数十年の間に謎のままです。我々は東工大、大阪府立大との共同研究でその謎を解けました。電気分極の測定より、巨大な誘電応答が分極ドメインの応答に由来することを判明しました.また、電子顕微鏡の観察より、ナノサイズドメインPNRの温度変化を明らかにした上にPNRは互いにマイクロメートルオーダーの範囲で相互作用し,全体としてより大きなドメイン構造を形成することも判明した.巨大誘電応答起源の解明とドメイン構造の多重スケール不均一性の発見は巨大電気・磁気物性に新たな材料設計の指針を与える。

Prof. K. Takayanagi

Kenjiro Takayanagi (高柳 健次郎 Takayanagi Kenjirō, January 20, 1899 in Hamamatsu, Shizuoka – July 23, 1990 in Yokosuka) was a professor of faculty of engineering at Shizuoka University  and a pioneer in the development of television. He built the world’s first all-electronic television receiver, and is referred to as “the father of Japanese television”. In 1925, Prof. Takayanagi began research on television and developed the first “all-electronic” television system to display the received signal by using a cathode ray tube . On December 25, 1926, he successfully demonstrated his system at Hamamatsu Industrial High School ( is now the Faculty of Engineering at Shizuoka University). The first picture he transmitted was of the Japanese katakana character 「イ」.

Sukura(樱花🌸)

Cherry blossom is the symbolism in Japan. Normally, Sukura  blooms in spring ( ~from the the end of Mach to the beginning of  April). The peak bloom is so beautiful that people go to  “Hanami”- A centuries-old cultural practice of picnicking under a blooming sakura.
樱花是日本的象征。一般在3月底或4月初,一片叶子也没有的樱花开满树枝。此时,正是赏花的好时光,3~5成群的人们会带来酒跟食物,在树底下赏花. 这种赏花的习惯已有上百年历史,在日语里称为“花见”。

Hamamatsu Campus

The center of Hamamatsu campus of Shizuoka university.  You can see the pure-blue sky all over the year.
这是静冈大学滨松校园的中心。校园虽不大,但是布局合理。春天来了,可以看到满开的樱花。夏天来了,紫薇花会让人想起中国古代翰林院里紫薇郎(翰林们)在满园的紫薇树底苦读的身姿。秋天一到,桂花满园飘香,让人想起美丽的传说蟾宫挂桂。冬天虽然寒冷,但是盛开的茶花及梅花,会让人忘却冬天的寒冷。校园里永远蓝蓝的的天空,让人无限遐想…

オンライン出版: AgNbO3に関する第一原理計算の論文はPhys. Rev. Bに掲載

論文”Polarization fluctuations in the perovskite-structured ferroelectric ”は Phys. Rev. Bにオンラインで掲載されています。本論文は、第一原理分子動力学シミュレーションによりの分極機構を明らかにしました。本研究成果はJFCCの主席研究員森分博紀博士(兼任NIMS)らとの共同研究成果です。

M1の大石君と飯田君がIFAAP国際会議にてポスター発表

2018/05/27~06/01の間に五つの国際会議(2018 ISAF-FMA-AMF-AMEC-PFM (IFAPP) Joint Conference)が広島市国際会議場で共催されました。この大きな国際会議にM1の大石君と飯田君が研究発表に行きました。二人とも2度目の国際会議を体験しました。5月28日のポスター発表で多くの質問を受けて非常に良い研究交流となりました。

 

 

2018年度新歓パーティー

2018/04/19,新緑の時期で新しい仲間を迎えることができました。大変うれしいことです。昼20度も超えた珍しい春の夜で鍋パーティーを開きました。皆さんは和やかな雰囲気の中で料理の腕を披露しながら楽しく歓談しました。

2016 Nobel Laureate Prof. Yoshinori Ohsumi and autophagy

2016诺奖得主大隅良典和“吃掉自己”的细胞。
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大隅良典教授

综合报道,10月3日瑞典斯德哥尔摩当地时间中午11时30分,诺贝尔生理学或医学奖评委会宣布2016年度生理学或医学奖获得者为日本分子细胞生物学家大隅良典(Yoshinori Ohsumi)教授,表彰其发现细胞自噬机制的功绩。

诺贝尔委员会表示,大隅良典的发现有助了解细胞如何自行循环回收,研究人类身体如何适应饥饿和对感染作出反应。有关发现对研究脑退化症、癌症和帕金森症有很大帮助。

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大隅良典教授,1945年生于日本福冈县,出身于学术世家,其父也是大学教授,自小对科学有浓厚兴趣,1974年在东京大学完成博士学位。之后到美国跟随1972年诺奖得主、美国生物学家杰拉尔德.埃德尔曼(Gerald Maurice Edelman)从事研究工作,并逐渐确立了研究发育生物学的研究之路,在纽约洛克菲勒大学度过三年之后,他回到东京大学任教,并于1988年建立了自己的研究团队,自2009年至今担任东京工业大学特聘教授。大隅良典在2006年已经获颁授日本最高学术奖日本学士院奖,一直是诺奖热门人选。目前71岁的大隅良典教授是夺得诺贝尔生理学或医学奖这项殊荣的第四个日本人。

细胞自噬是什么?
自噬(autophagy)一词来自希腊单词auto-,意思是“自己的”,以及phagein,意思是“吃”。所以,细胞自噬的意思就是“细胞吃掉自己”。

细胞自噬是指细胞如何自行处理内部物质的过程,包括分解失去作用的蛋白质、胞器或入侵的微生物,再把这些物质合组作其他用途,可以比喻成回收细胞的垃圾,是细胞生长、发育的一个正常过程,但年纪增长会令细胞自噬功能减弱。自噬就是细胞降解回收自己零部件的过程;这个过程能快速提供能量和材料用于应急;还能用来对抗病原体、清除受损结构;自噬机制的受损和帕金森病等老年疾病密切相关。

细胞利用自噬过程分解无用蛋白,实现细胞自身的代谢需要和某些细胞器的更新。细胞自噬除了能够分解细胞内的老化物质及有害物质,维持身体健康外,不少有冬眠习性的哺乳类还会利用这一现象,让细胞内的物质再生以此维持生命。细胞自噬过程是细胞成分降解和回收利用的基础。

自噬的概念最早提出于20世纪60年代,当时研究者们首次观察到,细胞会胞内成分包裹在膜中形成囊状结构,并运输到一个负责回收利用的小隔间(名叫“溶酶体”)里,从而降解这些成分。

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图1:我们的细胞有不同的细胞“小隔间”,承担不同的作用。溶酶体就是这样一种隔间,里面有用于消化细胞内容物的消化酶。人们在细胞内又观察到了一种新型的囊泡,叫做自噬体。自噬体形成的时候,逐渐吞没细胞内容物,例如受损的蛋白质和细胞器;然后它与溶酶体相融,其中的内容被降解成更小的物质成分。这一过程为细胞提供了自我更新所需的营养和材料。

降解:所有活细胞的核心功能之一
20世纪50年代中期,科学家观察到细胞里的一个新的专门“小隔间”(这种隔间的学名是细胞器),包含消化蛋白质,碳水化合物和脂质的酶。这个专门隔间被称作“溶酶体”,相当于降解细胞成分的工作站。溶酶体是由比利时科学家克里斯汀·德·迪夫(Christian de Duve)发现的,由于这一发现,1974年克里斯汀·德·迪夫被授予诺贝尔生理学或医学奖。
60年代的新观察表明,在溶酶体内部有时可以找到大量的细胞内部物质,乃至整个的细胞器。因此,细胞似乎有将大量的物质传输进溶酶体的策略。进一步的生化和显微分析发现,有一种新型的囊泡负责运输细胞货物进入溶酶体进行降解(图1)。发现溶酶体的科学家迪夫,创造了自噬auotophagy这个词来描述这一过程。这种新的囊泡被命名为自噬体。

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在20世纪70年代和80年代,研究人员集中研究阐明用于降解蛋白质的另一个系统,即“蛋白酶体”。在这一研究领域,阿龙·切哈诺沃Aaron Ciechanover,阿夫拉姆·赫什科Avram Hershko和欧文·罗斯Irwin Rose因为“泛素介导的蛋白质降解的发现”被授予2004年诺贝尔化学奖。蛋白酶体降解蛋白质的效率很高,一个个单个降解蛋白质,但这个机制没有解释细胞是怎么解决更大的蛋白质复合物以及破旧的细胞器的。

自噬过程可以提供这个答案吗?如果可以的话,其中的机制又是什么样的呢?

大隅良典的突破性实验

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自从1988年建立了自己的实验室之后,大隅良典虽曾活跃于多个研究领域,但主要精力用于研究蛋白质在液泡中的降解过程。

液泡也是一种细胞器,它在酵母中的地位和人体中溶酶体的地位类似。酵母细胞相对更容易进行研究,因而常被用作人类细胞的模型;寻那些在复杂细胞通路中发挥重要作用的基因时,酵母特别有用。但大隅面临着一个重大挑战:酵母细胞很小,在显微镜下不容易看清它的内部结构,因此他起初都无法确定自噬现象是否也会发生在酵母细胞中。大隅推论,如果他能在自噬行为发生的时候阻断液泡中蛋白质分解的过程,那么自噬体将在液泡中累积,从而在显微镜下可见。因此,他培育出因突变而缺乏液泡降解酶的酵母细胞,并通过使细胞饥饿激发自噬。

实验结果非常惊人!几个小时内,液泡中就充满了细小的、未被降解的囊泡见下图,这些囊泡就是自噬体。大隅的实验证明酵母细胞中也存在自噬现象,然而更重要的是,他发现了一种方法,能够识别和鉴定涉及这些过程的关键基因。这是一项重大的突破,大隅在1992年发表了他的研究成果。

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图2:在酵母细胞中(左图),有一个大型结构叫做液泡,对应哺乳动物细胞中的溶酶体。大隅培养出缺乏液泡降解酶的酵母,当这些酵母细胞饥饿的时候,自噬体就会在液泡中迅速累积(中图)。他的实验证明了自噬现象也存在于酵母细胞中。接下来,大隅研究了上千种酵母细胞的突变型(右图),识别出15种和自噬有关的关键基因。

发现自噬基因

大隅良典接着利用了他改造过的酵母菌株——在这些酵母挨饿时,它们的自噬体会积累起来。如果对自噬过程重要的基因被失活,那么自噬体积累就理应不会发生。大隅良典将酵母细胞暴露在一种能随机在多个基因里引起突变的药物中,然后诱导自噬过程。

他的策略奏效了!在他发现酵母自噬一年内,大隅良典就鉴定出了第一批对自噬至关重要的基因。在接下来的众多巧妙研究中,他对这些基因所编码的蛋白质的功能进行了研究。

结果显示,自噬过程是由大量蛋白质和蛋白质复合物所控制的。每种蛋白质负责调控自噬体启动与形成的不同阶段(下图)。

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自噬——我们细胞中至关重要的机制

在识别出酵母自噬的机制之后,依然还有一个关键问题。其他的生物里有没有对应的机制来控制自噬过程呢?很快人们发现,其它生物细胞里也有几乎一样的机制在运行。现在人们有了探索内细胞自噬所必需的研究工具。在大隅良典发现细胞自噬的关键机制之后,研究局面豁然开朗,相关论文发表量骤然上升。

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由于大隅良典和紧随他步伐的研究者的工作,我们现在知道细胞自噬控制着许多重要的生理功能,涉及到细胞部件的降解和回收利用。细胞自噬能快速提供燃料供应能量,或者提供材料来更新细胞部件,因此在细胞面对饥饿和其它种类的应激时,它发挥着不可或缺的作用。在遭受感染之后,细胞自噬能消灭入侵的细胞内细菌活病毒。自噬对胚胎发育和细胞分化也有贡献。细胞还能利用自噬来消灭受损的蛋白质和细胞器,这个质检过程对于抵抗衰老带来的负面影响有举足轻重的意义。

遭到扰乱的自噬过程与帕金森氏病、2型糖尿病和老年人体内其他疾病都有所关联。自噬基因的突变可以导致遗传病,自噬机制受到的扰乱还与癌症有关。目前人们正在进行紧张的研究以开发药物,能够在各种疾病中影响自噬机制。

人们知道自噬机制的存在已经50年,但是它在生理学和医学中的核心重要性只有在大隅良典20世纪90年代开拓性的研究发现之后才被人们广泛意识到。大隅良典的发现是人类理解细胞如何循环利用自身物质的典范。他的发现为理解诸多生化过程——例如适应饥饿以及对感染的免疫应答——中细胞自噬的重要性打开了一扇窗。细胞自噬基因突变会导致疾病,在严重的疾病包括癌症以及神经系统疾病中都包含了细胞自噬过程。因为这些重要发现,他获得了2016年诺贝尔生理学或医学奖。

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大隅良典门下弟子们早已为他订制画好了庆祝用的专业插画……网友们称他为:搞生命科学的宫崎骏爷爷。

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文章来源: 综合自各大新闻媒体,新闻内容并不代表本网立场!2016/10/04/ 16:01。

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符研究室は機能性酸化物の開発を行っています。酸化物は超電導性、強磁性、強誘電性、焦電性、圧電性、電気光学特性、イオン伝導性、触媒等多くの機能を示しています。我々は独自の観点から、材料設計方針・新材料・新機能等の探索を行っています。また、エレクトロニクス分野への応用研究も精力的に展開しています。基礎研究と応用研究を通して、社会に還元します。我々は常に世界最高レベルの研究成果を追及します。