理学研究科 - hiroshima university...who can shape the frontiers of basic science, technologists...

We shall unlock the truth of natureintrepidly and doggedly.We shall unlock the truth of natureintrepidly and doggedly.

果敢に、そして粘り強く自然の理を解き明かす。

広島大学大学院

2017Graduate School of Science Hiroshima University

理学研究科

We shall contribute for the future of humankind by wisdom which we pursue the truth of nature.

Principle and Objectives of the Graduate School of Science, Hiroshima University

自然の真理を探究することで見出した新たな叡智を人類の未来に役立てる。


Principles

理学研究科の理念・目標

理学は、自然の真理を探究し、自然界に存在する普遍的原理を明らかにしようとする基礎科学であり、自然界に対する人類の知的探求によって創出された自然科学の基盤をなす。このような考えに基づき、本研究科は次の理念・目標を掲げる。Basic science is an academic area through which we pursue the truth of nature and elucidate the universal principles existing in the natural world. It serves as a foundation of the natural science created through humankind’s quest for knowledge of the natural world. Based upon this concept, the Graduate School of Science shall advocate the following principles:

○自然界に働く普遍的な法則や基本原理の解明に向けて、純粋科学の教育研究を推進する。○未来を切り開く新たな知を創造・発展させ、これを継承する。○教育研究成果を通して社会に貢献する。

・We shall promote education and research of pure science in order to elucidate universal rules and basic principles working in the natural world.・We shall create and develop new knowledge that shapes our

future and pass it on to the following generations.・We shall contribute to the growth of society by applying the

results of our education and research activities.

Objectives

○自然の真理解明に向けた教育研究活動を展開し、独創性の高い多様な基礎科学を創造し発展させる。　教育研究成果を国際社会に公開発信し還元する。○専門的研究活動を通して課題探求能力および問題解決能力を高め、基礎科学のフロンティアを切り開く研究者、高度の専門的知識と技能を身につけた技術者、リーダーとなって活躍する力量ある教育者を多数養成する。

・We shall conduct education and research activities to elucidate the truth of nature and develop a variety of unique and creative basic sciences. We shall also disclose and apply the education and research results to the global society.・We shall improve our problem investigation and solving abilities

through technical research activities and produce many researchers who can shape the frontiers of basic science, technologists who have highly advanced skills and expertise, and educators who can lead each academic field.

Graduate School of Science Hiroshima University 201701

理念目標

化学専攻Chemistry

We shall contribute for the future of humankind by wisdom which we pursue the truth of nature.

Principle and Objectives of the Graduate School of Science, Hiroshima University

Contents

自然の真理を探究することで見出した新たな叡智を人類の未来に役立てる。


Principles

理学研究科の理念・目標

理学は、自然の真理を探究し、自然界に存在する普遍的原理を明らかにしようとする基礎科学であり、自然界に対する人類の知的探求によって創出された自然科学の基盤をなす。このような考えに基づき、本研究科は次の理念・目標を掲げる。Basic science is an academic area through which we pursue the truth of nature and elucidate the universal principles existing in the natural world. It serves as a foundation of the natural science created through humankind’s quest for knowledge of the natural world. Based upon this concept, the Graduate School of Science shall advocate the following principles:

Admission Policy of the Graduate School of Science,Hiroshima University (Desirable Students)

アドミッション・ポリシー（求める学生像）

The Graduate School of Science comprises 6 departments: Department of Mathematics; Department of Physical Science; Department of Chemistry; Department of Biological Science; Department of Earth and Planetary Systems Science and Department of Mathematical and Life Sciences. Faculty members in each department conduct the most advanced research activities in their academic field and provide education based upon his/her research results.

[Master’s Program]Expectations of studentsFor the Master’s Program, the Graduate School of Science seeks the following kind of student:(1) A person with a spirit of seeking the truth in nature who carries out research with voluntary,

active and creative inspiration, and who has the necessary basic scholastic abilities; and(2) A person seeking to become a researcher who will play a role in the field of basic

science, which is the foundation of modern science, with the ability to open a new path to the frontier of next-generation basic science, or to become a professional with advanced knowledge and skills who will play an active role in society.

[Doctral Program]Expectations of studentsFor the Doctral Program, the Graduate School of Science seeks the following kind of student:(1) A person with a spirit of seeking the truth in nature who carries out research with voluntary,

active and creative inspiration, and who has the necessary basic scholastic abilities; and(2) A person seeking to become a researcher who will play a role in the field of basic

science, which is the foundation of modern science, with the ability to open a new path to the frontier of next-generation basic science from a world-class perspective, or to become a professional with advanced knowledge and skills who will play an active role in international society.

○自然界に働く普遍的な法則や基本原理の解明に向けて、純粋科学の教育研究を推進する。○未来を切り開く新たな知を創造・発展させ、これを継承する。○教育研究成果を通して社会に貢献する。

（1）自然の真理に対する探究心にあふれ、自発的・積極的・創造的に研究に取り組むことのできる意欲ある人で、必要な基礎学力を有している人

（2）現代科学の基礎となる基礎科学を担い、次代の基礎科学のフロンティアを切り拓く実力を持った研究者及び高度の専門的知識と技能を身に付けて社会で活躍することを目指す人

・We shall promote education and research of pure science in order to elucidate universal rules and basic principles working in the natural world.・We shall create and develop new knowledge that shapes our

future and pass it on to the following generations.・We shall contribute to the growth of society by applying the

results of our education and research activities.

Objectives

○自然の真理解明に向けた教育研究活動を展開し、独創性の高い多様な基礎科学を創造し発展させる。　教育研究成果を国際社会に公開発信し還元する。○専門的研究活動を通して課題探求能力および問題解決能力を高め、基礎科学のフロンティアを切り開く研究者、高度の専門的知識と技能を身につけた技術者、リーダーとなって活躍する力量ある教育者を多数養成する。

・We shall conduct education and research activities to elucidate the truth of nature and develop a variety of unique and creative basic sciences. We shall also disclose and apply the education and research results to the global society.・We shall improve our problem investigation and solving abilities

through technical research activities and produce many researchers who can shape the frontiers of basic science, technologists who have highly advanced skills and expertise, and educators who can lead each academic field.

理学研究科博士課程前期では、次のような学生を求めています。

（1）自然の真理に対する探究心にあふれ、自発的・積極的・創造的に研究に取り組むことのできる意欲ある人で、必要な基礎学力を有している人

（2）現代科学の基礎となる基礎科学を担い、国際的なトップレベルの視野に立って次代の基礎科学のフロンティアを切り拓く実力を持った研究者及び高度の専門的知識と技能を身に付けて国際社会で活躍することを目指す人

理学研究科博士課程後期では、次のような学生を求めています。

広島大学大学院理学研究科の理念・目標、アドミッション・ポリシー

研究科長メッセージ、組織・構成、沿革

数学専攻

物理科学専攻

化学専攻

生物科学専攻

地球惑星システム学専攻

数理分子生命理学専攻

附属教育研究施設、関連教育研究施設等

研究拠点

プロジェクト研究センター

データでみた理学研究科

学生生活のサポート（経済支援）

Message from Students

05

10

15

20

25

30

35

37

38

39

40

41

01

Message from dean of Graduate School of Science,Organization and Composition, History

Principles and Objectives, Admission Policy

Mathematics

Physical Science

Chemistry

Biological Science

Earth and Planetary Systems Science

Mathematical and Life Sciences

Affiliated Facilities, Related Facilities

Research Centers

Project Research Center

Graduate School Data Show

03

数学専攻Mathematics

物理科学専攻Physical Science

生物科学専攻Biological Science

数理分子生命理学専攻Mathematical and Life Sciences

理学研究科の木

威厳、勇気、忍耐を象徴する常緑高木です。

White Oak: A symbol tree of the Graduate School of Science.The tree bears connotations of dignity, courage, and perseverance.

「シラカシ」

Graduate School of Science Hiroshima University 201701 Graduate School of Science Hiroshima University 2017 02

理念目標

理学研究科は、数学専攻、物理科学専攻、化学専攻、生物科学専攻、地球惑星システム学専攻及び数理分子生命理学専攻の6専攻で構成されています。それぞれの分野で最先端の研究活動を行っている教員が、研究成果に基づいた教育を行っています。

地球惑星システム学専攻Earth and Planetary Systems Science

小計合計

小計

03 04

Organization and Composition組織・構成

History沿革

Message from dean of Graduate School of Science研究科長メッセージ

数学専攻代数数理講座、多様幾何講座、数理解析講座、確率統計講座、総合数理講座Mathematics Algebra, Geometry and Topology, Mathematical Analysis,Probability Theory and Mathematical Statistics, Geometric and Algebraic Analysis

物理科学専攻宇宙・素粒子科学講座、物性科学講座（放射光科学講座）Physical Science Astrophysics and Particle Physics, Materials Science (Synchrotron Radiation Science)

化学専攻分子構造化学講座、分子反応化学講座Chemistry Molecular Structure Chemistry, Molecular Reaction Chemistry

生物科学専攻動物科学講座、植物生物学講座（両生類生物学講座）Biological Science Animal Science, Plant Biology

地球惑星システム学専攻地球惑星システム学講座Earth and Planetary Systems Science Earth and Planetary Systems Science

数理分子生命理学専攻生命理学講座、数理計算理学講座Mathematical and Life Sciences Life Science, Applied Mathematics and Computation

附属臨海実験所　Marine Biological Laboratory

附属宮島自然植物実験所　Miyajima Natural Botanical Garden

附属植物遺伝子保管実験施設　Laboratory of Plant Chromosome Gene Stock

附属理学融合教育研究センター　Institute for Interdisciplinary Science

教授Professor

准教授AssociateProfessor

講師Lecturer

助教AssistantProfessor

計Total

14

8

8

5

5

9

（3）

（1）

（4）

（4）

（4）

（4）

（11）

（9）

（4）（8）

（4）（8）

（8）

（8）

（20）

（20）

49

11251

26

24

24

14

15

26

12911215

134

4

9

10

5

4

8

40

1

141

1

1

2

2

7

7

6

3

6

9

3811

240

平成29年4月1日現在　As of April, 2017

1929年（昭和4）

1933年（昭和8）1943年（昭和18）1944年（昭和19）1949年（昭和24）

1953年（昭和28）

1964年（昭和39）1967年（昭和42）1968年（昭和43）1974年（昭和49）1977年（昭和52）1991年（平成3）

1992年（平成4）1993年（平成5）

1996年（平成8）1998年（平成10）

1999年（平成11）

2000年（平成12）

2004年（平成16）2007年（平成19）2016年（平成28）

2017年（平成29）

地学科を地球惑星システム学科に改組遺伝子科学専攻（独立専攻）を設置生物学科を生物科学科に改称動物学専攻および植物学専攻を、生物科学専攻に改称地質学鉱物学専攻を地球惑星システム学専攻に改称物理学科と物性学科を物理科学科に改組物理学専攻と物性学専攻を物理科学専攻に改組理学研究科の整備（大学院重点化）（数学専攻、化学専攻、数理分子生命理学専攻）理学研究科の整備（大学院重点化）（物理科学専攻、生物科学専攻、地球惑星システム学専攻）学部附属施設の研究科附属施設への移行（臨海実験所、宮島自然植物実験所、両生類研究施設、植物遺伝子保管実験施設）国立大学法人「広島大学」に移行附属理学融合教育研究センターを設置学内共同教育研究施設として広島大学両生類研究センター設置（旧理学研究科附属両生類研究施設）物理科学科を物理学科に改称

広島大学理学部の母体となる旧制広島文理科大学創立（設置当時の構成のうち、現在の理学部関係の学科は、数学科、物理学科、化学科、生物学科）附属臨海実験所を設置地学科地質鉱物学専攻を設置附属理論物理学研究所を設置旧制広島文理科大学の学科を母体として、数学科、物理学科、化学科、生物学科（動物学専攻・植物学専攻）、地学科（地質学鉱物学専攻）の5学科（26講座）、および附属臨海実験所で、「広島大学理学部」が発足数学専攻、物理学専攻（理論物理学研究所を含む。）、化学専攻、動物学専攻、植物学専攻および地質学鉱物学専攻の6専攻からなる大学院理学研究科を設置物性学科を増設附属両生類研究施設を設置大学院理学研究科に物性学専攻（修士課程）を増設附属宮島自然植物実験所を設置附属植物遺伝子保管実験施設を設置理学部が東広島市統合移転地に移転を完了（一部の附属施設を除く）

April, 1929Hiroshima University of Literature and Science was founded.

June, 1933Marine Biological Laboratory was established.

November, 1943Department of Geology was established.

August, 1944Institute of Theoretical Physics was established.

May, 1949Hiroshima University was established as a national university, by reorganizing the pre-war higher education institutions in Hiroshima prefecture.At the same time, Faculty of Science was established with 5 departments; Mathematics, Physics, Chemistry, Biology (Zoology and Botany), Geology, based on related departments in Hiroshima University of Literature and Science.

April, 1953Graduate School of Science was established with 6 departments; Mathematics, Physics, Chemistry, Zoology, Botany, Geology and Mineralogy, based on the Faculty of Science and Institute of Theoreti-cal Physics.

April, 1964Department of Materials Science was established in the Faculty.

June, 1967Institute for Amphibian Biology was established.

April, 1968Department of Materials Science was established in the Graduate School.

April, 1974Miyajima Natural Botanical Garden was established.

April, 1977Laboratory of Plant Chromosome Gene Stock was established.

September, 1991Relocation of Faculty of Science to Higashi-Hiroshima City was completed.(Except some Institutions attached to Faculty of Science)

April, 1992Department of Geology in the Faculty was renamed to Department of Earth and Planetary Systems Science.

April, 1993Department of Gene Science was established in the Graduate School. Department of Biology in the Faculty was renamed to Department of Biological Science. Department of Zoology and Department of Botany in the Graduate School were united and renamed to Department of Biological Science.

April, 1996Department of Geology and Mineralogy in the Graduate School was renamed to Department of Earth and Planetary Systems Science.

広島大学大学院理学研究科は、自然界を支配する新たな法則・原理の解明に挑む先端的研究の実践と、その研究を継承し発展させる研究者および技術者の育成を使命とします。

理学研究科は、昭和4年創設の広島文理科大学を母体として始まり、現在では、数学専攻、物理科学専攻、化学専攻、生物科学専攻、地球惑星システム学専攻、そして数理分子生命理学専攻の6専攻を設置するにいたっています。幅広い専門分野と共に、融合領域分野における教育と研究の実践に特徴があります。さらに、放射光科学研究センター（全国共同利用施設）、宇宙科学センター、両生類研究センター等の先端的研究センターに加え、4つの附属教育研究施設でも、それぞれに特徴のある先進的研究と教育を進めています。

この充実した教育研究体制のもとで、海外からの留学生や研究者との交流を通して、多様な価値観や物事の捉えかたを学びながら自然科学に対する感性を磨くことができるように、理学研究科では組織を挙げてさまざまな取り組みを進めています。

先人が体系化した知識を正確に継承しつつ、新たな自然の法則・原理の発見により自然科学の発展に寄与するという使命感を持つ若者が多く現れることを期待しています。

The Graduate School of Science in Hiroshima University fosters advanced specialists in science and technology, who have keen insights into nature with profound scientific knowledge. The Graduate School of Science as founded in 1929 as a faculty of Hiroshima University of Literature and Science, the former shape of Hiroshima University. It now has six departments; Mathematics, Physical Science, Chemistry, Biological Science, Earth and Planetary Systems Science, and Mathematical and Life Sciences. The departments cover not only the whole basic sciences but also an interdisciplinary field. The Graduate School of Science has four affiliated facilities. The Hiroshima Synchrotron Center (a national shared use facility), the Hiroshima Astrophysical Science Center and the Amphibian Research Center are also available for the research and education for the people in the Graduate School of Science. The coordinated collaborations with the well-equipped facilities enhance our education and research activities.

The Graduate School of Science promotes the communication between the Japanese and foreign students having different specialities to share their ideas, which should eventually cultivate their scientific ways of thinking.

We are expecting all the students for becoming ambitious scientists or engineers with accurate knowledge and skills in science. Some of them may play as schoolteachers to convey the science to younger generations, as they learned from the predecessors. All of them are encouraged to contribute to the world of science and the real world.

理学研究科長

楯　真一

Dean of Graduate School of ScienceTATE Shinichi

April, 1998Department of Physical Science in both the Faculty and the Graduate School were established by reorganizing Department of Physics and Department of Materials Science.

April, 1999Department of Mathematical and Life Sciences in the Graduate School was established, and Department of Mathematics, Chemistry in the Graduate School were reestablished, all as Prioritized Graduate School.

April, 2000Departments of Physical Science, Biological Science, Earth and Planetary Systems Science in the Graduate School, were reestablished as Prioritized Graduate School.

April, 2004Hiroshima University was transformed into a national university corporation.

April, 2007Institute for Interdisciplinary Science was established.

October, 2016Amphibian Research Center was established.

April, 2017Department of Physical Science in the Faculty was renamed to Department of Physics.

Graduate School of Science Hiroshima University 2017 Graduate School of Science Hiroshima University 2017

Mathematics

05

数学専攻

数学専攻は、代数数理、多様幾何、数理解析、確率統計、

総合数理で構成されています。本専攻は、日本最大級の数

学図書室と計算機室を持ち、事務組織の着実なサポートの

もとで大学院生とともにスタッフ全員が精力的に教育・研究活

動を行っています。本専攻の特徴は、構成員の研究分野が

広汎であり、個々の純粋な数学理論の研究を推進するととも

に、必要に応じて他分野の研究者と研究グループを組織し

学際的な共同研究を行う体制が整っていることです。課程を

修了した人々は研究者や教育者として社会に貢献しており、

企業の研究所や開発部門においても優れた成果をあげ高い

評価を得ています。また、数学を必要とする人のために広く門

戸を開き、生涯教育、国際化などの社会的要請に応える努力

を不断に行っています。

The Department of Mathematics is organized mainly by the

staffs in the Faculty of Science and the Faculty of Integrated Arts

and Sciences. Research groups are divided into the following

five fields: Algebra, Geometry and Topology, Mathematical

Analysis, Probability Theory and Mathematical Statistics, and

Geometric and Algebraic Analysis. Research subjects of the

faculty members are listed below. But student research topics

are not necessarily restricted to them. Foreign students receive

the Doctor’s degree constantly and guest researchers are

invited from all over the world. The mathematics library is one

of the best in Japan and a well-organized computer network is

available.

代数数理講座／多様幾何講座／数理解析講座確率統計講座／総合数理講座Algebra, Geometry and Topology, Mathematical Analysis

Probability Theory and Mathematical Statistics, Geometric and Algebraic Analysis

数学専攻アドミッション・ポリシー（求める学生像）

●博士課程前期

●Master’s Program

Admission Policy of Department of Mathematics

数学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、数学専攻は数学的真理に対する強い探究心にあふれ、数学の専門的研究活動に、目的意識と積極性を持ち自発的に参加する学生を求めています。

Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Mathematics, the Department of Mathematics seeks students with a strong spirit of seeking the truth in mathematics who actively and voluntarily participate in professional research activities in the mathematics field with a sense of purpose.

●Doctoral ProgramExpectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Mathematics, the Department of Mathematics seeks students with a strong spirit of seeking the truth in mathematics who actively and voluntarily participate in professional research activities in the mathematics field with a sense of purpose.

●博士課程後期数学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、数学専攻は、数学的真理に対する強い探究心にあふれ、数学の専門的研究活動に、目的意識と積極性を持ち自発的に参加する学生を求めています。

［数学専攻ホームページ］ http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp/index-j.html

［Homepage］ http://www.math.sci.hiroshima-u.ac.jp


06Graduate School of Science Hiroshima University 2017

高次元データに対する誤判別確率の推定Estimating Error Rate in High-Dimensional Data

統計手法の1つに判別分析があります。判別分析はいくつかの群があり、新しく得られた群

がどの群に属するのかを分類する手法です。判別分析は、医療や画像認識、人工知能な

ど多くの応用があります。近年では、計算機の発達や深層学習の登場などによりさらに応用

に用いられる機会が増えてきています。また、近年でもSVMなど多くの新しい判別手法が提

案されています。そのため、判別手法の選択は大きな問題となっています。判別手法の良さ

を決める指標として、古くから間違って判別してしまう割合（誤判別確率）がよく用いられて

います。しかし、誤判別確率を知ることは難しいため、推定を行う必要があります。

また近年、画像や遺伝子データなどの次元数が大きい高次元データが多く現れています。

高次元データでは、既存の手法の精度が悪くなる場合や使えない場合があることが数値

的に知られています。そのため、高次元データを考慮した漸近理論や高次元データに対応

できる解析手法を考える必要があります。

本研究では、高次元データ対する推定量の漸近的な評価や新しい推定方法の提案を

行っています。推定方法には大きく分けてノンパラメトリックな手法とパラメトリックな手法があ

ります。誤判別確率を推定する際に、既存のノンパラメトリックな手法では、高次元データの

ときにバラツキが大きくなり、推定量が安定せず、判別手法の良さを決める指標として十分

ではないことが理論的に確認できました。また、パラメトリックな手法で導出した推定量は限

定的な推定量ではありますが、既存の推定量に比べて推定精度が良いこともわかりました。

今後はさらに、適用範囲が広く、バラツキが小さい推定量の提案を行います。また、高次元

データに対して、解析手法の漸近性質などは未解決な問題が多くあります。判別分析に限

らず、高次元データに対する既存手法の漸近性質や高次元データに対応できる解析手

法の提案などを行っていきます。

Discriminant analysis is one of statistical method and classify new observation into some catego-ries. Discriminant analysis is used in many applications for example medical science and image recognition etc. A lot of new discriminant methods is proposed even recently. Therefore, the selection of discriminant methods is impor-tant problem. The error rate is used for a long time as goodness of Discriminant analysis. However, because the error rate is unknown, it is necessary to estimate the error rate. A lot of high-dimensional data which the number of the dimensions has a large appear in recently, for example image data and microarray data etc. The well-known statistical methods may not be applicable to high-dimensional data. Therefore, it is necessary to consider asymptotic theory in the number of dimensions has a large and statistical methods which are applicable to high-dimensional data. In this study, the existing estimator is evaluated for high-dimensional asymptotic theory, and we suggest new statistical methods which are applicable to high-dimensional data. Estimating methods are separated to parametric and non-parametric methods. The estimator by using non-parametric method is not stable in high-dimensional data. On the other hand, the estimator by using parametric method is stable and is good performance in high-dimensional data. However, parametric method is applicable to only restrictively data. In the future, we suggest an estimator of error rate which be stable and wide applicable in high-dimensional data. Moreover, I study the statistical analysis for high-dimensional data.

Report of

Research Findings【研究成果紹介】

Pick up!

The third year of doctoral Program,Department of Mathematics

NAKAGAWA Tomoyuki

数学専攻　大学院博士課程後期3年次生

中川智之

ゼミの風景Presentation in the seminar

ゼミが終わった後の様子After the seminar

07 Graduate School of Science Hiroshima University 2017

代数数理講座 Algebra

研究紹介　Our Research

スタッフ●木村俊一（教授）：代数多様体のChow群の研究、モチーフ理論島田伊知朗（教授）：代数多様体のトポロジー、K3曲面、格子理論松本眞（教授）：乱数、準乱数、応用代数、数論的基本群高橋宣能（准教授）：開代数多様体、数え上げ幾何、モチビックゼータ宮谷和尭（助教）：クリスタルコホモロジー、有限体上の超幾何関数飯島優（特任助教）：外ガロア表現、代数的基本群

代数数理では、主に数論、代数幾何、表現論および応用代数の研究が行われている。数論は1,2,3と数えられる数の性質を研究するものであり、代数幾何は四則演算により定義された図形の性質を研究するものである。どちらもギリシャ時代にさかのぼる伝統を持つ分野で、角の三等分の作図不可能性や5次方程式の非可解性など数々の難問を解決してきた。20世紀に入って代数的トポロジーや群の表現論の手法の導入により飛躍的に発展し、フェルマー予想の解決など大きな成果を上げている。本グループでは、モチーフ理論、特異点理論、類体論、モジュライ理論、数論的トポロジーなど、他分野と交流しつつ急成長を続ける純粋代数理論を研究するほか、乱数・符号・暗号など計算機への代数の応用も研究され、本講座メンバー開発のメルセンヌツイスタ擬似乱数は世界標準となっている。This research group investigates the following subjects: (1) Number Theory: algebraic number theory, arithmetic geometry, arithmetic fundamental groups, arithmetics of moduli spaces. (2) Algebraic Geometry: positive characteristic geometry, K3 surfaces, derived category of sheaves, Chow groups, motives of algebraic varieties, singulari-ties, moduli space, enumerative geometry. (3) Applied Algebra: random number generation, coding theory, cryptography, algebraic algorithm.

多様幾何講座 Geometry and Topology


スタッフ●作間誠（教授）：結び目理論、低次元トポロジー、双曲幾何学田丸博士（教授）：等質空間の微分幾何学、特に対称空間や可解多様体の研究寺垣内政一（協力教員・教育学研究科教授）：位相幾何学、3次元多様体と結び目、特にデーン手術の研究古宇田悠哉（准教授）：トポロジー、特に3次元多様体論と結び目理論土井英雄（准教授）：場の理論の幾何学および表現論奥田隆幸（助教）：不連続群、冪零軌道、コンパクト対称空間上の代数的組合せ論

Staff／SAKUMA Makoto (Professor): Knot Theory, Low Dimensional Topology, Hyperbolic Geometry.TAMARU Hiroshi (Professor): Differential Geometry, Homogeneous Spaces, Symmetric Spaces, Solvmanifold.TERAGAITO Masakazu (Professor from the Graduate School of Education): Topology, 3-manifolds and Knots, Dehn Surgery.KODA Yuya (Associate Professor): Topology, 3-manifolds and Knots.DOI Hideo (Associate Professor): Geometry of Field Theory, Representation Theory.OKUDA Takayuki (Assistant Professor): Discontinuous Group, Nilpotent Orbit, Algebraic Combinatorics on Compact Symmertric Spaces.

ライリー切片と2橋絡み目Riley Slice and 2-bridge Links

現代幾何学は、物理学からのインパクトを受けて新しい多様な数学として生まれ変わりつつある。トポロジーは従来の幾何学にとどまらず、新しい目的意識や思考法を重視する数学である。多様体は現象が一般性や有界性を持つ場合に最も基本的なモデルであって、物理学とも深く関連し、数学の新しい発展を導くものである。微分幾何学と表現論を中心とした研究グループでは、多様体・リー群上の微分幾何学を核として、極小曲面論、表現論、複素幾何を用いたさまざまな研究を行っている。トポロジーを中心とした研究グループでは多様体のトポロジー、特に曲面、結び目および3次元多様体、4次元多様体を、代数、位相、幾何、微分トポロジーというさまざまな視点から研究を行っている。Topology is a discipline of mathematics which considers new purposes and new ways of thinking as important. Geometry is deeply related to physics and promotes progress in mathematics. Research subjects of the geometry group are the differential geometry and representation theory in the context of the theory of Lie groups and differentiable manifolds. The main subject of the topology group is topology of manifolds, in particular surfaces, knots, 3-dimensional manifolds, and 4-dimensional manifolds are studied from various points of view - view from algebra, topology, geometry differential topology. Geometry related to infinite analysis as well as themes from quasi-crystals, information geometry and computational geometry are also studied.

ブローアップBlow-up

Staff／KIMURA Shun-ichi (Professor): Algebraic Geometry, Intersection Theory, Motives.SHIMADA Ichiro (Professor): Topology of Algebraic Varieties, K3 Surfaces, Lattice Theory.MATSUMOTO Makoto (Professor): Random Number Generation, Quasi-Monte Carlo, AppliedAlgebra, Arithmetic Fundamental Group.TAKAHASHI Nobuyoshi (Associate Professor): Birational Geometry and Enumerative Geometryof Open Algebraic Varieties, Motivic Zeta.MIYATANI Kazuaki (Assistant Professor): Crystalline Cohomology,Hypergeometric Functions over Finite Fields.IIJIMA Yu (Assistant Professor (Special Appointment)): Outer Galois Representation,Algebraic Fundamental Group.

08

数理解析講座 Mathematical Analysis


スタッフ●川下美潮（教授）：偏微分方程式論、散乱理論吉野正史（教授）：解析的偏微分方程式、小分母の問題、複素漸近解析、力学系下村哲（協力教員・教育学研究科教授）：ポテンシャル論、ソボレフ関数の研究滝本和広（准教授）：非線型楕円型・放物型偏微分方程式論平田賢太郎（准教授）：ポテンシャル論、半線形楕円型方程式神本晋吾（講師）：漸近解析、WKB解析、代数解析

Staff／KAWASHITA Mishio (Professor): Partial Differential Equations, Scattering Theory.YOSHINO Masafumi (Professor): Analytic Partial Differential Equations, Small Denominators, Complex Asymptotic Analysis, Dynamical Systems.SHIMOMURA Tetsu (Professor from the Graduate School of Education):Potential Theory, Sobolev Spaces.TAKIMOTO Kazuhiro (Associate Professor): Nonlinear Elliptic and Parabolic Partial DifferentialEquations.HIRATA Kentaro (Associate Professor): Potential Theory, Semilinear Elliptie Equation.KAMIMOTO Shingo (Lecturer): Asymptotic Analysis, WKB Analysis, Algebraic Analysis.

数理解析では、自然科学に現れる諸現象を、力学系、微分方程式等によって記述し、数学解析の基礎の上に打ち立てられた実解析、複素解析および関数解析等の最先端の手法を駆使して研究し、そのメカニズムを解明している。力学系の分野では時間発展を記述する数学的モデルについて、その一般的な軌道の構造や漸近挙動および可積分性をさまざまな視点から研究している。微分方程式分野では物理現象を記述する微分方程式の解の構造や挙動に関する研究、特に非線形現象の解明や弾性体に関する散乱理論などが研究されている。漸近解析の分野では超越数論を用いた小分母の問題、ボレル総和法を用いたストークス現象の解析、WKB法を用いた特摂動問題に関する研究が行われている。ポテンシャル論分野では領域の形状や空間構造に依存する調和関数・温度関数・ソボレフ関数の定性的性質、境界挙動、さまざまな関数空間におけるポテンシャル評価の研究を行いつつ非線形問題に取り組んでいる。Various phenomena in natural science are described in terms of mathematical analysis such as dynamical systems and differential equations and they are studied by means of the most advanced methods in real analysis, complex analysis, functional analysis, and so on. To be concrete research subjects of this group are dynamical systems, differential equations, nonlinear analysis, asymptotic analysis, small divisor problems, Borel summability, Stokes phenomena, singular perturbation problems, potential theory, and scattering theory.

フラクタルFractal

確率統計講座 Probability Theory and Mathematical Statistics


スタッフ●井上昭彦（教授）：数理ファイナンス、保険数理、確率過程栁原宏和（教授）：非正規性の下での標本分布に関する研究若木宏文（教授）：高次元データ解析、漸近展開、経時データ解析岩田耕一郎（准教授）：数理物理学における確率論的手法橋本真太郎（助教）：ベイズ推測、漸近理論、非正則推定論

Staff／INOUE Akihiko (Professor): Financial and Insurance Mathematics, Stochastic Processes.YANAGIHARA Hirokazu (Professor): Sample Distribution Theory under Nonnormality.WAKAKI Hirofumi (Professor): High-dimensional Data Analysis, Asymptotic Expansion, Longitudinal Data Analysis.IWATA Koichiro (Associate Professor): Probabilistic Method on Mathematical Physics.HASHIMOTO Shintaro (Assistant Professor): Bayesian Inference, Asymptotic Theory, Non-regular Estimation.

2次元正規分布の密度関数Density Function of 2-dimensional Normal

Distribution

この分野は、人間の営みに関わるものも含んだ意味で自然界におけるランダムな現象の数学的解明を目指しており、自然科学、工学、医学、人文社会科学などと深く関わった研究を行っている。確率論は、ランダムな現象の数学的構造や普遍的な法則を探求し、統計学は、現実のランダム現象の法則を決定し応用するという、異なったアプローチで研究している。現在、確率論グループでは、確率過程論・確率解析・数理ファイナンス・保険数理・数理物理学への確率論の応用などの研究を行っている。数理統計グループでは、主として、多変量解析・推測理論・実験計画法・統計的漸近理論・ベイズ推測・ノンパラメトリック法・時系列解析・計算機統計理論等、データから情報を引き出すための方法と理論の研究を行っている。The purpose of research in this field is to analyze random phenomena in nature and society. The probability theory group studies stochastic processes, stochastic analysis, mathematical finance, insurance mathematics, and the probabilistic approach to mathematical physics. The mathematical statistics group studies multivariate analysis, statistical inference, model selection, design of experiments, asymptotic statistical theory, Bayesian inference, nonparametric methods, time series, computational methods, data analysis, random number generation and other topics.



総合数理講座 Geometric and Algebraic Analysis


スタッフ●阿賀岡芳夫（教授）：リーマン多様体の部分多様体論、ファイバー束の接続論、タイリング、離散幾何学阿部誠（教授）：多変数関数論、複素幾何石井亮（教授）：代数幾何学、特に連接層の変形、モジュライ、導来圏水町徹（教授）：非線形分散型偏微分方程式、非線形波動澁谷一博（准教授）：微分式系の幾何学、フィンスラー幾何学河村尚明（助教）：整数論、数論幾何学、肥田理論、岩澤理論

Staff／AGAOKA Yoshio (Professor): Theory of Riemannian Submanifolds, Connections on PrincipalFiber Bundles, Tilings, Discrete Geometry.ABE Makoto (Professor): Several Complex Variables, Complex Geometry.ISHII Akira (Professor): Algebraic Geometry; Deformation, Moduli and Derived Category of Sheaves.MIZUMACHI Tetsu (Professor): Nonlinear Partial Differential Equations of Dispersive Type,Nonlinear Waves.SHIBUYA Kazuhiro (Associate Professor): Exterior Differential Systems, Finsler Geometry.KAWAMURA Hisa-aki (Assistant Professor): Number Theory, Arithmetic Geometry, Hida Theory,Iwasawa Theory.

総合数理では、代数・幾何・解析の各分野について、総合的見地から研究・教育を行っている。代数の分野では、代数多様体の構造の研究、導来圏やモジュライ空間などの代数幾何学や関連分野の問題への応用、整数論へのゼータ関数や岩澤理論の複合的な応用を通じて、新たな問題の提起と解決を目指す。幾何の分野では、部分多様体や接続等の微分幾何的内容、および微分式系を土台にした幾何学の微分方程式への応用、さらに幾何学における離散的な諸問題を総合的に発展させ、それらを複合した広い意味での幾何学の研究・教育を行う。解析の分野では、複素関数論に基礎を置くポテンシャル論・多変数関数論等を中心にした総合的な解析学の構築、微分方程式系の幾何学的性質の解明、非線形波動にあらわれるソリトンの安定性解析、およびそれらの複合的な応用に関する研究・教育を行う。This research group investigates the following subjects: (1) Algebra: Algebraic Geometry, Derived Category, Number Theory, Iwasawa Theory. (2) Geometry: Theory of Lie Groups and Homogeneous Spaces, Differential Geometry, Discrete Geometry, Complex Geometry, Exterior Differential Systems. (3) Analysis: Several Complex Variables, Pluripotential Theory. Differential Equations, Nonlinear Waves.

離散幾何学に現れるさまざまな多面体Several polytopes in discrete geometry

サイエンスカフェ

Science Café has started in 2007 by the staff members of the Graduate School of Science, in order to organize a café where researchers talk about science to the general public, while drinking coffee, juice, etc. The Institute for Interdisciplinary Science (IIS) has offered a chance to promote science in order to give a better understanding of science and technology since 2011. This scientific gathering is completely different from the usual lectures and/or seminars. A scientist presents the subject in a relaxed atmosphere and promotes his/her interests in natural science together with the audience, and the facilitator plays as an interme-diate between the audience and the scientist to allow a clear understandable mode of scientific knowledge. We are looking forward to meeting people who are curious about science at the Science Café. Thank you !

Science Café

サイエンスカフェは、科学者と一般の人々が科学について気軽に語り合う場をつくろうと、2007年12月に理学研究科の有志が始めた活動です。2011年からは附属理学融合教育研究センターが実施しています。セミナーや講演会などとは違った、私たちの身近にある科学や素朴な疑問などを題材にコミュニケーションする機会を設けて、一般の方の科学と技術に対する理解を深めていただきたいと考えています。講師はくつろいだ雰囲気で話を進めながら、科学研究の面白さを聴衆のみなさんに紹介します。進行役のファシリテータは、講師と聴衆の間を仲介しながら、研究成果をよりわかりやすく伝えてくれます。サイエンスカフェで好奇心旺盛なみなさんとお目にかかるのを楽しみにしています。

Close-up EVENT

https://www.hiroshima-u.ac.jp/rigakuyugo/science_cafe/

第30回「動波 ̶その人類初検出の意味とは？̶ 」（2016年5月）第31回「南極情熱大陸 ̶南極で科学を見つけよう！̶ 」（2016年8月）

10

SciencePhysical

物理科学専攻

物理科学専攻は、宇宙・素粒子科学、物性科学、放射光科学の3つの講座で構

成されています。本専攻では、宇宙の始まりと発展や物質の起源などの根源的な

問題や、さまざまの物質の結晶構造と物理的性質や機能との関係など基本的な

課題に取り組んでいます。物理学の研究では、仮説を実験や観察で検証すること

が不可欠です。したがって、本学の宇宙科学センターや放射光科学研究センター

との連携研究や、国内外の大型研究施設での共同実験に積極的に参画していま

す。学生は、講義やセミナーなどを通じて体系的な知識を修得すると共に、研究の

現場で最先端のテーマに関する研究活動に参加し、指導教員や研究仲間との実

践的経験を蓄積して、論理的思考とその表現法を身につけます。修了後は基礎科

学の研究者や技術者として、あるいは経験豊かな教育者として活躍しています。

The Department of Physical Science consists of three research divisions:

Astrophysics and Particle Physics, Materials Science, and Synchrotron Radiation

Science. The fundamental subjects such as the beginning of the universe, the origin

of matter, the relationship between structure and physical properties in various

materials, and so on, have been dealt in this department. In the physical research,

hypothesis should be generally verified by means of experiments or observations;

so that the physical science course widely provides the opportunity of collaborat-

ing with the Astrophysical Science Center, the Synchrotron Radiation Center in the

campus, and other big-facilities in the world. Students learn systematically the

applied knowledge from lectures and/or seminars, and also acquire logical

thinking and expression skills through the practical experiences for the up-to-date

problem. After graduating, students play an active part as researchers, engineers,

and instructors.

宇宙・素粒子科学講座／物性科学講座放射光科学講座（協力講座・放射光科学研究センター）Astrophysics and Particle Physics, Materials Science

Synchrotron Radiation Science

Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Physical Science, the Department of Physical Science seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:(1) A person who seeks to acquire a Doctor’s or master’s degree and to

acquire world-class leading-edge knowledge in the field of physics;(2) A person who seeks to become an educator, researcher or

advanced engineer in a physics-related field by enhancing his/her knowledge of the modern physics he/she learned in the Bachelor’s course; and

(3) A person with the communication abilities necessary to play an active role in extensive areas and spontaneously cooperate with various people.

［物理科学専攻ホームページ］http://home.hiroshima-u.ac.jp/scphys/

［Homepage］http://home.hiroshima-u.ac.jp/scphys/index_e.html


●博士課程前期


Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Physical Science, the Department of Physical Science seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:(1) A student who seeks to acquire a Doctor’s degree and to play an active

role with world-class knowledge in a leading-edge field of physics;(2) A student who has acquired advanced knowledge of physics in

the master’s program and is able to think logically based on that knowledge; and

(3) A student with the communication abilities necessary to play an active role in extensive areas and spontaneously cooperate with various people.

●Doctoral Program

物理科学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。（1）博士号あるいは修士号の取得を目指し、物理学の分野で国際的なトッ

プレベルの視野に立った最先端の素養を身に着けたい人。（2）学部課程教育で学んだ現代物理学の基礎知識をもとに、物理関連

分野の教育職・研究職・高度技術職を目指す人。（3）主体性をもって多様な人と協働して幅広い分野で活躍するために必

要なコミュニケーション能力を持つ人。

●博士課程後期物理科学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。（1）博士号の取得を目指し、物理学の分野で国際的なトップレベルの視

野に立った最先端での活躍を目指す人。（2）博士前期課程教育で学んだ先端的物理学の知識とそれに基づいた

論理的思考力がある人。（3）主体性をもって多様な人と協働して幅広い分野で活躍するために必

要なコミュニケーション能力を持つ人。

物理科学専攻アドミッション・ポリシー（求める学生像）Admission Policy of Department of Physical science


なぜニュートリノの質量は小さいのか？Why Is Neutrino Mass Tiny?

物質を細かく分割していくと、これ以上分解することができない最小単位に行き着き

ます。この最も基本的な物質の構成要素は素粒子と呼ばれます。私の研究分野

は、素粒子の性質を調べて自然界を記述する物理法則を探求する「素粒子物理

学」です。

ニュートリノとは、我々の身の回りにある物質とほとんど反応しない素粒子です。それ

ゆえ、この記事を読んでいる今でも、大量のニュートリノがあなたの体をすり抜けてい

ます。このニュートリノに関するおもしろい現象として、ニュートリノ振動があります。これ

は、時間経過とともにニュートリノの種類が変わる現象です。

これまでに得られている実験結果によって、ニュートリノは、他の素粒子と比べると極

端に小さな質量を持つことがわかっています。例として、トップクォークとニュートリノの

質量は互いに1兆倍以上異なります。なぜニュートリノが軽いのかはまだ理解されて

おらず、素粒子物理学における謎の1つと見なされています。

上述の謎を自然に解決できるアイデアとして、シーソー機構があります。この機構で

は、重いニュートリノ（これは未発見の素粒子）が導入されます。これによって、シー

ソーがかかり、これまでに発見されたニュートリノは軽くなります。

本研究では、数値計算を通して、シーソー機構の予言がこれまでの実験結果と無

矛盾なのかを調べます。具体的には、ニュートリノ振動実験を説明できる混合パラ

メータの値を出せるのかを示します。模型の予言として、混合パラメータおよび

ニュートリノの質量に関する相関図を得ることができました。

宇宙における未解決の謎の1つとして、なぜ物質が反物質よりも数多く存在するの

かという問題があります。シーソー機構は、この物質の起源の謎に対する解決策を

与えることが知られています。なぜなら、重いニュートリノの崩壊により、物質と反物質

の数に違いが生じるためです。今後の研究では、更なる数値計算を通して、宇宙の

物質の起源の謎をシーソー模型で説明できるのかを明らかにします。

If you divide matter into small pieces, a non-separable constituent will be unveiled. The most fundamental element of matter is referred to as an elementary particle. My research field is “particle physics”, which investigates the property of elementary particles to study the physical law of nature.

Neutrino is an elementary particle that hardly interacts with most matter around us. Thus, a large number of neutrinos are penetrating your body even when you are reading this article. As a phenomenon in which this particle is involved, neutrino oscillation is of particular interest. Due to this phenomenon, neutrino changes its species through time evolution.

Through experimental results, it is known that the neutrinos are much lighter than the other elementary particles. Top quark, for example, is more than one trillion times as heavy as the neutrinos. It is unclear why the neutrinos are extremely light: the smallness of neutrino masses remains one of the mysteries in particle physics.

As natural solution of the aforementioned problem, the seesaw mechanism has been proposed. This mechanism introduces heavy neutrino, an elementary particle which is not yet discovered. This heavy particle makes “seesaw” work, resulting in the tiny masses of the observed neutrinos.

In this study, we investigate whether the prediction of the seesaw mechanism is consistent with experimental result. In particular, it is demonstrated that the seesaw model can yield mixing parameters that explain the data of neutrino oscillation experiments. As a result, we obtained a scatter plots of mixing parameters and neutrino masses as prediction of the model.

It is one of the unsolved problems in the universe that the amount of matter is greater than one of anti-matter. The origin of matter can be generated in the seesaw mechanism due to heavy neutrino decays. Through further numerical analysis, we will clarify whether the origin of matter in the universe is explained in the model.

図1　シーソー機構のイメージ図。重いニュートリノ（N）の導入により、これまでに見つかってきたニュートリノ（ν）が軽いことを自然に説明することができます。Fig.1 Illustration of the seesaw mechanism. Heavy neutrino (N) is introduced to explain smallness of the neutrino (ν) mass.

図2　ニュートリノ振動の混合パラメータに関する相関図。黒枠の内部は、実験データのグローバルフィットによって得られている3σの信頼区間を表します。Fig.2 Scatter plot of mixing parameters of neutrino oscillation. The region inside the black frame indicates the 3σ confidence interval obtained by a global fit of experimental data.

図3　ニュートリノの質量に関する相関図。横軸は最も軽いニュートリノの質量、縦軸はニュートリノの質量行列における行列要素の絶対値を表します。Fig.3 Scatter plot of neutrino masses. The horizontal axis indicates the lightest neutrino mass while the vertical axis stands for the absolute value of a matrix element of the neutrino mass matrix.

Graduated from Department of Physical Science in March 2017

UMEEDA Hiroyuki

物理科学専攻（平成29年3月大学院博士課程後期修了）

梅枝宏之

Report of


Pick up!

11 12Graduate School of Science Hiroshima University 2017 Graduate School of Science Hiroshima University 2017

宇宙・素粒子科学講座 Astrophysics and Particle Physics

クォーク物理学　Quark Physics

スタッフ●杉立徹（教授）、志垣賢太（准教授）、本間謙輔（助教）、三好隆博（助教）Staff／SUGITATE Toru (Professor), SHIGAKI Kenta (Associate Professor),HOMMA Kensuke (Assistant Professor), MIYOSHI Takahiro (Assistant Professor)

世界最先端の粒子加速器を用いた高エネルギー原子核衝突実験により、宇宙誕生直後に存在した高温クォーク物質を生成し、極限状態の量子色力学が支配する新たな物質相の究極構造を探求する。クォークの閉込と解放や物質質量の発現などの物理機構解明と併せ、極初期宇宙の物質状態と時空発展の究明による宇宙創成のシナリオ完成を目標とする。実験研究に不可欠な新しい粒子検出器の開発も行う。This group aims at revealing the ultimate structure of new state of matter called “quark-gluon plasma”. The high temperature quark matter is created in high energy nucleus-nucleus collisions at the world leading particle accelerators, as was in the very early Universe just after the Big Bang. The mechanism of quark (de-)confinement and the origin of mass are to be understood, as well as the complete scenario of birth of the Universe. Research and development of new particle detectors is also in our scope.

Key Words　クォーク多体系、極初期宇宙、高エネルギー原子核衝突実験Multi-quark system, Very early universe, High energy nucleus-nucleus collision experiment

米国ニューヨーク州ブルックヘブン国立研究所PHENIX実験検出器とクォーク物理学研究室大学院生Graduate students of Experimental Quark Physics Laboratory in front of the PHENIX detector at Brookhaven National Laboratory in New York, U.S.A..

素粒子論　 Elementary Particle Theory

スタッフ●大川正典（教授）、両角卓也（准教授）、石川健一（准教授）、稲垣知宏（協力教員・情報メディア教育研究センター教授）Staff／OKAWA Masanori (Professor), MOROZUMI Takuya (Associate Professor), ISHIKAWA Ken-ichi (Associate Professor), INAGAKI Tomohiro (Professor from the InformationMedia Center)

物質の構成要素である素粒子と、それらに働く相互作用について研究を行っている。素粒子の世界の法則と考えられている標準理論を用いてどこまで自然現象が説明できるのかを、計算機シミュレーションによって確かめ、更に、この理論の枠内では説明がつかない素粒子の質量や対称性の破れの起源のなぞを探求することによって、標準理論を越える新しい理論体系の研究をしている。Our group aims at clarifying the ultimate building blocks of matter (elementary particles) and the principal forces governing the elementary particles. We investigate the strong, electroweak and gravitational interactions through various methods and search for new fundamental laws unifying these interactions.

Key Words　素粒子、標準モデル、計算機シミュレーション、対称性の破れの起源、新しい理論体系Elementary particles, Standard model, Computer simulation, Origin of symmetry breaking, New fundamental laws

CKM flashプログラム。詳細はhttp://theo.phys.sci.hiroshima-u.ac.jp/~soken/CKM flash program, for more detail see http://theo.phys.sci.hiroshima-u.ac.jp/~soken/

宇宙物理学　Astrophysics

スタッフ●小嶌康史（教授）、山本一博（准教授）、岡部信広（助教）Staff／KOJIMA Yasufumi (Professor), YAMAMOTO Kazuhiro (Associate Professor), OKABE Nobuhiro (Assistant Professor)

基本法則では微弱な重力が天体構造や宇宙全体の運動も支配的するものとなる。重力波、宇宙背景放射、大規模銀河サーベイ等、宇宙観測の地平線は広がりつづけている。私たちは観測事実、物理学の原理と基礎法則をもとに、宇宙の始まりと進化、構造の成り立ちを理論的に探求する。ブラックホールなどの相対論的天体で起きる高エネルギー現象の謎に解析的手法や数値シミュレーションも駆使する。これは地上の物質や法則を含む森羅万象理解への挑戦だ。This group aims at theoretical understanding the physics underling various astrophysical phenomena, including the cosmology and gravitational theory as well. Recent research interests are the origin and evolution of large scale structure in the Universe, and energetic phenomena in relativistic stars, motivated by new observations in gravitational waves, cosmic microwave background radiation and large surveys of galaxies/QSOs.

Key Words　相対論（重力理論の検証）、ブラックホール、中性子星、重力波、観測的宇宙論、初期宇宙、宇宙線加速Relativity, Black hole, Neutron star, Gravitational wave, Observational cosmology, Early universe, Cosmic ray acceleration

マグネター（超強磁場中性子星）の磁気圏の時間進化のシミュレーション（左上）、観測されたＸ線の時間変動（右上）、磁束関数（左下）と想像図（右下）Time evolution of magnetosphere numerically simulated (top left), X-ray flux observed in SGR1806-20(top right), magnetic function near a neutron star model (bottom left) and artist’s image for magnetar flare (bottom right)

高エネルギー宇宙（研究協力分野・宇宙科学センター）　High-Energy Astrophysics

スタッフ●深澤泰司（教授）、水野恒史（宇宙科学センター准教授）、高橋弘充（助教）、大野雅功（助教）Staff／FUKAZAWA Yasushi (Professor), MIZUNO Tsunefumi (HASC, Associate Professor),TAKAHASHI Hiromitsu (Assistant Professor), OHNO Masanori (Assistant Professor),※HASC ; Hiroshima Astrophysical Science Center

宇宙からのＸ線、ガンマ線を観測し、ブラックホール、中性子星、超新星残骸、ガンマ線バースト、活動銀河核、銀河団、宇宙線加速などの宇宙高エネルギー現象を研究する。宇宙科学研究所、スタンフォード大学SLAC研究所、NASAと共同でＸ線衛星（すざく）、ガンマ線観測衛星（フェルミ）による観測、将来X線ガンマ線観測衛星に向けた硬Ｘ線ガンマ線検出器の開発を行う。宇宙科学センターと協力して研究を進めている。We are studying high-energy phenomena in the universe with X-ray and gamma-ray observations, using Suzaku, Fermi satellites and so on. Research targets are black holes, neutron stars, supernova remnants, gamma-ray bursts, cosmic-ray acceleration, AGNs, galaxy and clusters. We are also developing X-ray and gamma-ray detectors in cooperation with ISAS/JAXA, SLAC and so on. We are collaborating with Higashi-Hiroshima Observatory.

Key Words　Ｘ線ガンマ線宇宙観測、フェルミ衛星、すざく衛星、ASTRO-H衛星、検出器開発X-ray and gamma-ray astrophysics, Fermi, Suzaku, ASTRO-H, Development of X-ray and gamma-ray detectors

ガンマ線衛星（フェルミ）。フェルミ衛星は米国（SLAC/NASA/NRLなど）、日本（広島大学、ISAS/JAXAなど）、欧州（イタリア、フランスなど）による国際共同開発した衛星で、２００８年より観測を続け、重要な成果を出し続けている。The Gamma-ray Large Area Space Telescope (Fermi), developed through the collaboration with SLAC, GSFC/NASA, Hiroshima University, ISAS/JAXA, Italy, France and so on. The Fermi satellite has been observing since 2008.

（Credit : NASA）

なぜニュートリノの質量は小さいのか？Why Is Neutrino Mass Tiny?

物質を細かく分割していくと、これ以上分解することができない最小単位に行き着き

ます。この最も基本的な物質の構成要素は素粒子と呼ばれます。私の研究分野

は、素粒子の性質を調べて自然界を記述する物理法則を探求する「素粒子物理

学」です。

ニュートリノとは、我々の身の回りにある物質とほとんど反応しない素粒子です。それ

ゆえ、この記事を読んでいる今でも、大量のニュートリノがあなたの体をすり抜けてい

ます。このニュートリノに関するおもしろい現象として、ニュートリノ振動があります。これ

は、時間経過とともにニュートリノの種類が変わる現象です。

これまでに得られている実験結果によって、ニュートリノは、他の素粒子と比べると極

端に小さな質量を持つことがわかっています。例として、トップクォークとニュートリノの

質量は互いに1兆倍以上異なります。なぜニュートリノが軽いのかはまだ理解されて

おらず、素粒子物理学における謎の1つと見なされています。

上述の謎を自然に解決できるアイデアとして、シーソー機構があります。この機構で

は、重いニュートリノ（これは未発見の素粒子）が導入されます。これによって、シー

ソーがかかり、これまでに発見されたニュートリノは軽くなります。

本研究では、数値計算を通して、シーソー機構の予言がこれまでの実験結果と無

矛盾なのかを調べます。具体的には、ニュートリノ振動実験を説明できる混合パラ

メータの値を出せるのかを示します。模型の予言として、混合パラメータおよび

ニュートリノの質量に関する相関図を得ることができました。

宇宙における未解決の謎の1つとして、なぜ物質が反物質よりも数多く存在するの

かという問題があります。シーソー機構は、この物質の起源の謎に対する解決策を

与えることが知られています。なぜなら、重いニュートリノの崩壊により、物質と反物質

の数に違いが生じるためです。今後の研究では、更なる数値計算を通して、宇宙の

物質の起源の謎をシーソー模型で説明できるのかを明らかにします。

If you divide matter into small pieces, a non-separable constituent will be unveiled. The most fundamental element of matter is referred to as an elementary particle. My research field is “particle physics”, which investigates the property of elementary particles to study the physical law of nature.

Neutrino is an elementary particle that hardly interacts with most matter around us. Thus, a large number of neutrinos are penetrating your body even when you are reading this article. As a phenomenon in which this particle is involved, neutrino oscillation is of particular interest. Due to this phenomenon, neutrino changes its species through time evolution.

Through experimental results, it is known that the neutrinos are much lighter than the other elementary particles. Top quark, for example, is more than one trillion times as heavy as the neutrinos. It is unclear why the neutrinos are extremely light: the smallness of neutrino masses remains one of the mysteries in particle physics.

As natural solution of the aforementioned problem, the seesaw mechanism has been proposed. This mechanism introduces heavy neutrino, an elementary particle which is not yet discovered. This heavy particle makes “seesaw” work, resulting in the tiny masses of the observed neutrinos.

In this study, we investigate whether the prediction of the seesaw mechanism is consistent with experimental result. In particular, it is demonstrated that the seesaw model can yield mixing parameters that explain the data of neutrino oscillation experiments. As a result, we obtained a scatter plots of mixing parameters and neutrino masses as prediction of the model.

It is one of the unsolved problems in the universe that the amount of matter is greater than one of anti-matter. The origin of matter can be generated in the seesaw mechanism due to heavy neutrino decays. Through further numerical analysis, we will clarify whether the origin of matter in the universe is explained in the model.

図1　シーソー機構のイメージ図。重いニュートリノ（N）の導入により、これまでに見つかってきたニュートリノ（ν）が軽いことを自然に説明することができます。Fig.1 Illustration of the seesaw mechanism. Heavy neutrino (N) is introduced to explain smallness of the neutrino (ν) mass.

図2　ニュートリノ振動の混合パラメータに関する相関図。黒枠の内部は、実験データのグローバルフィットによって得られている3σの信頼区間を表します。Fig.2 Scatter plot of mixing parameters of neutrino oscillation. The region inside the black frame indicates the 3σ confidence interval obtained by a global fit of experimental data.

図3　ニュートリノの質量に関する相関図。横軸は最も軽いニュートリノの質量、縦軸はニュートリノの質量行列における行列要素の絶対値を表します。Fig.3 Scatter plot of neutrino masses. The horizontal axis indicates the lightest neutrino mass while the vertical axis stands for the absolute value of a matrix element of the neutrino mass matrix.

Graduated from Department of Physical Science in March 2017

UMEEDA Hiroyuki

物理科学専攻（平成29年3月大学院博士課程後期修了）

梅枝宏之

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可視赤外線天文学（研究協力分野・宇宙科学センター）　Optical and Infrared Astronomy

スタッフ●川端弘治（宇宙科学センター長・教授）、植村誠（宇宙科学センター准教授）、内海洋輔（宇宙科学センター特任助教）、山中雅之（宇宙科学センター特任助教）、観山正見（宇宙科学センター特任教授）

Staff／KAWABATA Koji (Director of HASC, Professor), UEMURA Makoto (HASC, Associate Professor),UTSUMI Yousuke (HASC, Assistant Professor (Special Appointment)),YAMANAKA Masayuki (HASC, Assistant Professor (Special Appointment)), MIYAMA Shoken (HASC, Professor (Special Appointment))※HASC ; Hiroshima Astrophysical Science Center

宇宙科学センター附属東広島天文台の1.5mかなた望遠鏡を柱とした可視光と赤外線の観測により、超新星や活動銀河核、ガンマ線バースト、重力波源天体といった宇宙のエネルギッシュな物理現象の研究を行っている。また、望遠鏡に搭載する観測装置の開発や望遠鏡の性能向上も進めている。We study transient and energetic astrophysical phenomena such as supernovae, active galactic nuclei, gamma-ray bursts or gravitational-wave source using 1.5m Kanata telescope at Higashi-Hiroshima Observatory of Hiroshima Astrophysical Science Center (HASC). We are also carrying out development of optical-infrared astronomical instruments and improvement of the performance of the telescope system.

Key Words　可視赤外線天文学、有効径1.5mかなた望遠鏡Optical and infrared astronomy, Kanata 1.5m telescope かなた望遠鏡で撮影した超新星SN 2016coiとその

母銀河UGC 11868Supernova 2016coi and its host galaxy UGC 11868 taken with Kanata telescope物性科学講座 Materials Science

SPring-8 BL02B2放射光回折実験の風景Students at SPring-8 BL02B2

構造物性学　Structural Physics

スタッフ●黒岩芳弘（教授）、森吉千佳子（准教授）Staff／KUROIWA Yoshihiro (Professor), MORIYOSHI Chikako (Associate Professor)

放射光や中性子を用いて固体の結晶構造と物性との関係に着目した精密構造物性研究を行っている。電子密度および核密度解析による原子レベルでの結晶の相転移機構の解明と放射光構造解析のための計測技術および解析手法の開発が主なテーマである。Relationships between crystal structures and physical properties are investigated by means of synchrotron radiation diffraction and neutron scattering. We are aiming at understanding a mechanism of a phase transition of a crystal on the basis of electron and nuclear density distributions. The methodology of the experimental for synchrotron radiation diffraction is also developed.

Key Words　構造相転移、放射光回折、電子密度分布、時分割構造計測Structural phase transition, Synchrotron radiation diffraction, Electron charge density distribution, Time-resolved structure analysis

電子物性学　Electronic Properties of Solids

スタッフ●圓山裕（教授）、中島伸夫（准教授）、石松直樹（助教）Staff／MARUYAMA Hiroshi (Professor), NAKAJIMA Nobuo (Associate Professor), ISHIMATSU Naoki (Assistant Professor)

電子が織りなす固体の性質（磁性・誘電性など）を研究するために、放射光エックス線による回折・吸収・散乱実験を推進している。放射光実験では、元素を特定した測定ができることはもとより、外場（圧力・磁場・電場・温度）を複合的に印加できる利点を活かし、外場無しでは引き出せずにいた電子状態の観測に挑戦している。それらを基にして機能性材料開発への指針も探求している。Magnetic and ferroelectric properties in solids are studied from the viewpoint of electronic states using synchrotron radiation under various conditions; X-ray absorption spectroscopy, magnetic circular dichroism, resonant inelastic X-ray spectroscopy and Compton scattering under extremely high pressure, high magnetic field, electric field and ultraviolet irradiation.

Key Words　放射光X線分光、強磁性体、強誘電体、構造と電子状態、相転移Synchrotron radiation X-ray spectroscopy, Ferromagnets and ferroelectrics, Structure and electronic states, Magnetic and electric properties, Phase transition

高圧水素雰囲気下でNiの強磁性が消失したことを示すXMCDスペクトルPressure-induced magnetic phase transition of Ni hydride probed by XMCD.

広島大学で開発した高効率スピン角度分解光電子分光装置Highly efficient spin- and angle- resolved photoemission spectros-copy system developed at Hiroshima University

スタッフ●木村昭夫（教授）、井野明洋（放射光科学研究センター特任准教授）、真木祥千子（助教）Staff／KIMURA Akio (Professor), INO Akihiro (HSRC, Associate Professor (Special Appointment), MAKI Sachiko (Assistant Professor) ※HSRC ; Hiroshima Synchrotron Radiation Center

放射光を用いた高分解能角度分解光電子分光、スピン角度分解光電子分光といった、広大がリードする世界最高レベルの実験手法を駆使して、高温超伝導発現の微視的メカニズムやトポロジカル絶縁体という新物質の電子構造の解明に挑戦している。さらにナノ構造物質を人工的に作成し、その量子効果に関わる特異な電子構造や磁性に関する研究も放射光を用いて行っている。Driving mechanisms of high-temperature superconductors and novel electronic structures of topological insulators are studied by high-resolution angle-resolved photoemission spectroscopy and spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy with synchrotron radiation. Peculiar electronic structures and magnetism of artificially fabricated nano-materials are also investigated. The state-of-the-art apparatuses developed in our group of Hiroshima University enable one to generate the world-leading experimental results.

Key Words　放射光、スピン角度分解光電子分光、極低温高分解能光電子分光、高温超伝導体・トポロジカル物質・ナノ構造物質の電子状態Synchrotron radiation, Spin- and angle-resolved photoemission spectroscopy, Low-temperature high-resolution photoemis-sion spectroscopy, Electronic structure of high-temperature superconductors, Topological materials and nano materials

光物性学　Synchrotron Radiation Physics of Solids

放射光SynchrotronRadiation

サンプルSample

Y

Z光電子分析器 SCIENTA R4000Photoelectron analyzerSCIENTA R4000

VLEEDスピン検出器VLEED spin detector

二次元検出器2D detector コイル Coil

VLEEDスピン検出器

光電子分析器SCIENTAR4000


放射光科学講座 Synchrotron Radiation Science　（協力講座・放射光科学研究センター）

放射光物理学　Accelerator and Beam Physics

スタッフ●川瀬啓悟（放射光科学研究センター准教授）、松葉俊哉（放射光科学研究センター助教）Staff／KAWASE Keigo (HSRC, Associate Professor), MATSUBA Shunya (HSRC, Assistant Professor)※HSRC ; Hiroshima Synchrotron Radiation Center

電子蓄積リング中を相対論的速度で運動する電子ビームの振る舞いを解明し、輝度の高い放射光を発生する次世代小型光源加速器を構築するための研究を実施している。また、高輝度光源装置アンジュレータが発生する放射光特性の研究、マイクロ波装置やレーザーなど加速器要素技術の開発研究も進めている。Our group investigates accelerator and beam physics involving electrons moving with a relativistic speed in order to develop next generation compact synchrotron radiation sources. We also study characteristics of the undulator radiation and develop key technologies for accelerators such as microwave instruments and lasers.

Key Words　加速器、電子蓄積リング、アンジュレータ、放射光、ビーム物理、レーザーAccelerator, Electron storage ring, Undulator, Synchrotron radiation, Beam physics, Laser

次世代高輝度小型放射光源リングHiSOR-Ⅱデザイン例-放射光施設全体レイアウトDesign example of the next generation high brilliance compact light source ring HiSOR-II-plus : Bird's eye view of new SR facility layout

分子光科学　Molecular Photoscience

スタッフ●平谷篤也（教授）、関谷徹司（准教授）、吉田啓晃（助教）、和田真一（助教）Staff／HIRAYA Atsunari (Professor), SEKITANI Tetsuji (Associate Professor), YOSHIDA Hiroaki (Assistant Professor), WADA Shin-ichi (Assistant Professor)

分子進化や新しい分子創製にとって重要な役割を果たす軟X線領域における孤立分子や吸着分子の光物理・光化学的性質を種々の分光法と組み合わせた放射光を用いて研究している。特に、分子中の特定原子から特定の励起状態への内殻励起に続く、サイトと状態選択的反応を重視している。Photophysical and photochemical properties of isolated or adsorbed molecules in the soft X-ray regions, that plays an important role in molecular evolution and invention of new molecule, are studied using synchrotron radiation combined with various spectroscopic techniques. Particular emphasis is put on site- and state- specific reactions following core excitations from specific atoms in a molecule to specific excited states.

Key Words　光物理･光化学、放射光科学、内殻励起、孤立・吸着分子、サイト・状態選択的反応Photophysics, Photochemistry, Synchrotron radiation science, Core excitation, Isolated or adsorbed molecules, Site- and state-specific reaction

単色化放射光による吸着分子のサイト選択的結合切断Site-specific bond scission in adsorbed molecule induced by monochromatized synchrotron radiation

サイト選択的結合切断分子メスSite-specific bond scission

放射光源リングSR ring

放射光SR

分光器Monochromator

試料Sample

放射光物性学　Synchrotron Radiation Materials Science

スタッフ●生天目博文（放射光科学研究センター教授）、島田賢也（放射光科学研究センター教授）、奥田太一（放射光科学研究センター教授）、佐藤仁（放射光科学研究センター准教授）、澤田正博（放射光科学研究センター准教授）、松尾光一（放射光科学研究センター准教授）、SANTANDER-SYRO Andrés F.（放射光科学研究センター准教授）、宮本幸治（放射光科学研究センター助教）、SCHWIER Eike F.（放射光科学研究センター助教）、泉雄大（放射光科学研究センター助教）、FENG Baojie（放射光科学研究センター助教）

放射光を用いた高分解能角度分解光電子分光、スピン角度分解光電子分光、吸収分光による物質の電子・スピン構造の研究。円二色性分光による生体物質構造の研究。先端的計測装置の開発研究。Investigation of electronic and spin structures of materials using various spectroscopic methods (high-resolution photoemission, spin- and angle-resolved photoemission, photoabsorption spectroscopy) with synchrotron radiation (SR) , investigation of structures of biomaterials using circular dichroism spectroscopy and the development of advanced SR instruments for materials science.

Key Words　高分解能角度分解光電子分光、スピン角度分解光電子分光、ナノ物質の軟X線磁気円二色性、生体物質の円二色性High-resolution angle-resolved photoemission spectroscopy, Spin- and angle-resolved photoemission spectros-copy, Soft x-ray magnetic circular dichroism of nanomaterials, Circular dichroism of biomaterials.

スピン・角度分解光電子分光で得られたPbBi2の電子構造とスピン構造Electronic structure and spin texture of PbBi2 observed by spin and angle resolved photoemission spectrometer.

Staff／NAMATAME Hirofumi (HSRC, Professor), SHIMADA Kenya (HSRC, Professor), OKUDA Taichi (HSRC, Professor), SATO Hitoshi (HSRC, Associate Professor),SAWADA Masahiro (HSRC, Associate Professor), MATSUO Koichi (HSRC, Associate Professor), SANTANDER-SYRO Andrés F. (HSRC, Associate Professor),MIYAMOTO Kouji (HSRC, Assistant Professor), SCHWIER Eike F. (HSRC, Assistant Professor), IZUMI Yudai (HSRC, Assistant Professor), FENG Baojie (HSRC, Assistant Professor) ※HSRC ; Hiroshima Synchrotron Radiation Center 電子の運動を可視化

運動量運動量運動量運動

量

エネルギー

スピンを可視化

大規模非線形数値実験室（理学研究科D棟3階）

This institute has its mission to promote research in large-scale numerical simulation and understand various nonlinear phenomena in nature as well as to support education for high-performance computing.

Institute for Nonlinear Sciences and Applied Mathematics

非線形数値シミュレーションLarge scale nonlinear simulations

大規模非線形シミュレーション解析装置Large-Scale NonlinearSimulation Analyzing System

高速計算機の高度な利用に向け大規模並列計算手法等の開発・教育を行うとともに、自然界にあらわれるさまざまな非線形現象の解明を目指し、大規模数値シミュレーションによる研究を進めています。

Close-up FACILITY

15

Chemistry化学専攻

化学専攻は、基礎化学の全分野を網羅するように11の研究

グループを擁しています。これらのグループは教育・研究の活

性化と円滑化を図るために、分子構造化学大講座と分子反

応化学大講座に大別され、それぞれ化学物質を構造と反応

の側面から捉え、互いに連携を保ちつつ独自の研究活動を

行っています。それぞれの大講座には、対象とする物質あるい

は研究手法によって物理化学・無機化学・有機化学の系列

があり、それぞれ最新の物理的・化学的手法によって活発な

研究が行われています。これらの研究には、本学の情報メディ

ア教育研究センター、自然科学研究支援開発センター、技

術センターとの連携で行われているものも少なくありません。つ

まり、物理学・物性学と密接に関連する分野から、生物学や

地学に接する分野にまで多岐にわたって基礎科学の研究を

推進し、かつ高度な研究者および技術者を養成し社会の要

請に応えることに努めています。

The graduate program provided by the Department of Chemis-

try, Graduate School of Science, consists of two research

branches, molecular structure chemistry and molecular

reaction chemistry. (The former has six research groups and the

latter has five.) These are schematically shown below. A wide

area of fundamental chemistry is covered, ranging from studies

related to physics or material science to biology or earth

science. Collaborative research is held with the Information

Media Center, Natural Science Center for Basic Research and

Development, and Workshop for Advanced Techniques.

分子構造化学講座分子反応化学講座Molecular Structure Chemistry

Molecular Reaction Chemistry

［化学専攻ホームページ］ http://home.hiroshima-u.ac.jp/chemsci/

［Homepage］ http://home.hiroshima-u.ac.jp/chemsci/index_e.html


●Master’s ProgramExpectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Chemistry, the Department of Chemistry seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:(1) A student who has basic knowledge of chemistry, sufficient ability to understand, think

and self-express, and other abilities;(2) A student who will continue efforts for self-development and is inspired to actively

explore a new field; and(3) A student who has knowledge of language and has the qualities to be able to work

globally in a wide range of scientific fields, not only in his/her specialized field.

●Doctoral ProgramExpectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Chemistry, the Department of Chemistry seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:(1) A student who has specialized knowledge and the communication ability necessary to

acquire advanced specialized knowledge and techniques in the chemistry field;(2) A student who has the ability to plan, apply, think over and express ideas and who actively

pursues the creation of new chemistry fields; and(3) A student who can communicate in a foreign language (English) and can play an active

role globally, including in academic societies overseas.

●博士課程前期化学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。（1）化学の専門科目の基礎知識及び理解力・考察力・表現力等を十分に備えている学生。（2）自己啓発を重ね、積極的に新しい分野を開拓していく意欲に富む学生。（3）外国語の知識を有し、専門分野だけではなく科学の広い分野で国際的に活躍できる資質をもつ学生。

●博士課程後期化学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。（1）化学の高度な専門知識や技法を修得するに必要な専門およびコミュニケーション能力を持つ学生。（2）企画・応用・考察・表現力を持ち、積極的に化学の新しい分野を開拓していく資質を持つ学生。（3）外国語（英語）のコミュニケーション能力を持ち、国際学会等でglobalに活躍できる資質をもつ学生。

化学専攻アドミッション・ポリシー（求める学生像）Admission Policy of Department of Chemistry


かさ高い窒素塩基の合成と亜鉛アート錯体への応用Synthesis of a Sterically Demanding Nitrogenous Base andIts Application in Zincate Complexes

芳香族化合物は機能性分子や医薬品といった高付加価値材料の基本骨格を

なす重要な化合物です。これら化合物を構築する手法の1つに、芳香族C‒H（炭

素‒水素結合）メタル化反応があり、さまざまな官能基を短工程で導入できます。こ

のメタル化反応を行う試剤として、近年、ジアルキル亜鉛に窒素アニオンを配位さ

せた亜鉛アート錯体が開発され、相補的な反応性、優れた位置および化学選択

性を示すことがわかっています。

私たちは、立体的に大きなアミド配位子を用いることで、これまでとは違う位置で芳

香族C‒Hメタル化反応が進行すると考えました。そこでまず、立体的にかさ高い二

級アミンの開発に着手しました。有機合成に汎用される2 , 2 , 6 , 6 -

tetramethylpiperidine（TMP（H））の特色を生かすため、この骨格を有する

るCPC（H）を合成しました（図1）。このCPC（H）は市販品から短工程かつ大スケ

ールでの合成が可能です。また、CPC（H）のN‒Li体がわずかに大きな立体障害

を示すことも実験的に証明しました

そこで、開発したCPCをアミド配位子とする亜鉛アート錯体を用い、芳香族C‒Hメ

タル化反応における位置選択性について調査しました（図1）。対象とする基質に

は、　　-butyl 3-bromobenzoateを選択しました。市販のEt2ZnとTMPを用い

た場合、2位および6位での反応が同程度で進行するものの、Et2ZnとCPCからな

る亜鉛アート錯体では、中程度ながらも6位選択性が発現することが判明しました。

本研究で見られた6位選択性は特異的であり、芳香族化合物構築の一助となり

うる成果です。また、立体障害の大きなアミンは当該分野のみならず、低配位化学

種や有機分子触媒などの分野においても用いられています。現在、CPCの他分野

での応用に取り組むと同時に、さらにかさ高く堅固なアミンの開発を行っています。

最後に、本研究を行うにあたりお世話になった多くの方に々深謝いたします。

Aromatic compounds are fundamental skeletons for func-tional materials and pharmaceutical compounds. Aro-matic C–H (carbon–hydrogen) bond metalation is a pow-erful tool for introducing various functional groups in short steps on the aromatic rings. Recently, zincate com-plexes where an amido ligand coordinates to dialkylzinc have been developed as a reagent for this metalation reac-tion. The zincate complexes offer complementary reactiv-ity and improved region- and chemoselectivity.We envisioned that by employing a sterically larger amido ligand, the aromatic C–H bond metalation reaction may be able to take place at an unusual position. Then, we attempted to develop a large sterically hindered second-ary amine. To take advantage of 2,2,6,6-tetramethylpiperi-dine (TMP(H)) widely used in organic reactions, we recently synthesized CPC(H) with the framework of TMP(H) (Figure 1). This CPC(H) can be conveniently syn-thesized from the commercially available starting materi-als in a large scale. The slightly larger steric hindrance of the N-lithiated amide of CPC(H) was experimentally revealed.Then, we investigated the selectivity in the aromatic C–H bond metalation reaction of tert-butyl 3-bromobenzoate using zincate complexes bearing developed CPC as an amido ligand (Figure 1). When the commercially available Et2Zn and TMP were used, the reaction took place at the 2 and 6 positions in close to equal. In contrast, the reaction with the zincate complex employing Et2Zn and CPC showed a moderate regioselectivity for the 6 position.The unusual regioselectivity for the 6 position can be used for building aromatic molecules. Additionally, sterically demanding amines are widely applied not only in this field but also the fields of low-coordinate chemical spe-cies and organocatalyst. Applications of CPC in other fields as well as preparations of additional sterically hin-dered rigid amines are currently in progress. The author sincerely wishes to express his hearty thanks to all people concerned with this study.

The third year of doctoral Program,Department of Chemistry

MORISAKO Shogo

化学専攻　大学院博士課程後期3年次生

森迫祥吾

Report of


Pick up!

tert

図1　立体障害の大きな新規アミンの合成とそれを用いた亜鉛アート錯体による6位選択的C‒Hメタル化反応Fig.1 Synthesis of a sterically demanding amine and its application in zincate complexes for the 6 position selective C–H bond metalation reaction.

図2　結晶中における反応活性種の分子構造Fig.2 Molecular structure of the reactive species in a crystal

ます。


分子構造化学講座 Molecular Structure Chemistry

光機能化学　Photochemistry of Advanced Materials

スタッフ●齋藤健一（協力教員・自然科学研究支援開発センター教授）、加治屋大介（助教）Staff／SAITOW Ken-ichi (Professor from the Natural Science Center for Basic Research and Development)KAJIYA Daisuke (Assistant Professor)

研究テーマは、乱れた系における光物性の実験的研究。特に、物理化学と分子科学を背景に、化学・応用物理・物質物性の境界領域において、ナノマテリアルサイエンスを展開している。現在の主なテーマは、（1）物理化学的手法に基づくナノ構造体作製のための方法論の開発、（2）ナノ構造体の光物性、（3）有機固体の光・電子物性、（4）次世代型のLEDと太陽電池の基礎構造の開発、（5）凝縮相の光物性。Our research interests are in the followings. i) development of fabrication method of nanostructured material on the basis of physical chemistry, ii) Optical properties of nanostructured materials, iii) Optoelectrical properties of organic solids, iv) development of next-generation LED & photovoltaic cell, v) optical properties of condensed matters.

Key Words　ナノマテリアルサイエンス、分子科学、光半導体、LED、太陽電池、エネルギーNanomaterial science, Molecular science, Optical semiconductor, LED, Photovoltaic cell, Solar cell

開発したナノ構造体創製装置Developed instrument for fabricating nanomaterials

錯体化学　Coordination Chemistry

スタッフ●水田勉（教授）、久米晶子（准教授）、久保和幸（助教）Staff／MIZUTA Tsutomu (Professor), KUME Shoko (Associate Professor), KUBO Kazuyuki (Assistant Professor)

有用な電子物性や触媒活性を金属錯体に発揮させるために、多核構造を与える配位子やマクロサイクル配位子の開発を行っている。また、有機遷移金属化学を炭素以外の典型元素に拡張するため遷移金属－典型元素間に共有結合をもつ錯体の構造や反応性に関する研究を行っている。さらに、外部から与える信号（電位や光）を化合物の形（分子に書き込まれる情報）に変換する研究にも取り組んでいる。

Our group is interested in the development of useful catalytic systems and metal complexes having unusual chemical and electronic properties. Research subjects are (1) syntheses of ligands forming multinuclear complexes, (2) transition metal complexes containing a new type of bond fashion between a transition metal and a main group element, (3) chemical systems which can store external physical stimuli as chemical information.

Key Words　有機金属化学、多核遷移金属錯体、金属－典型元素間共有結合、外場応答性錯体Organometallics, Multinuclear transition-metal complexes, Covalent bond between transition metal and main group element, Switchable coordination complexes

2つの金属を内包できる大環状リン配位子Phosphamacrocycle that can incorporate two metal fragments in its hole

固体物性化学　Solid Material Chemistry

スタッフ●井上克也（教授）、西原禎文（准教授）、Maryunina Kseniya Yu. （助教）、LEONOV Andrey （助教）Staff／INOUE Katsuya (Professor), NISHIHARA Sadafumi (Associate Professor), MARYUNINA Kseniya Yu. (Assistant Professor),LEONOV Andrey (Assistant Professor)

分子をどのようにデザインしたらいいか、あるいはどのような構造を構築したらいいかという分子設計から新たな分子を創製し、磁化率、ESR、X線回折、誘電率などの測定を行い、物質の構造との相関で新たな物性発現に関して実験的、理論的な研究開発を行っている。Research activities are centered on the relation between static and dynamic structures such as bonding, crystal structure, phase transition and molecular motion and electric and magnetic properties in condensed matter, and the synthesis of new compounds having new structures and new functions. The research methods are SQUID, MCD, DTA, X-ray diffraction, NMR, and Mössbauer spectroscopy.

Key Words　分子磁性、マルチフェロイクス、強誘電性金属錯体液晶、キラル磁性Magnetic resonance, Molecule-based magnets, Chiral magnets, Molecule based multiferroics, Ionic conductivity, Mixed-valence

キラル磁性体の結晶構造Crystal structure of chiral magnet

構造物理化学　Structural Physical Chemistry

スタッフ●江幡孝之（教授）、井口佳哉（准教授）、福原幸一（助教）、仲一成（助教）Staff／EBATA Takayuki (Professor), INOKUCHI Yoshiya (Associate Professor), FUKUHARA Koichi (Assistant Professor), NAKA Kazunari (Assistant Professor)

種々の機能を発現する分子（アミノ酸、包接化合物、自己組織化分子、超分子）や、分子間力で凝集する分子間錯体について、超音速分子線・レーザー分光を用いて構造決定や化学反応ダイナミックスを研究している。実験と理論化学をバランスよく組み合わせ、ホスト－ゲスト間の分子認識機構や反応の特異性を明らかにする。Structures of molecular clusters and supramolecules are studied by a combination of laser spectroscopy and supersonic beam as well as electro-spray cold ion-trap techniques. Various laser based nonlinear laser spectroscopy are applied for the molecules in the gas phase. With an aid of quantum chemical calculations, specific interaction between host and guest species, leading to molecular recognition will be revealed.

Key Words　レーザー分光、分子クラスター、機能性分子、分子認識Laser spectroscopy, Molecular cluster, Functional molecules, Molecular recognition

（左上）超音速分子レーザー分光と量子化学計算で見出した、水１分子を包接したカリックス［4］アレンの構造。世界で一番小さい「水分子を入れたカップ」。（右上）18C6クラウンエーテルがさまざまなゲスト種を内包するときの分子変形の様子。（下）SN2反応の溶媒効果を分子クラスターのレーザー分光と理論化学計算で解明。(top left) “World smallest cup of water” formed in a supersonic molecular beam. (top right) Conformer change of 18C6 crown ether to include various guest species, revealed by an international collaboration.(bottom) Investigation of SN2 reaction in molecular level by using molecular clusters.

気相中においてレーザー捕捉された水滴の顕微鏡像Single micrometer-sized water droplet levitated in air by means of a laser trapping technique.

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分子反応化学講座 Molecular Reaction Chemistry

分析化学　Analytical Chemistry

スタッフ●石坂昌司（教授）、岡本泰明（助教）Staff／ISHIZAKA Shoji (Professor), OKAMOTO Yasuaki (Assistant Professor)

レーザー捕捉法を駆使して、雲粒の大きさに相当する微小水滴を重力に逆らって気相中に非接触で浮遊させ、雲の発生や降雨・降雪に関わる微小水滴の物理化学現象を光学顕微鏡下で再現し、単一水滴レベルで分光計測する分析手法を開発しています。Our research interests are to reveal unsolved issues related to the nucleation and growth of cloud droplets in the atmosphere. Micrometer-sized water droplets are levitated in air and investigated as a model reaction system of cloud droplets under an optical microscope by using a laser trapping technique.

Key Words　光ピンセット、エアロゾル、ラマン分光法、蛍光相関分光法Laser trapping, Aerosol, Raman spectroscopy, Fluorescence correlation spectroscopy

反応物理化学　Physical Chemistry of Kinetics

スタッフ●山﨑勝義（教授）、高口博志（准教授）Staff／YAMASAKI Katsuyoshi (Professor), KOHGUCHI Hiroshi (Associate Professor)

レーザ分光法を利用して原子・分子の単一量子状態の高感度検出を行うと同時に、並進・回転・振動励起種の衝突素過程にともなう化学反応およびエネルギー移動に関する実験的観測を行っている。反応分子および生成分子の量子状態選別的な速度定数測定にもとづく反応速度論的アプローチと生成分子のエネルギー分配および散乱角度分布測定にもとづく反応動力学的アプローチを融合した化学反応素過程研究を推進している。Experiments based on the selective detection of a single quantum state of atoms and molecules by laser spectroscopy. Studies on the kinetics and dynamics of the chemical reactions and energy transfer processes in atomic and molecular collisions.

Key Words　化学反応速度論、化学反応動力学、分子衝突過程、レーザ分光法Chemical Kinetics, Reaction Dynamics, Molecular Collisions, Laser Spectroscopy

研究室で開発した光イオン化画像観測装置。生成物がどの方向にどれくらいの速度で放出するかを画像化して測定することができる。The ion-imaging apparatus developed in our laboratory. This machine enables us to measure recoil velocity and angle of product in chemical reactions.

有機典型元素化学　Organic Main Group Chemistry

スタッフ●山本陽介（教授）、Shang Rong（助教）Staff／YAMAMOTO Yohsuke (Professor), SHANG Rong (Assistant Professor)

山本…（1）新規高配位および低配位典型元素化合物創製およびそのための配位子合成（いくつかの新規三座配位子系などの合成）、（2）ポルフィリン酸化体（16π）の合成と性質の検討、（3）新規三重項・一重項カルベンの合成と展開など。Synthesis, Structure, and Reactions of High- and Low Coordinate Main Group Compounds (Group 13-16), Oxidized Porphyrins, Carbenes, Boron Substituted Aromatics, Development of Synthetic Methods Based on Characteristic Features of Main Group Elements

Key Words　ケイ素、ホウ素、リン、炭素、硫黄、ポルフィリン、有機合成Silicon, Boron, Phosphorus, Carbon, Sulfur, Porphyrin, Organic Synthesis

研究グループ集合写真（2012年11月）A photo of members (Nov., 2012)

構造有機化学　Organic Stereochemistry

スタッフ●灰野岳晴（教授）、関谷亮（准教授）、池田俊明（助教）Staff／HAINO Takeharu (Professor), SEKIYA Ryo (Associate Professor), IKEDA Toshiaki (Assistant Professor)

有機化合物の動的な三次元構造を決定し、構造とその化合物のもつ性質がどのように関連しているかを明らかにし、有用な機能をもつ化合物を作り出すことを目的としている。特に分子間相互作用を基盤とした超分子化学における分子認識機構について研究している。超分子的手法を用いて分子の配列構造を制御することによって、超分子ポリマーや超分子集積体、超分子カプセルなどの新しい機能性をもった超分子集合体を開発している。The group’s interests direct to developing supramolecular objects including supramolecular polymers, molecular stacks, topological molecules and molecular capsules with functions. A primary theme is the rational design of objects formed by self-assembly of small molecules that spontaneously organizes into larger, complex structures with new functionalities.

Key Words　超分子化学、分子認識、機能性有機化合物、超分子ポリマー、自己集合Supramolecular Chemistry, Molecular Recognition, Functional Organic Compounds, Supramolecular Polymer, Self-assembly

超分子カプセルによるゲスト分子の包接Guest binding of supramolecular capsule



反応有機化学　Organic Reaction Chemistry

スタッフ●安倍学（教授）、高木隆吉（助教）、波多野さや佳（助教）Staff／ABE Manabu (Professor), TAKAGI Ryukichi (Assistant Professor),HATANO Sayaka (Assistant Professor)

当研究グループでは「自ら学ぶ姿勢と自然への感受性」を標語に、日々未知との遭遇を楽しみにして、反応有機化学に関する研究を実施している。具体的には、反応性中間体（特に開殻系分子）の反応挙動精査に基づく新規な機能性有機材料への応用研究、光エネルギーを利用した有機合成反応の開発研究、生理活性化合物の機能発現機構の解明のための光解離性ケージド化合物の合成、さらには有機触媒や金属触媒を利用した簡便な有機合成手法の開発研究に邁進している。Our research study focuses on “Reactive Intermediate Chemistry”, “Organic Photochemistry”, “Caged Compound”, and “Synthetic Organic Chemistry”.

Key Words　開殻系分子、機能性有機材料、光エネルギー、ケージド化合物、有機触媒Open-shell molecules, Organic Materials, Photo-energy, Caged compounds, Organocatalyst

反応性中間体の化学Reactive Intermediate Chemistry

放射線反応化学　Radiation Reaction Chemistry

スタッフ●中島覚（協力教員・自然科学研究支援開発センター教授）、宮下直（特任助教）Staff／NAKASHIMA Satoru (Professor from the Natural Science Center for Basic Research and Development),MIYASHITA Sunao (Assistant Professor (Special Appointment))

放射化学的手法を用いて化学現象を解明している。特に、分子間の弱い相互作用に着目して、個々の分子、錯体が持つ性質とそれが集積することにより新たに発現する性質（スピンクロスオーバー挙動、混合原子価状態）に焦点を当てて実験・理論両面から研究を進めている。また、ランタノイドとアクチノイドの分離や環境中の放射性物質の移行についても研究している。Our interests are to reveal chemical phenomena by using radiochemical technique as well as usual chemical approach. Especially, our research is focused on the control of electronic state and spin state by crystal construction and introducing guest molecule. We are also studying the chemical separation of actinide from lanthanide and the migration of radioactive materials in the environment.

Key Words　スピンクロスオーバー、混合原子価状態、集積型錯体、メスバウアー分光法、DFT、ランタノイド、環境放射能Spin crossover, Mixed-valence state, Assembled complexes, Mössbauer spectroscopy, DFT, Lanthanide, Environmental radioactivity

Fe-Nとピリジンの二面角に関するポテンシャルエネルギー表面Potential energy surface of Fe-N and pyridine dihedral angle.

量子化学　Quantum Chemistry

スタッフ●相田美砂子（教授）、岡田和正（准教授）、赤瀬大（特任助教）

αへリックスのマクロ双極子モーメントを、アミノ酸残基の双極子モーメントのベクトル和で予測Macrodipole moment of a polypoptide in α-helix can be calculated by the vector sum of the component dipole moments.

Staff／AIDA Misako (Professor), OKADA Kazumasa (Associate Professor), AKASE Dai (Assistant Professor (Special Appointment))

生体系や凝集系等の複雑な状態における分子あるいはその集合体の構造や反応性を、量子化学における理論と実験の両方の手法を用いることによって、分子のレベルで明らかにする。バイオ分野においては生体系における特異性の予測を、ナノサイエンス分野においてはナノサイズの分子設計・反応性予測を目指している。高分子の構造と機能との相関や、コンホメーション多様性のある溶質と水との相互作用についての分子論的研究を進めている。また放射光などの高エネルギー源により内殻励起された分子の特異的解離の研究も行っている。We aim at predicting of chemical phenomena and understanding of reaction mechanisms in molecular assembly systems by means of quantum chemical and experimental methods. Research subjects include molecular assembly systems, chemical reactions in solution, and biological systems. In addition, fragmentation of molecules following inner-shell excitation by synchrotron radiation is also studied.

Key Words　分子軌道法、分子力場法、分子動力学法、モンテカルロ法、分子シミュレーション、赤外分光法、内殻励起Molecular Orbital (MO), Molecular Mechanics (MM), Molecular Dynamics (MD), Monte Carlo (MC), Molecular simulation, IR spectra, Inner-shell excitation

ものづくりプラザ

This centre is for all members of this university and has well equipped workshop staffed by experienced personnel who provides technical support particularly in production, design and development of special apparatus and also in student training. Phoenix Workshop & Atelier, where student can carry-out machine works themselves, is also present in this plaza.

Innovation Plaza

全学の共通施設で、一般には市販されていない教育・研究用機器の設計・試作・製作・開発、試料製作および学生実習を行っています。また、学生が主体となって機械加工を行うフェニックス工房もあります。

①機械加工 ②ガラス加工 ③木材加工 ④薄片製作①machine work ②glass work ③wood work④thin-section preparation

〒739-8527 東広島市鏡山1-4-1 1-4-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8527http://monoplaza.hiroshima-u.ac.jp

① ③

② ④

Close-up FACILITY

20

BiologicalScience生物科学専攻

近年、生物学のめざましい発展には目を見張るものがあります。

それはさまざまな生き物が示す生命現象を分子のレベルで捉

えることができるようになったことにあります。このような現状を基

盤とし、生物科学専攻では、科学の基礎を担う者として、理学

における生物学という原点を大切にした教育・研究を目指して

います。本専攻は、動物科学・植物生物学・多様性生物学・

両生類生物学・植物遺伝子資源学の5つの大講座より構成

されています。研究は、微生物・動物・植物を材料にし、多様な

生命現象を分子レベルから、細胞・組織・個体・集団レベルま

でさまざまな方法を用いて解明しようとしています。

The Department of Biological Science consists of five main

research divisions: animal science, plant biology, diversity

biology, amphibian biology and plant genetic resources.

Research programs in every division investigate fundamentals

in biological science, ranging from molecular to population

level studies. The Department is one of Japan’s leading biologi-

cal faculties responsible for education and research at an

advanced level. Thirty six graduate students are expected to be

admitted every year, including 24 in master course and 12 in

doctor course. Visit the following web site in the internet.

動物科学講座／植物生物学講座多様性生物学講座（協力講座・附属臨海実験所、附属宮島自然植物実験所）両生類生物学講座（協力講座・両生類研究センター）植物遺伝子資源学講座（協力講座・附属植物遺伝子保管実験施設）Animal Science, Plant Biology

Biodiversity Science, Amphibian Biology, Plant Genetic Resources

［生物科学専攻ホームページ］ http://home.hiroshima-u.ac.jp/bio/

［Homepage］ http://home.hiroshima-u.ac.jp/bio/en/


●博士課程前期生物科学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。多様な生物現象を分子から集団レベルまで多角的に捉え、基礎科学に貢献できる人材育成するため、多様な専門性を持った人。

Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Biological Science, the Department of Biological Science seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:A student who has specialized knowledge in various fields, seeking to become a scholar who contributes to basic science, by observing biological phenomena from various viewpoints, from the molecular level to the population level.

●博士課程後期生物科学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。多様な生物現象を分子から集団レベルまで多角的に捉え、基礎科学に貢献できる人材を育成するため、多様な専門性を持った人。

生物科学専攻アドミッション・ポリシー（求める学生像）

●Master’s ProgramExpectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Biological Science, the Department of Biological Science seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:A student who has specialized knowledge in various fields, seeking to become a scholar who contributes to basic science, by observing biological phenomena from various viewpoints, from the molecular level to the population level.

●Doctoral Program

Admission Policy of Department of Biological Science

21 22

動物科学講座 Animal Science

発生生物学　Developmental Biology

スタッフ●菊池裕（教授）、穂積俊矢（助教）Staff／KIKUCHI Yutaka (Professor), HOZUMI Shunya (Assistant Professor)

近年の急激な分子生物学の発展により、生命現象は分子レベルでの理解が大いに進んできた。私たちの研究グループでは、発生再生過程における細胞の運命決定や遺伝子発現を制御する分子メカニズムの解明を目的に、個体や培養細胞を用いて研究を行っている。この様な研究で得られる成果は、将来の再生医療の基礎になると考えている。（1）細胞分化・分化転換・脱分化機構の解明、（2）染色体高次構造変化による遺伝子発現制御機構の解明The major interest of our laboratory is to clarify the molecular mechanisms of cell fate determination during development and regeneration. For this purpose, we have been focused on two major research projects: (1) studies on the mechanisms of differentiation, trans-differentiation, and dedifferentiation using zebrafish and cell culture system, (2) studies on the mechanisms of transcriptional regulation by chromosomal dynamics.

Key Words　細胞運命、脱分化、再生、遺伝子発現制御Cell fate, Dedifferentiation, Regeneration, Transcriptional regulation

ゼブラフィッシュの尾びれ再生過程。切断直後（左）、再生途中（中央）、再生している部分が蛍光で光っている（右）Regeneration of zebrafish caudal fin.

植物分類・生態学　Plant Taxonomy and Ecology

スタッフ●山口富美夫（教授）、嶋村正樹（准教授）Staff／YAMAGUCHI Tomio (Professor), SHIMAMURA Masaki (Associate Professor)

コケ植物、地衣類など隠花植物の系統分類、植物地理、比較形態、生活史などに関する研究を行っている。コケ植物に関する標本数と文献の保有数は国内の大学で随一の規模を誇るものである。進化の過程で、最初に陸上に出現した植物群であるコケ植物を用いて陸上植物の起源と進化に関する研究も行っている。Research in this laboratory concerns taxonomy, phylogeny, morphology and ecology on nonvascular plants including bryophytes, freshwater algae, lichens, and others. The department maintains a research Herbarium (HIRO) which has an extensive bryophyte collection.

Key Words　コケ植物、隠花植物、比較形態、分子系統、分類Bryophytes, Cryptogams, Taxonomy, Ecology, Comparative morphology and anatomy, Molecular phylogeny

コウヤノマンネングサClimacium japonicum Lindb.

植物生物学講座 Plant Biology

情報生理学　Molecular and Cellular Physiology

スタッフ●小原政信（教授）、植木龍也（准教授）、森下文浩（助教）Staff／OBARA Masanobu (Professor), UEKI Tatsuya (Associate Professor), MORISHITA Fumihiro (Assistant Professor)

金属タンパク質は、動物細胞では、酸素の運搬や貯蔵、酸化還元、電子伝達、膜電位の保持、薬物代謝、神経生理、癌転移等、種々の重要な生体反応において重要な役割を担う。私たちは、各種の動物培養細胞や、海産動物のホヤ、アメフラシを用いて金属タンパク質の構造と機能相関、生理機能の発現調節機構の解明を目指して研究を行っている。Metal ions are essential for regulation of molecular and cellular physiological functions such as oxygen transfer and storage, redox reaction, electron transfer, drug metabolism, and so on in animal cells. We focus on revealing the molecular mechanism for oxygen metabolism within mammalian cells, accumulation of vanadium in sea squirts, and neuropeptides in sea hares that are mediated by various types of metal-binding proteins.

Key Words　金属タンパク質、細胞、酸素運搬、貯蔵、酸化還元、電子伝達系、膜電位保持、薬物代謝系、神経ペプチドOxygen transfer and storage, Redox reaction, Electron transfer, Drug metabolism, Accumulation of vanadium, Neuropeptides アメフラシの腹部神経節、バナジウムを超高濃度に濃縮

するホヤ、酸素結合鉄タンパク質の3次元構造モデルAbdorminal ganglion from sea hare (a), Ascidia sydneiensis samea (b), and 3D model of cytoglobin (c)

細胞生物学　Cell Biology

スタッフ●千原崇裕（教授）、濱生こずえ（准教授）、奥村美紗子（助教）Staff／CHIHARA Takahiro (Professor), HAMAO Kozue (Associate Professor), OKUMURA Misako (Assistant Professor)

遺伝学的手法を駆使することで、脳内の一部の神経細胞だけを操作できる（図では標識している）By using sophisticated genetic methods, we can manipulate the genotypes of specific cells in vivo

私達の身体は、無数の細胞によって構成される「細胞社会」と捉えることができます。我々は細胞社会の構築原理を理解するために、ショウジョウバエ遺伝学と哺乳類細胞培養技術を用いて、（1）細胞の分裂と形づくり、（2）細胞どうしの相互作用、（3）神経回路の構築、（4）個体老化における神経細胞死、に関する研究を進めています。これらの研究は、がんや神経疾患の発症メカニズムの理解にも繫がります。Our research goal is to reveal how cell society is constructed and maintained during animal development, growth and aging. To this purpose, we are studying the molecular mechanisms of cytokinesis, cell patterning, cell-cell interaction, and the impact of aging on cells/organisms by using sophisticated Drosophila genetic methods, and molecular and biochemical methods with mammalian cell culture system.

Key Words　神経系、細胞質分裂、細胞の形態形成、細胞間相互作用、老化Nervous system, Cytokinesis, Cell patterning, Cell-cell interaction, Aging

a

b c


イネstay-green突然変異体　　の分子遺伝学的解析Molecular Genetic Analysis of the Rice Stay-Green Mutant nyc4

イチョウの葉は秋になると老化し、黄変します。この現象は新たに黄色色素のカロテノイドが合成

されるのではなく、緑色色素のクロロフィルが分解され、もともと持っていたカロテノイドが顕在化す

ることによって生じます。クロロフィルは光合成の明反応で中心的な役割を果たす光化学系Ⅰと光

化学系Ⅱの構成タンパク質に含まれ、エネルギー補足等に重要な役割を果たしています。総タン

パク質の2割を占めるクロロフィル結合タンパク質の分解は葉の老化過程における中心的な現

象の1つです。近年の報告ではクロロフィルの分解がクロロフィル結合タンパク質の分解に重要

な役割を果たしているとされています。しかしながら、そこに関与するタンパク質分解酵素をはじ

め、その制御メカニズムはほとんどわかっていません。

老化時にも葉が緑色を保つ突然変異体をstay-green突然変異体と言います。私は放射線によ

り誘発されたイネstay-green突然変異体を用いて研究を行っ

てきました。イネの葉は暗黒条件下で数日間静置すると黄変しますが、突然変異体は緑色

を保っています（図1）。遺伝学的な解析によりは相互転座によって遺伝子が破壊された突

然変異体であることが推測されました。そこで、連鎖解析とマイクロアレイ解析を組み合わせたユ

ニークな方法を用いることで、の原因遺伝子を単離することに成功しまし

た。この研究は植物において相互転座によって遺伝子が破壊された突然変異

体の原因遺伝子を連鎖解析によって単離した、稀な例の報告となりました。

は葉緑体に局在する可溶性タンパク質であること、強光ストレス応答にも関

与していることがわかりましたが、分子レベルでの機能は明らかになっていません。

葉老化過程において、では光化学系Ⅱのサブユニットはほとんど分解さ

れませんでしたが、光化学系Ⅰの分解抑制は顕著ではありませんでした（図2）。

一方、クロロフィル分解酵素であるSGRの突然変異体もstay-green表現型を

示していますが、老化葉における光化学系Ⅰの分解が顕著に抑制されていまし

た。したがって、葉老化時のクロロフィル結合タンパク質の分解はタンパク質に

より異なる制御を受けており、光化学系Ⅰ構成タンパク質の分解はクロロフィル

分解により、光化学系Ⅱ構成タンパク質の分解はにより制御されると考

えられました。

The gingko leaves turn yellow in autumn. This phenomenon is caused by unmasking carotenoids through chlorophyll degradation. Chlorophyll is a green pigment that is contained in photosystem Ⅰ(PSI) and photosystem Ⅱ(PSⅡ) and essential for light reaction in photosynthesis. Degradation of chlorophyll-binding protein, which accounts for approximately 20% of total protein, is a central phenomenon in leaf senescence. Reportedly, chlorophyll breakdown is important for degradation of chlorophyll-binding protein. However, the precise mechanism of chlorophyll-binding protein degradation including its responsible protease remains unclear.The carbon ion beam-induced mutant non-yellow coloring 4 (nyc4) is a rice stay-green mutant, which retains green color during leaf senescence. We incubated detached leaves in the dark to induce senescence. During 7 days of dark incubation, wild-type leaves turn yellow but nyc4 leaves retain green color (Fig.1). A genetic analysis predicted that nyc4 was impaired by a reciprocal translocation. We isolated the NYC4 gene through combining leakage analysis and microarray analysis. This is a rare example of map-based cloning of a mutant gene caused by translocation in plant. NYC4 encodes a soluble chloroplast protein and is involved in high-light stress responses, but its molecular function remains unclear.In nyc4, subunits of PSⅡare retained during leaf senescence but those of PSⅠ are not (Fig.2). On the other hand, in the mutant of SGR encoding chlorophyll-degrading enzyme, subunits of PSⅠare remarkably retained during leaf senescence. We suggest that degradation of chlorophyll binding proteins in leaf senescence is under distinct regulations: Degradation of PhotosystemⅠis regulated by chlorophyll degradation while degradation of photosystemⅡ is regulated by NYC4.

図1　暗黒処理時のnyc4の表現型Fig.1 Dark-induced senescence in nyc4

Report of


Pick up!

0 day

野生型Wild type

nyc4

7 day

図2　nyc4とsgrの老化時のクロロフィル結合タンパク質の消長Fig.2 Stability of subunits of photosystems Ⅰ and Ⅱ during dark-induced senescence in nyc4 and sgr

野生型Wild type

光化学系ⅡPSⅡ

光化学系ⅠPSⅠ

0　　7

D1

D2

PsaA/B

PsaF

nyc4 sgr

0　　7 0　　7 day

The third year of doctoral Program, Department of Biological Science

YAMATANI Hiroshi

生物科学専攻　大学院博士課程後期3年次生

山谷浩史

nyc4

non-yellow coloring 4（nyc4）nyc4

nyc4

nyc4

NYC4

nyc4

NYC4

22

動物科学講座 Animal Science

発生生物学　Developmental Biology

スタッフ●菊池裕（教授）、穂積俊矢（助教）Staff／KIKUCHI Yutaka (Professor), HOZUMI Shunya (Assistant Professor)

近年の急激な分子生物学の発展により、生命現象は分子レベルでの理解が大いに進んできた。私たちの研究グループでは、発生再生過程における細胞の運命決定や遺伝子発現を制御する分子メカニズムの解明を目的に、個体や培養細胞を用いて研究を行っている。この様な研究で得られる成果は、将来の再生医療の基礎になると考えている。（1）細胞分化・分化転換・脱分化機構の解明、（2）染色体高次構造変化による遺伝子発現制御機構の解明The major interest of our laboratory is to clarify the molecular mechanisms of cell fate determination during development and regeneration. For this purpose, we have been focused on two major research projects: (1) studies on the mechanisms of differentiation, trans-differentiation, and dedifferentiation using zebrafish and cell culture system, (2) studies on the mechanisms of transcriptional regulation by chromosomal dynamics.

Key Words　細胞運命、脱分化、再生、遺伝子発現制御Cell fate, Dedifferentiation, Regeneration, Transcriptional regulation

ゼブラフィッシュの尾びれ再生過程。切断直後（左）、再生途中（中央）、再生している部分が蛍光で光っている（右）Regeneration of zebrafish caudal fin.

植物分類・生態学　Plant Taxonomy and Ecology

スタッフ●山口富美夫（教授）、嶋村正樹（准教授）Staff／YAMAGUCHI Tomio (Professor), SHIMAMURA Masaki (Associate Professor)

コケ植物、地衣類など隠花植物の系統分類、植物地理、比較形態、生活史などに関する研究を行っている。コケ植物に関する標本数と文献の保有数は国内の大学で随一の規模を誇るものである。進化の過程で、最初に陸上に出現した植物群であるコケ植物を用いて陸上植物の起源と進化に関する研究も行っている。Research in this laboratory concerns taxonomy, phylogeny, morphology and ecology on nonvascular plants including bryophytes, freshwater algae, lichens, and others. The department maintains a research Herbarium (HIRO) which has an extensive bryophyte collection.

Key Words　コケ植物、隠花植物、比較形態、分子系統、分類Bryophytes, Cryptogams, Taxonomy, Ecology, Comparative morphology and anatomy, Molecular phylogeny

コウヤノマンネングサClimacium japonicum Lindb.

植物生物学講座 Plant Biology

情報生理学　Molecular and Cellular Physiology

スタッフ●小原政信（教授）、植木龍也（准教授）、森下文浩（助教）Staff／OBARA Masanobu (Professor), UEKI Tatsuya (Associate Professor), MORISHITA Fumihiro (Assistant Professor)

金属タンパク質は、動物細胞では、酸素の運搬や貯蔵、酸化還元、電子伝達、膜電位の保持、薬物代謝、神経生理、癌転移等、種々の重要な生体反応において重要な役割を担う。私たちは、各種の動物培養細胞や、海産動物のホヤ、アメフラシを用いて金属タンパク質の構造と機能相関、生理機能の発現調節機構の解明を目指して研究を行っている。Metal ions are essential for regulation of molecular and cellular physiological functions such as oxygen transfer and storage, redox reaction, electron transfer, drug metabolism, and so on in animal cells. We focus on revealing the molecular mechanism for oxygen metabolism within mammalian cells, accumulation of vanadium in sea squirts, and neuropeptides in sea hares that are mediated by various types of metal-binding proteins.

Key Words　金属タンパク質、細胞、酸素運搬、貯蔵、酸化還元、電子伝達系、膜電位保持、薬物代謝系、神経ペプチドOxygen transfer and storage, Redox reaction, Electron transfer, Drug metabolism, Accumulation of vanadium, Neuropeptides アメフラシの腹部神経節、バナジウムを超高濃度に濃縮

するホヤ、酸素結合鉄タンパク質の3次元構造モデルAbdorminal ganglion from sea hare (a), Ascidia sydneiensis samea (b), and 3D model of cytoglobin (c)

細胞生物学　Cell Biology

スタッフ●千原崇裕（教授）、濱生こずえ（准教授）、奥村美紗子（助教）Staff／CHIHARA Takahiro (Professor), HAMAO Kozue (Associate Professor), OKUMURA Misako (Assistant Professor)

遺伝学的手法を駆使することで、脳内の一部の神経細胞だけを操作できる（図では標識している）By using sophisticated genetic methods, we can manipulate the genotypes of specific cells in vivo

私達の身体は、無数の細胞によって構成される「細胞社会」と捉えることができます。我々は細胞社会の構築原理を理解するために、ショウジョウバエ遺伝学と哺乳類細胞培養技術を用いて、（1）細胞の分裂と形づくり、（2）細胞どうしの相互作用、（3）神経回路の構築、（4）個体老化における神経細胞死、に関する研究を進めています。これらの研究は、がんや神経疾患の発症メカニズムの理解にも繫がります。Our research goal is to reveal how cell society is constructed and maintained during animal development, growth and aging. To this purpose, we are studying the molecular mechanisms of cytokinesis, cell patterning, cell-cell interaction, and the impact of aging on cells/organisms by using sophisticated Drosophila genetic methods, and molecular and biochemical methods with mammalian cell culture system.

Key Words　神経系、細胞質分裂、細胞の形態形成、細胞間相互作用、老化Nervous system, Cytokinesis, Cell patterning, Cell-cell interaction, Aging

a

b c


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植物生理化学　Plant Molecular Physiology

スタッフ●高橋陽介（教授）、深澤壽太郎（助教）、伊藤岳（助教）Staff／TAKAHASHI Yohsuke (Professor), FUKAZAWA Jutarou (Assistant Professor), ITO Takeshi (Assistant Professor)

環境の変化に適応するために、植物は遺伝的プログラムを柔軟に変化させる機構を発達させてきた。ジベレリンは植物の成長を促進する植物ホルモンである。ジベレリン恒常性維持の転写調節系と信号伝達ならびに環境応答の分子機構を生化学、分子生物学の手法を用いて研究している。This laboratory has focused on the molecular mechanism of cell responses to environmental changes. Our research projects are (1) regulatory mechanisms of gibberellin biosynthesis and signaling, (2) response mechanisms to the environmental stimuli.

Key Words　植物ホルモン、転写制御、信号伝達、キナーゼ、タンパク質間相互作用Plant hormone, Transcriptional regulation, Signal transduction, Kinase, Protein-protein interaction 共焦点レーザー顕微鏡による転写因子RSGの細胞内局在の解析

Analysis of intracellular localization of transcription factor RSG by confocal laser scanning microscopy.

海洋分子生物学（附属臨海実験所）　Marine Molecular Biology (Marine Biological Laboratory)

スタッフ●田川訓史（准教授）Staff／TAGAWA Kunifumi (Associate Professor)

しまなみ海道域に位置する尾道市向島で、私たちヒトなどの脊椎動物が含まれる新口動物の中で、最も祖先的な海の無脊椎動物であるギボシムシや、ほとんどの動物が含まれる左右相称動物の中で最も祖先的な無腸動物ムチョウウズムシを使って、再生・発生・進化に関する分子生物学的研究・比較ゲノム科学的研究を主軸に、左右相称動物の起源や進化に関する研究を行っている。We conduct two main research projects with acorn worms (enteropneusts hemichordates) and acoel flatworms (Acoelmorpha) to elucidate the origin and evolution of bilaterians: (1) Molecular Biological studies on Regeneration, Development and Evolution and Comparative Genomics on the most ancestral deuterostome. (2) Regeneration, Develop-ment and Evolution and Comparative Genomics on the most ancestral bilateria.

Key Words　ギボシムシ、ムチョウウズムシ、再生、発生、進化、比較ゲノム、左右相称動物の起源と進化acorn worm, acoel flatworm, Regeneration, Development, Evolution, Comparative Genomics, Origin and evolution of bilateria

（左）ヒメギボシの再生・二つの頭Regenerating two heads in Ptychodera flava（右）トルナリア幼生における Pf-Bra 遺伝子の発現Brachyury gene expression in the tornaria larva of P. flava

植物分子細胞構築学　Plant Molecular Biology and Bioinformatics

スタッフ●鈴木克周（教授）、守口和基（講師）、山本真司（特任助教）Staff／SUZUKI Katsunori (Professor), MORIGUCHI Kazuki (Lecturer), YAMAMOTO Shinji (Assistant Professor (Special Appointment))

細胞が異なる種の生物の遺伝子を得る（水平伝達）と、新しい機能を速やかに生み出すことが可能になる。当研究室では細菌が真核生物に遺伝子を能動的に伝達する現象を研究している。アグロバクテリアは植物に感染してT-DNAを注入する。大腸菌は酵母菌（真核微生物）にプラスミドを輸送できる。このような能力を支配する遺伝子の研究、伝達・受容能力の高い細菌と真核生物の特質の研究、どの範囲の生物にまで伝達されるのかについての研究を行っている。Suppose cells obtain genes from entirely different organisms, they can develop new functions rapidly. We focus on phenomena of active gene transfer from bacteria domain to eukarya domain, i.e. T-DNA transport to plants by phytopatho-genic agrobacteria, and plasmid DNA mobilization to yeasts by some proteobacteria.

Key Words　遺伝子の水平伝達、接合、形質転換、進化、細菌、真核生物Horizontal gene transfer, Plasmid DNA, Conjugation, Bacteria, Eukaryotes

ドメイン間ＤＮＡ輸送系Inter-domain active DNA transfer systems

島嶼環境植物学（附属宮島自然植物実験所）　Island Biology (Miyajima Natural Botanical Garden)

スタッフ●坪田博美（准教授）Staff／TSUBOTA Hiromi (Associate Professor)

宮島の優れた自然を利用して植物学に関する研究を行っている。特に、隔離環境下における植物の生態、分布、種分化などの諸問題の解明および島嶼環境における生物の保護や自然環境の保全を研究対象としている。当研究室は、世界遺産であると同時に日本三景で有名な宮島にある理学研究科附属宮島自然植物実験所に設置されている。その他、広島大学デジタル自然史博物館の公開や植物観察会の開催も行っている。The Miyajima Natural Botanical Garden is situated along the north coast of Miyajima (Itsukushima) Island, southwestern Japan, ca. 20 km southwest of Hiroshima City. The island is famous as a UNESCO World Heritage Site, and is covered with natural forest and maritime vegetation. Our research projects are island biology, phytogeography, ecology, and conserva-tion biology, utilizing the excellent natural resources of Miyajima Island.

Key Words　島嶼生物学、生物多様性、植物地理学、植物社会学、生態学、分子系統学、蘚苔類、藻類Island biology, Biodiversity, Phytogeography, Phytosociology, Ecology, Molecular phylogenetics, Cryptogamic botany

研究対象のひとつ瀰山原始林（廿日市市宮島、国天然記念物）Aerial view of the primeval forest (a natural monument of Japan, Misen Genshirin) at the foothills of the north side of Mt. Misen on Miyajima (Itsukushima) Island, SW Japan.

多様性生物学講座 Biodiversity Science　（協力講座）


両生類の卵形成・成熟、初期発生、再生、変態、生殖器発生・分化の分子機構に関して実験発生学、細胞生物学、分子生物学、遺伝子工学、ゲノム編集等のさまざまな手法を用いて解析する。We focus on the molecular mechanism of amphibian oocyte differentiation and maturation, early development, regeneration, metamorphosis, and reproductive organ differentiation and development by making use of various techniques in experimental embryology, cell biology, molecular biology, gene engineering and genome editing.

Key Words　卵形成・卵成熟、初期発生、再生、変態、生殖細胞、環境影響Oogenesis and oocyte maturation, Early development, Regeneration, Metamorphosis, Germ cell, Environmental effect

私達の研究室は、「生きた化石」と呼ばれるナメクジウオからカエル、マウスまでを対象に、脊索動物がどのように遺伝子の機能や制御を変化させ進化してきたのか、その仕組みを研究している。また、トランスジェネシス技術やゲノム編集技術を用いて、有用な遺伝子組換えツメガエルを作出し、それらを用いて器官（眼や脳、脊髄等）の形成や再生、環境応答を支配するゲノム・エピゲノム制御の研究を行っている。We are studying molecular mechanisms of chordate evolution through comparative analysis of the functions and regulations of genes from the "living fossil" amphioxus, frog and mouse. We are also studying genomic and epigenomic regulation of organ development and regeneration by generating a variety of genetically modified pipid frogs using leading-edge technologies, such as high-throughput transgenesis and genome editing.

Key Words　進化、発生、再生、比較ゲノム、エピジェネティックス、ツメガエル、ナメクジウオGene Evolution, Organ Development, Regeneration, Comparative Genomics, Epigenetics, Xenopus, Amphioxus

ゲノム編集によって作製されたアルビノネッタイツメガエルalbino Xenopus tropicalis generated by genome editing

24

両生類生物学講座 Amphibian Biology　（協力講座）

植物遺伝子資源学（附属植物遺伝子保管実験施設）スタッフ●草場信（教授）、小塚俊明（助教）Staff／KUSABA Makoto (Professor), KOZUKA Toshiaki (Assistant Professor)

雑種形成やゲノム倍数化を経て進化してきた特徴ある植物群であるキク属や生きた化石とも言われるソテツ類を中心とした遺伝資源を保有するとともに、キク属モデル植物／系統およびそのバイオリソース開発を行っている。また、モデル植物をはじめとしたさまざまな植物種の突然変異体を保存し、それらを用いて植物の生理・形態に関する遺伝子機能解析を行っている。We are conserving various Chrysanthemum and cycad species and developing the model species/line of the genus Chrysanthemum. In addition, mutants of the model plant species are isolated and used for the molecular genetic research.

Key Words　遺伝資源、キク属、ソテツ、モデル植物、突然変異体、遺伝子機能解析Genetic resource, Chrysanthemum, Cycad, Model plant, Mutant, Gene function analysis

植物遺伝子資源学講座 Plant Genetic Resources　（協力講座）

発生研究部門（両生類研究センター） Division of Embryology (Amphibian Research Center)

スタッフ●矢尾板芳郎（教授）、鈴木厚（准教授）、古野伸明（准教授）、高瀬稔（准教授）、中島圭介（助教）、花田秀樹（助教）、田澤一朗（助教）Staff／YAOITA Yoshio (Professor), SUZUKI Atsushi (Associate Professor), FURUNO Nobuaki (Associate Professor),TAKASE Minoru (Associate Professor), NAKAJIMA Keisuke (Assistant Professor),HANADA Hideki (Assistant Professor), TAZAWA Ichiro (Assistant Professor)

バイオリソース研究部門（両生類研究センター）スタッフ●荻野肇（教授）、柏木昭彦（客員教授）Staff／OGINO Hajime (Professor), KASHIWAGI Akihiko (Visiting Professor)

ナメクジウオの調節配列をもつトランスジェニックツメガエル胚（左）と、神経系でGFPを発現したツメガエル幼生（右）A transgenic Xenopus embryo carrying an amphioxus promoter element (left), and a tadpole expressing GFP in the nervous system (right).


進化・多様性研究部門（両生類研究センター）スタッフ●三浦郁夫（准教授）、倉林敦（助教）Staff／MIURA Ikuo (Associate Professor), KURABAYASHI Atsushi (Assistant Professor)

両生類における進化生物学的研究（ゲノム進化・形質進化）、性と生殖の研究、そして両生類の自然史研究（系統分類・種多様性・生物系統地理）を行っている。

We are studying on evolutionary traits, genome evolution, sex and reproduction, and natural history (taxonomy, biodiver-sity, and biogeography) in amphibians.

Key Words　進化、多様性、系統分類、性と生殖、生態、保全、ゲノム生物学Evolution, Biodiversity, Taxonomy, Sex and Reproduction, Phylogeny, Ecology, Conservation, Genome Biology

性決定様式が地域によって異なるツチガエル（左）糊を使って生殖するフクラガエル（右）Glandirana rugosa, of which sex determination is varied by local populations (left)Breviceps adspersus, amplexing with "Frog Glue" (right)

Division of Bioresource Science(Amphibian Research Center)

Division of Evolutionary Biology and Biodiversityof Amphibians (Amphibian Research Center)

Plant Genetic Resources (Laboratory ofPlant Chromosome and Gene Stock)

キク属植物の頭状花序と葉の形態Various morphologies of capitula and leaves in the genus Chrysanthemum

植物管理室（植物園）HU Botanical Garden has Administration Building, Plant Growth Greenhouse, Experimental Field, Raising Greenhouse and Arboretum, and is located next to Ecological Park. These facilities are actively utilized in the lectures, practices, experiments and researches of Department of Biological Science.

植物管理室は、管理棟・植物温室・実験圃場・育成温室および樹木園から構成されています。また、隣接地に生態実験園があります。これらの施設は、生物科学科の講義、実習や実験のほか、各研究室での研究に活用されています。

Hiroshima University Botanical Gardenhttp://www.digital-museum.hiroshima-u.ac.jp/~main/index.php/広島大学植物園

Close-up FACILITY

2625

Earth and PlanetarySystems Science地球惑星システム学専攻

地球惑星システム学専攻では「地球を物理-化学-生命現象のシステムとして捉え」、

その上で、太陽系の進化、地球の誕生と進化、地球のダイナミクス、地球内部構造

の探求、地下資源の生成、微生物鉱物化作用といった問題に対して体系的な教

育と研究を行っています。この研究と教育では、野外での調査とともに、室内での理論

研究、最先端の装置類を用いた実験および分析研究といった、現代の地球科学に

必要な広範な研究手法を基にした取り組みを行っています。本専攻は地球惑星物

質学、地球惑星化学、地球惑星物理学、掘削試料物質科学の4つの研究グルー

プで構成されており、各グループが密接な関係を保ちつつ、国内外の多くの研究者

との共同研究を活発にすすめています。この様な共同研究に学生も参加させることに

より、国際感覚を身につけた研究者、技術者、教育者の人材養成を行っています。

Earth being an integrated system of its physical, chemical and biological

features/phenomena, the members of the Department of Earth and Planetary Systems

Science impart education and carry out specific research on the problems of evolution

of solar system, origin and evolution of the Earth, geodynamics, probing of the Earth’s

deep interior, formation of earth resources, and microbial mineralization. Considering

the present-day need of the subject, field-based studies, theoretical studies, experi-

mental and analytical studies using the most advanced techniques in the world are

carried out to achieve our research and education goals. The department consists of

four groups, namely Earth and Planetary Material Science, Earth and Planetary Chem-

istry, Earth and Planetary Physics, and Drilling Sample Material Science. Interdisci-

plinary research among the members of these four groups with their national and

international collaborators involves the students, which help to produce human

resource in the form of global-standard researcher, technologist and educator.

地球惑星システム学講座附属理学融合教育研究センター連携部門　（国立研究開発法人海洋研究開発機構）

Earth and Planetary Systems Science

Institute for Interdisciplinary Science

［地球惑星システム学専攻ホームページ］ http://depss.hiroshima-u.ac.jp/gs/index.html

［Homepage］ http://depss.hiroshima-u.ac.jp/en/index.html


インド、ヒマラヤ衝突造山帯の活断層および古断層帯にみられる変形微細組織の進化Evolution of Deformation Microstructures in Active- and Paleo-Fault Zonesfrom the Himalayan Collisional Mountain Belt, India

ヒマラヤは約5500万年前、インド亜大陸とユーラシア大陸の衝突によって形成された活発な

山岳地帯の代表的な例です。ヒマラヤは、東西方向に沿って約2400km、南北方向に沿っ

て約200kmに及んでおり、局所的な活断層や断層群はもちろん、無数の古い断層が存在し

ます。現在、この地域において最も活動的な断層は、ヒマラヤ山岳帯の南縁境界を形成する

Main Frontal Thrustです。その活発な性質は、主に断層に沿う逆滑り運動によって引き

起こされた地震の繰り返しによって証明されています。この断層における重要な地震の例とし

ては、1934年のM8.1、1905年のM7.5年、2005年のM7.6、2015年のM7.8の地震があげら

れます。これらの地震のほとんどは深さ約8kmの地殻浅部で発生しました。地震は、世界中

のいたるところで発生し、その過程で多くの人々の命を奪い経済的被害を引き起こしていま

す。活動的な山岳地帯は、地球科学者に地震発生過程を実際に観察する機会を与えてく

れます。したがって、ヒマラヤは地球における天然の実験室と言うことができ、さまざまな分野の

地球科学者による広範な研究の対象となっています。私の研究では、ヒマラヤ前縁の低角逆

断層における地殻のひずみ集中過程を明らかにするために、地震に伴う岩石の変形を調べ

ています。変形の証拠は岩石にサブミクロン～ナノスケールのオーダーで保存されています。し

たがって、上部地殻中のさまざまな深さの断層に起因する変形微細組織や変形メカニズム

を調べるために、高精度で高分解能の解析技術を使用しています。また、蓄積された応力の

解放をモデル化するために、応力の増減やひずみの蓄積によりもたらされる岩石の鉱物学的

な挙動について詳細に調べています。テクトニックなプレートの運動によって発生する地震は

世界的なイベントであり、日本を含めて多くの人々の生活に影響を及ぼします。そのため、この

ような研究は、浅部から深部にわたる地殻の変形や地震の発生過程を理解し、地震による

被害を軽減させるためにはどうすればよいかを考えるためにも非常に重要です。

Himalaya is a characteristic example of active mountain belt, formed due to collision between India and Eurasia about 55 Million years ago. Spatially, Himalayas extends for 2400km along East - West direction and about 200Km along North - South direction, comprising of numerous paleo faults as well as locally active faults and fault networks. The presently active regional fault of the area is the Main Frontal Thrust that forms the southern boundary of the Himalayan Mountain belt. Its active nature is evidenced by repeated earthquakes along the fault caused predominantly by reverse-slip movement. Examples of significant earthquakes include the 1934 M8.1, the 1905 M7.5, the 2005 M7.6, and the 2015 M7.8 earthquakes. Most of these earthquakes are shallow crustal with depth around 8Km. Earthquakes are prevalent in various part of the world through the time claiming count-less lives and economic hazard in the process. Active mountain belts offer geoscientists opportunity to observe the earthquakes generation processes in action. Hence, Himalayas being Earth’s natural laboratory provides subject for extensive studies by geoscientists of different backgrounds. In my research, deformation in the rocks accompanying earthquakes are taken into consideration for eluci-dating distortion concentration process of crust in the Himalayan leading edge regional thrust fault. Since, the evidences of deformations are preserved in rocks at submicron to nanoscale, high preci-sion and high resolution analytical techniques will be implemented to characterize the deformation microstructures and discerning the deformation mechanism active in shallow crustal faults at differ-ent depths. Also, behavior of mineralogy of the rocks in response to stress accommodations and strain accumulations will be studied in detail for modelling of expected methods for release of the accumu-lated stress. Since, the earthquake generation due to tectonic plate movement is a worldwide phe-nomenon affecting lives of huge populations including Japan, such studies are necessary to better understand shallow to deep crustal deformations, earthquake generation process and possibilities of planning for hazard mitigation.

Report of


Pick up!

SEM-EBSDによる断層岩の結晶方位のデータから変形ファブリックの分析Analysis of deformation fabric development in rocks using the SEM-EBSD on crystallographic orientation data.

Lower Himalaya山脈の風景（クロールヒールの頂上から、カンダーガッツ、ヒマーチャルプラデッシュ、インド）Lower Himalayan mountains comes in all shapes and sizes. (As viewed from top of Krol hill, Kandaghat, Himachal Pradesh, India)

ヒマラヤMain Boundary Thrust周辺の断層破砕帯の露頭（ソーラン、ヒマーチャルプラデッシュ、インド）Fault zone rocks within the MBT thrust sheet, near Solan, Himachal Pradesh, India.

The first year of doctoral Program, Department of Earth and Planetary Science

DYUTI PRAKASH Sarkar

地球惑星システム学専攻　大学院博士課程後期1年次生

Sarkar Dyuti Prakash

Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Earth and Planetary Systems Science, the Department of Earth and Planetary Systems Science seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:(1) A student with strong motivation, interested in acquiring

advanced specialized knowledge of and research methods in earth and planetary systems science;

(2) A student who has acquired specialized knowledge of earth and planetary systems science or a related scientific field in the Bachelor’s course;

(3) A student who has a strong interest in various scientific fields and is able to independently carry out research activities;

(4) An ambitious student who actively seeks acquisition of necessary knowledge;

(5) A student who is able to carry out research activities based on a logical way of thinking; and

(6) A student who aspires to engage in overseas research activities or participate in meetings of the academic societies overseas

●博士課程前期地球惑星システム学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。

（1）地球惑星科学に関する高度な専門知識と研究手法の修得に関心のある意欲あふれる学生。

（2）学部段階での地球惑星科学、あるいは関連する科学分野に関する専門知識を備えた学生。

（3）様々な科学分野に対して強い好奇心を持ち、かつ主体的に研究を遂行できる学生。

（4）向上心に溢れ、必要な知識の習得に対して積極的に邁進できる学生。（5）常に論理的な思考に基づいて研究を進めることができる学生。（6）海外における研究活動や学会への参加を志向している学生。

地球惑星システム学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、入学前に以下のような多様な能力を身に付けてきた学生を求めています。

（1）博士課程前期段階での地球惑星科学に関する専門知識を十分に備えている学生。

（2）様々な科学分野に対して強い好奇心を持ち、かつ主体的に研究を遂行できる学生。

（3）向上心に溢れ、必要な知識の修得に積極的に邁進できる学生。（4）常に論理的な思考に基づいて研究を進めることができる学生。（5）海外における研究活動や学会への参加を志向し、かつ、そのような場

で積極的に自己主張ができ、将来的には当該分野のリーダーを目指す意欲ある学生。

（6）自ら積極的に他の研究者と協力し、共同研究を行うことができる学生。（7）社会倫理、さらに研究活動の倫理を理解し、その精神の基で健全な研

究活動を行うことができる学生。

●博士課程後期


Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Earth and Planetary Systems Science, the department seeks students who have acquired the following diverse abilities before admission:(1) A student who has acquired sufficient specialized knowledge of

earth and planetary systems science in the master’s program;(2) A student who has a strong interest in various scientific fields

and is able to independently carry out research activities;(3) An ambitious student who actively seeks acquisition of necessary

knowledge;(4) A student who is able to carry out research activities based on a

logical way of thinking; (5) A student who seeks opportunities to engage in overseas research

activities or participation in meetings of the overseas academic societies, is able to actively express his/her opinions in such occasions, and has ambition to become a leader in a specialized field in the future;

(6) A student who voluntarily and actively cooperates with other researchers in joint research; and

(7) A student who understands social ethics and ethics to be observed in research activities and who is able to carry out sound research activities while following ethical principles.

●Doctoral Program

地球惑星システム学専攻アドミッション・ポリシー（求める学生像）Admission Policy of Department of Earth and Planetary Systems Science


インド、ヒマラヤ衝突造山帯の活断層および古断層帯にみられる変形微細組織の進化Evolution of Deformation Microstructures in Active- and Paleo-Fault Zonesfrom the Himalayan Collisional Mountain Belt, India

ヒマラヤは約5500万年前、インド亜大陸とユーラシア大陸の衝突によって形成された活発な

山岳地帯の代表的な例です。ヒマラヤは、東西方向に沿って約2400km、南北方向に沿っ

て約200kmに及んでおり、局所的な活断層や断層群はもちろん、無数の古い断層が存在し

ます。現在、この地域において最も活動的な断層は、ヒマラヤ山岳帯の南縁境界を形成する

Main Frontal Thrustです。その活発な性質は、主に断層に沿う逆滑り運動によって引き

起こされた地震の繰り返しによって証明されています。この断層における重要な地震の例とし

ては、1934年のM8.1、1905年のM7.5年、2005年のM7.6、2015年のM7.8の地震があげら

れます。これらの地震のほとんどは深さ約8kmの地殻浅部で発生しました。地震は、世界中

のいたるところで発生し、その過程で多くの人々の命を奪い経済的被害を引き起こしていま

す。活動的な山岳地帯は、地球科学者に地震発生過程を実際に観察する機会を与えてく

れます。したがって、ヒマラヤは地球における天然の実験室と言うことができ、さまざまな分野の

地球科学者による広範な研究の対象となっています。私の研究では、ヒマラヤ前縁の低角逆

断層における地殻のひずみ集中過程を明らかにするために、地震に伴う岩石の変形を調べ

ています。変形の証拠は岩石にサブミクロン～ナノスケールのオーダーで保存されています。し

たがって、上部地殻中のさまざまな深さの断層に起因する変形微細組織や変形メカニズム

を調べるために、高精度で高分解能の解析技術を使用しています。また、蓄積された応力の

解放をモデル化するために、応力の増減やひずみの蓄積によりもたらされる岩石の鉱物学的

な挙動について詳細に調べています。テクトニックなプレートの運動によって発生する地震は

世界的なイベントであり、日本を含めて多くの人々の生活に影響を及ぼします。そのため、この

ような研究は、浅部から深部にわたる地殻の変形や地震の発生過程を理解し、地震による

被害を軽減させるためにはどうすればよいかを考えるためにも非常に重要です。

Himalaya is a characteristic example of active mountain belt, formed due to collision between India and Eurasia about 55 Million years ago. Spatially, Himalayas extends for 2400km along East - West direction and about 200Km along North - South direction, comprising of numerous paleo faults as well as locally active faults and fault networks. The presently active regional fault of the area is the Main Frontal Thrust that forms the southern boundary of the Himalayan Mountain belt. Its active nature is evidenced by repeated earthquakes along the fault caused predominantly by reverse-slip movement. Examples of significant earthquakes include the 1934 M8.1, the 1905 M7.5, the 2005 M7.6, and the 2015 M7.8 earthquakes. Most of these earthquakes are shallow crustal with depth around 8Km. Earthquakes are prevalent in various part of the world through the time claiming count-less lives and economic hazard in the process. Active mountain belts offer geoscientists opportunity to observe the earthquakes generation processes in action. Hence, Himalayas being Earth’s natural laboratory provides subject for extensive studies by geoscientists of different backgrounds. In my research, deformation in the rocks accompanying earthquakes are taken into consideration for eluci-dating distortion concentration process of crust in the Himalayan leading edge regional thrust fault. Since, the evidences of deformations are preserved in rocks at submicron to nanoscale, high preci-sion and high resolution analytical techniques will be implemented to characterize the deformation microstructures and discerning the deformation mechanism active in shallow crustal faults at differ-ent depths. Also, behavior of mineralogy of the rocks in response to stress accommodations and strain accumulations will be studied in detail for modelling of expected methods for release of the accumu-lated stress. Since, the earthquake generation due to tectonic plate movement is a worldwide phe-nomenon affecting lives of huge populations including Japan, such studies are necessary to better understand shallow to deep crustal deformations, earthquake generation process and possibilities of planning for hazard mitigation.

Report of


Pick up!

SEM-EBSDによる断層岩の結晶方位のデータから変形ファブリックの分析Analysis of deformation fabric development in rocks using the SEM-EBSD on crystallographic orientation data.

Lower Himalaya山脈の風景（クロールヒールの頂上から、カンダーガッツ、ヒマーチャルプラデッシュ、インド）Lower Himalayan mountains comes in all shapes and sizes. (As viewed from top of Krol hill, Kandaghat, Himachal Pradesh, India)

ヒマラヤMain Boundary Thrust周辺の断層破砕帯の露頭（ソーラン、ヒマーチャルプラデッシュ、インド）Fault zone rocks within the MBT thrust sheet, near Solan, Himachal Pradesh, India.

The first year of doctoral Program, Department of Earth and Planetary Science

DYUTI PRAKASH Sarkar

地球惑星システム学専攻　大学院博士課程後期1年次生

Sarkar Dyuti Prakash


インド・レンガリ帯の玄武岩質岩脈に貫入された変成岩Metamorphic rocks cut by basaltic dyke, Rengali Province of India

地球惑星システム学講座 Earth and Planetary Systems Science

地球惑星物質学　Earth and Planetary Material Science

スタッフ●安東淳一（教授）、星野健一（准教授）、早坂康隆（准教授）、Kaushik Das（准教授）、大川真紀雄（助教）、奥村晃史（協力教員・文学研究科教授）Staff／ANDO Jun-ichi (Professor), HOSHINO Ken-ichi (Associate Professor), HAYASAKA Yasutaka (Associate Professor),DAS Kaushik (Associate Professor), OHKAWA Makio (Assistant Professor), OKUMURA Koji (Professor from the Graduate School of Letters)

地球で生じている現象の多くは人間の生活感覚を超えた時間・空間的スケールでおこっている。日本列島の形成、有用金属の濃集過程、地震発生の準備過程しかりである。従って、地球の実態をリアルに理解し、その将来像を予測するためには、地球で生じた出来事を記録している天然に産する岩石・鉱物を対象とした研究が不可欠となる。地球惑星物質学グループでは主に、1）数億年にわたる大陸地殻の形成と構造発達史、2）マントル対流を含む岩石の流動現象、3）莫大なエネルギーの放出現象である断層運動の素過程、4）有用金属の濃集現象である鉱床の形成過程、5）岩石と地殻流体との間で生じる様々な反応現象、6）岩石ひいては地球の物理的特性に大きな影響を与える鉱物の結晶学的特性の解明を目指し、野外調査を基に世界中から目的に適した岩石・鉱物を採取し研究を進めている。研究手法は1）ジルコンの局所U-Pb年代測定、2）ミクロン領域の化学組成分析を基にした反応過程の解明、3）ナノスケールからキロメートルスケールでの岩石変形構造の解析、4）Ｘ線を用いた鉱物の結晶構造解析などである。これらを行うために、高感度高分解能イオンマイクロプローブ装置、蛍光X線装置、ラマン分光分析装置、電子顕微鏡装置、X線回折装置等の最先端機器を用いて研究をすすめている。The scale of time and space of many geological phenomena are beyond those of the history and access of mankind. Therefore, we need to study the natural rocks/minerals which preserve the information of the Earth activities, in order to understand what happened in past, and to predict the geological future events. The members of the Earth and Planetary Materials group study the natural rocks/minerals using the cutting edge research tools such as a sensitive high resolution ion microprobe, X-ray fluorescent/Raman spectrometers, transmission/scanning electron microscopes, X-ray diffractometer among others, in addition to the field survey. Our main topics include 1) evolution of continental crust for last several thousands of millions years, 2) rock flow mechanism generated by the mantle convection, 3) process of fault motion emitting the enormous energy, 4) formation process of ore, 5) various phenomena related to rock-fluid interaction and 6) detail crystallographic characteristics of minerals and their applications.

Key Words　東アジアのテクトニクス、大陸地殻の進化、ジルコンU-Pb年代、変形微細組織、水-岩石相互作用、結晶化学Tectonics of East Asia, Continental evolution, Zircon U-Pb age, Deformation micro structure, Water-rock interac-tion, Crystal chemistry

アンチゴライトの電子線回折像Electron diffraction pattern of antigorite

表面電離型質量分析計Thermal Ionization Mass Spectrometer

地球惑星化学　Earth and Planetary Chemistry

スタッフ●柴田知之（教授）、薮田ひかる（准教授）、宮原正明（准教授）、白石史人（助教）Staff／SHIBATA Tomoyuki (Professor), YABUTA Hikaru (Associate Professor), MIYAHARA Masaaki (Associate Professor),SHIRAISHI Fumito (Assistant Professor)

約46億年前に太陽系は誕生し現在に至るまで進化を続けている。この過程で地球そして生命も誕生進化してきた。これらの過程は、地球外物質や地球の岩石などに、その情報が様々な形で記録されている。地球惑星化学研究グループでは、これらの試料の化学分析や高精度同位体分析などを中心とした手法を用い、地球・惑星・生命の誕生・進化過程の解明を目指した研究を行っている。特に、１）マグマが固化した火成岩の地球化学からの「マグマの起源」や「地殻‐マントル間の物質循環」の研究、２）月、火星、小惑星に由来する隕石に存在する高圧相に着目した天体衝突履歴の解明、３）電子顕微鏡や放射光実験を用い火星起源隕石に残る火星表層でかつて起きた水質変成の痕跡の解明、4）隕石、宇宙塵、はやぶさ2で将来帰還する小惑星試料などの化学分析から惑星系と生命の主な原材料である有機物の起源と進化を解明、5）生命起原に至る化学進化、とくに物質から機能への変遷段階を室内実験で検証し、系内、系外惑星に共通する“惑星生命”の定義を探求、6）DNA解析など最先端の微生物学的手法を取り入れた微生物学的アプローチに基づく微生物鉱物化作用の解析に取り組んでいる。Over 4.6 billion years, solar system have been evolving. During the evolution, the Earth and life was generated and have been evolving. The processes of those are recorded in extraterrestrial and terrestrial materials as various types of informa-tion. By the chemical and precise isotope analyses, we are studying births and evolutions of the Earth, planets and life. Our current themes are, study of “magma genesis” and “mantle – crust material recycling” by geochemistry of igneous rocks, “evolution of planets” by elucidating a planetary collision defined from a high-pressure mineral in meteorites, and clarifying alteration process on Mars from analyses of alteration product in martian meteorite, “genesis of life” on the basis of origin and evolution of organic molecules in meteorites, micrometeorites, and asteroid samples, “Planetary Life” from the identification of the prebiotic transition from abiotic materials to bio-functions for defining, and “co-evolution of life and Earth in terms of microbial mineralization” by advanced microbiological techniques like DNA analysis.

Key Words　マグマの起源、地殻‐マントル間の物質循環、隕石、天体衝突、宇宙生命学、惑星探査、地球環境変遷、微生物鉱物化作用Magma genesis, Astrobiology, Space exploration, Earth environmental change, Microbial mineralization, Meteor-ite, Planetary collision

西オーストラリアのストロマトライトStromatolites in Western Australia

地震時の高速すべり断層運動を再現した実験Reproduction of earthquake faulting processes in laboratory

質量分析装置を用いた金属元素同位体比の高精度測定Precise isotopic analysis of metallic elements

2次イオン質量分析法による同位体イメージングUltra high spatial resolution isotope imaging by a NanoSIMS

Graduate School of Science Hiroshima University 2017 28

地球惑星物理学　Earth and Planetary Physics

スタッフ●須田直樹（教授）、井上徹（教授）、片山郁夫（教授）、佐藤友子（准教授）、中久喜伴益（助教）、北佐枝子（助教）Staff／SUDA Naoki (Professor), INOUE Toru (Professor), KATAYAMA Ikuo (Professor), SATO Tomoko (Associate Professor),NAKAKUKI Tomoeki (Assistant Professor), KITA Saeko (Assistant Professor)

地球・惑星の内部は形成時から長い時間をかけて運動し、その過程で分化することで現在のような構造になった。現在の内部構造を調べることは物質の性質や内部での移動を知ることにつながり、逆に物質の性質や移動を調べることで現在の内部構造がどのような過程で形成されたかを知ることができる。地球惑星物理学グループでは、地震波解析、摩擦実験、高温高圧実験、数値シミュレーションなどの手法により、地球・惑星の固体部分の運動メカニズムと内部構造に関する研究を行っている。Present internal structures of the Earth and planets are the results of long-term deformation and fractionation of internal component materials since their births. To study internal structure leads us to know internal material properties and transport mechanisms. And, conversely, to study material properties and transport mechanisms takes us into understanding how present internal structures were created. In Earth and Planetary Physics Group we study internal structures, material properties and their transport mechanisms in the Earth and other planets from analyses of seismic waves, friction experiments, high-temperature and high-pressure experiments, and numerical simulations.

Key Words

断層、地震、内部構造、鉱物物理、物質移動、マントル対流Fault, Earthquake, Internal structure, Mineral physics, Material transport, Mantle convection

掘削試料物質科学　Integrative Earth and Ocean Sciences

スタッフ●石川剛志（客員教授）、廣瀬丈洋（客員准教授）、伊藤元雄（客員准教授）、富岡尚敬（客員准教授）、星野辰彦（客員准教授）Staff／ISHIKAWA Tsuyoshi (Visiting Professor), HIROSE Takehiro (Visiting Associate Professor), ITO Motoo (Visiting Associate Professor),TOMIOKA Naotaka (Visiting Associate Professor), HOSHINO Tatsuhiko (Visiting Associate Professor)

海洋底や陸上の多様な地域から掘削されたコア試料は、地球表層や内部で起こるさまざまな地質学的現象、環境変動、物質循環などを記録している。これらを系統的に解析することで過去から現在、未来の地球像に関する知見を得ることができる。このような観点から現在は以下のような研究テーマに取り組んでいる。（１）堆積物・岩石の解析による地球表層の環境変動・物質循環の解明（２）海洋底における生物地球化学的物質循環の解明（3）断層帯のレオロジーと地震の発生メカニズムの解明（4）コア試料の同位体・微量元素を用いた解析法の新規確立

We study various issues of geoscience, such as earthquakes and global environmental changes, by analyzing drill core samples and related materials recovered from a wide range of locations from continent to deep-sea floor with an interdisciplinary approach. Current research themes are:(1) Geochemical cycle and environmental change recorded in sediments and rocks (2) Microbiological and geochemical exploration of subseafloor biosphere(3) Mechanics of earthquake and faulting (4) Development of analytical techniques of isotopes and trace elements in core samples

Key Words　海洋掘削、コア試料、地震、断層、物質循環Ocean drilling, Cored sample, Earthquake, Fault, Geochemical cycle

附属理学融合教育研究センター連携部門 Institute for Interdisciplinary Science（独立行政法人海洋研究開発機構）

東北日本下のスラブ内地震と構成岩石の相図との関係Relationship of seismicity in the oceanic crust and phase boundaries beneath Tohoku

岩石の変形実験装置Apparatus for rock deformation

Close-up FACILITY


広島県科学セミナーHiroshima Prefectural, Science Seminar

ランチタイム・セミナーLunch Time Seminar

ランチタイム・プレゼンテーションLunch Time Presentation

附属理学融合教育研究センター

The Institute for Interdisciplinary Science (IIS) consists of four sections: research, education, cooperation, and outreach in the interdisciplinary field of science. IIS aims to expand the mutual communication and common understanding among scientists in different fields of science (Mathematics, Physics, Chemistry, Biology and Earth Science). For this purpose, IIS provides lectures and symposiums to the students from an interdisciplinary point of view, and organizes Lunch-Time Seminar or Presentation as an opportunity to promote an interchange between students and faculty staffs. Owing to these activities, all the staffs, foreign researchers/students, and especially young scientists as well as the graduated students are welcomed to enjoy discussions on science from various points of view. The outreach section offers Science-Café and open-seminars to all people and high school students as well.

Institute for Interdisciplinary Science

当センターは融合研究、融合教育、連携、アウトリーチの4部門で構成されており、融合領域の教育・研究と社会連携を一層効果的に推進することを目標としています。専攻の枠を越えた融合領域の教育と研究を進めるために、大学院共通科目「理学融合基礎概論」のリレー講義や理学融合セミナーなどを開講しています。また、学生および教職員の交流促進を目指してランチタイム・セミナーや学生の研究内容を紹介するランチタイム・プレゼンテーションを開催しています。これらの分野横断型の活動を通じて、大学院生を含む若手研究者の自然科学に関する複眼的知識の増進、異分野の研究者の交流による新規研究分野の開拓、研究プロジェクトの推進、教育研究水準のさらなる向上および国際的な交流の促進を目指しています。アウトリーチ部門では、サイエンスカフェ、公開講座、高大連携事業などにも積極的に取り組んでいます。

〒739-8526 東広島市鏡山1-3-11-3-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526http://www.hiroshima-u.ac.jp/rigakuyugo/

臨海実験所宮島自然植物実験所

植物遺伝子保管実験施設

数理分子生命理学

地球惑星システム学

生物科学化学

物理科学

数学MathematicsMathematical

andLife Sciences

PhysicalScience

ChemistryBiologicalScience

Earth andPlanetarySystemsScience

6専攻および附属教育研究施設

Marine Biological LaboratoryMiyajima Natural Botanical Garden

Laboratory of Plant Chromosomeand Gene Stock

Departments andAffiliated Facilities

理学研究科長運営会議教授会

代議員会

Management Committee Faculty Meeting

Board of Representatives

Dean of Graduate Schoolof Science

理学融合教育研究センターInstitute for Interdisciplinary Science

プロジェクト研究センター

Project Research C

enter

教育関連プロジェクト

Educational Project

副研究科長／研究科長補佐／各専攻長・各施設長Vice Dean, Assistant Section Chief, Head of Departments

融合研究部門Division forInterdisciplinary Science

融合教育部門Division for Education inInterdisciplinary Fields

連携部門Division for Cooperationwith other Institute

アウトリーチ部門Division for Educationalcampaign (outreach)

Management Committee運営委員会

30

Mathematical andLife Sciences数理分子生命理学専攻

科学技術とそれを支える基礎科学はこれまで人類の繁栄に決定的な役

割を果たしてきました。中でも、生命科学の探究は現代科学において私た

ちに課せられた最重要課題の一つでしょう。本専攻は生命現象等、複雑

な自然現象の解明を目指すという共通の理念のもとで、生命理学および

数理計算理学両分野の方法論の融合と、実験・理論の相補的駆使に

よって、生命科学・数理科学の共進化による新たなパラダイムの創成を目

指しています。さらに本専攻は、平成24年度に採択された生命動態システ

ム科学推進拠点事業「核内クロマチン・ライブダイナミクスの数理研究拠

点形成」などを通じ、わが国における数理生命科学の教育研究スタン

ダードの構築と拠点形成を目指しています。

Science, as the foundation of modern technologies, has been contributing

to the prosperity of mankind. One of the most important themes in

scientific enterprises of our generation is to deepen our understanding of,

and investigations in biological sciences. “Department of Mathematical

and Life Sciences” has been established with the aim of providing a new

paradigm by creating a branch of sciences in which mathematical and

experimental approaches are integrated in supplementary fashions to

uncover the essence of biological phenomena. Not only contributing to

major developments in biological sciences, the Department will devote to

raise capable people who can systematically perform experimental

analyses in dealing with biological phenomena and who can discover

mathematical structures and fundamental laws governing various phenom-

ena in nature to cope with highly sophisticated scientific problems; thus

benefiting to the needs of our society.

［数理分子生命理学専攻ホームページ］http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/

［Homepage］http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/index.html

生命理学講座数理計算理学講座Life Science

Nonlinear Sciences and Applied Mathematics


●博士課程前期数理分子生命理学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、以下のような学生を求めています。（1）数学、物理学、化学、生物学の各分野の基礎学力を備えた人。（2）数理科学・分子科学・生命科学の各分野および融合分野の新しい研究分

野を切り開いていく意欲をもつ人。

●博士課程後期数理分子生命理学専攻のディプロマ・ポリシー及びカリキュラム・ポリシーを踏まえ、以下のような学生を求めています。（1）数学、物理学、化学、生物学の各分野の基礎学力と応用力を備えた人。（2）数理科学、分子科学、生命科学の各分野あるいは融合分野の新しい研究

分野を切り開いていく意欲をもつ人。

Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Mathematical and Life Sciences, the Department of Mathematical and Life Sciences seeks students who meet the following requirements:(1) A student who has basic academic abilities in mathematics, physics,

chemistry and biology; and(2) A student who is inspired to create a new research field in mathemati-

cal science, molecular science, or Biological Science, or a combination of these sciences.


Expectations of studentsBased on the Diploma Policy and the Curriculum Policy of the Department of Mathematical and Life Science, the Department of Mathematical and Life Science seeks students who meet the following requirements:(1) A student who has basic academic abilities and applied skills in

mathematics, physics, chemistry and biology; and(2) A student who is inspired to create a new research field in

mathematical science, molecular science, or Biological Science, or a combination of these sciences.

●Doctoral Program

数理分子生命理学専攻アドミッション・ポリシー（求める学生像）Admission Policy of Mathematical and Life Sciences


動物行動解析ソフトウェアUMATrackerの開発Development of Animal Behaviour Analysis Tool UMATracker

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図1 メダカの位置座標を抽出した結果Fig.1 An example of extracting position of medaka by tracking-algorhtim.

図2 フィルタ作成の様子。カラー画像を白黒画像に変換するフィルタの上にマウスをのせると、右下の画像が変化する。Fig.2 When placing the mouse on a block that converts a color image to a black and white image, the image on the lower right changes.

The third year of doctoral Program, Department of Mathematical and Life Sciences

YAMANAKA Osamu

数理分子生命理学専攻　大学院博士課程後期3年次生

山中治

動物の動きを時々刻と々計測することは、例えば絶滅の危機にある動物の行動パ

ターンの把握など生態研究に広く受け入れられています。また、動物に化学物質の

入った餌を与えた際に起きる行動の変化を調べることは、医療品の開発にもつながり

ます。しかし、多くの研究者は、動物を観察した画像一枚一枚から、どの座標にどの

個体がいたかをマウスでクリックしながら追跡してきました。もちろん、自動的に追跡作

業を行うソフトウェアも開発されてきましたが、使用できる状況が限られており、また一

定のスキルも必要であり、生物研究者の間で敬遠されがちでした。そこで私たちは、簡

便に動物の個体を追跡するソフトウェアUMATrackerを開発しました（図1）。

まず、動物個体を自動的に追跡しやすくするためGoogleのBlocklyというビジュアル

プログラミングを用い、前処理となる画像フィルタを作成します。画像の変化を表示し

ながら処理を組み替えることができるので、画像処理の詳細を知らなくても目的のフィ

ルタが作れます（図2）。

次に実際の個体追跡の工程は、パラメータ設定を簡単に行えるようにし、研究者の

負担を減らしました。さらに、個体追跡アルゴリズムは、プラグインで導入可能にすること

で、追跡したい動物の特性に合わせたアルゴリズムの導入が簡単に行えます（図3）。

どんなに優れたアルゴリズムでも、例えば、2つの個体の動きが交差する場合、追跡ミ

スが発生してしまいます。このことは一般の画像トラッキングソフトの最大の問題点で

す。これを解決するために、交差した2個体を選択してSWAPボタンを押すことで、

簡単に軌跡を修正する機能を作成しました。

UMATrackerを使うことで行動解析にこれまでかかっていた莫大な時間を数十

分で行えるようにしました。ソフトウェアを動物に関連する学会に参加し個体追跡を

行いたい研究者に広めた結果、10カ所以上の研究機関や学部の実習授業で利

用されています。今後は、私たちの生活でも有益な研究成果を効率的に生み出す

ためにUMATrackerの改良を続けます。

Continual monitoring of the movement of animals by the video image analysis has widely been employed as a typi-cal methodology for ethology research, such as grasping characteristic behavioral of threatened species. Also, investigating the behavioral changes after feeding animals with particular chemicals will lead to the development of medical products. However, many biologists straggled with tracking, by hand, the trajectories of animals seeing PC monitors. Of course, several softwares have been proposed to automatically track the movement of animals, but the conditions under which softwares is available are limited, and certain skills are necessary for users. Thus, the popularity of tracking software has not so much increased. Here, we developed UMATracker that is a user-friendly software for tracking trajectories of animals (Fig. 1). First, to preprocess automatically tracking individual animals, users create an image filter using visual programming language (Blockly by Google inc.). Users are able to create image filter without any advanced knowledge of the image analysis, because they can check, step by step, the transformed image in real-time operation.Second, in the procedure of tracking individual trajecto-ries, parameters in the algorithm are very easily adjusted by users. Moreover, using plug-ins, users are easy to entrain the on-demand algorithm according to the char-acters of target animals. Although, any algorithms cannot perfectly track animals in various experimental condition. Especially in case where trajectories of two individuals bodies intersect each other, tracking error will often unavoidable. Which is the most critical issue for all kinds of animal tracking algorithm using image analysis. To settle the issue effec-tively, we developed a function to easily correct trajecto-ries by hand by selecting two intersecting objects and just pressing SWAP button. By using the UMATracker, biologists can save huge amounts of time in extracting data in image processing operation. Through the promotion in several meetings related to animal science in Japan, UMATracker got academic users in more than 10 research institutes and undergraduate course classes in universities. We will continue to improve UMATracker and contribute to animal studies which lead our better life.

(UMATracker is released for free http://ymnk13.github.io/UMATracker/) (It is a joint research with Mr.Takeuchi Rito who graduated from math-ematics department of Hiroshima University in 2015 and entered to Tokyo Institute of Technology)

●開発したUMATrackerは、無料で公開しています。　http://ymnk13.github.io/UMATracker/●広島大学理学部数学科を2015年に卒業し、東京工業大学へ進学した竹内理人氏との共同研究です。●UMATrackerは、IPA（独立行政法人情報処理推進機構）の2015年度「未踏IT人材発掘・育成事業」の支援を受けて開発されました。

核スピン緩和によるタンパク質構造揺らぎ解析Protein structural dynamics by nuclear spin relaxation

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生命理学講座 Life Science

分子生物物理学　Molecular Biophysics

スタッフ●楯真一（教授）、片柳克夫（准教授）、大前英司（助教）、吉村優一（助教）Staff／TATE Shin-ichi (Professor), KATAYANAGI Katsuo (Associate Professor), OHMAE Eiji (Assistant Professor),YOSHIMURA Yuichi (Assistant Professor)

タンパク質分子は、極めてわずかな安定化エネルギーによりその立体構造を維持している。このため、体温程度の条件下でその立体構造は明らかな「揺らぎ」を持つ。タンパク質構造のもつ揺らぎは、立体構造上の「ノイズ」ではなく、機能制御に本質的に関わる重要な構造特性であることがわかってきた。本研究室では、タンパク質という究極の機能性高分子が溶液中で示す動的な構造特性をNMRなどの物理化学計測を用いて明らかにすることを目指す。この研究を通して、多様なノイズに埋もれた溶液中で、タンパク質がどのように構造揺らぎを利用して正確な機能制御を実現するかを明らかにする。タンパク質の動的構造特性と機能制御の相関という新しいタンパク質科学を展開する。Our primal research interest is in exploring the dynamical aspects of protein structures in solution, which should have essential roles in exerting their functions. We apply a various physicochemical methods in combination, which include NMR, SAXS, ITC and so forth, to see how proteins work with using their intrinsically encoded structural dynamics. Our research will pave new ways in protein science.

Key Words　核磁気共鳴、タンパク質構造揺らぎ、生物物理NMR, Protein structure dynamics, Biophysics

化学反応とカップルした自己駆動系の運動モードスイッチングMode-switching of self-motion in couple with chemical reactions

磁気微小重力場の影響によってポリマーに生成したナノサイズのホール（右）Nano-holes on a polymer film formed in the magnetic microgravity (right)

自己組織化学　Self-organization in Chemistry

スタッフ●中田聡（教授）、藤原好恒（准教授）、藤原昌夫（助教）Staff／NAKATA Satoshi (Professor), FUJIWARA Yoshihisa (Associate Professor), FUJIWARA Masao (Assistant Professor)

本研究室では、時空間発展する自己組織化現象について、「非平衡科学」や「磁気科学」に立脚した物理化学的研究を行っている。「非平衡科学」では、生物を模倣した、制御可能なモデル実験系の構築により、①生命現象で見られる、「興奮、振動、同調、分岐」等の非線形現象や、②生体系で行われるエネルギー変換や情報変換について、これらの基本原理を解明し、普遍性を追求する研究を行っている。「磁気科学」では、種々の物質や現象に対して強磁場もしくは強磁場を利用して地上で作る微小重力（無重力）や過重力の影響と応答を研究し、サイエンスとしてその分野の充実と発展を目指すと共に、その成果の産業等への応用を目的としている。We are interested in the physicochemical phenomena on self-organization as follows. (1) Mode switching of self-motion under nonequilibrium, (2) Spatio-temporally developed phenomena under nonequilibrium, (3) Chemical sensing mimick-ing taste and olfaction based on nonlinearity, (4) Magnetic orientation of functional nano-crystals and nano-materials, (5) Chemical reaction under microgravity induced by magnetic field, and (6) Magnetic field effects on micro-organisms.

Key Words　自己組織化、非平衡、振動反応、モードスイッチング、磁気科学、磁気微小重力、磁気配向Self-organization, Nonequilibrium, Oscillation, Mode-switching, Magneto-Science, Magnetic Microgravity, Magnetic Orientation

メリチンの膜内構造と揺らぎの温度依存性Structure and temperature dependent fluctuation of melittin within membrane

生物化学　Biological Chemistry

スタッフ●泉俊輔（教授）、芦田嘉之（助教）、七種和美（助教）Staff／IZUMI Shunsuke (Professor), ASHIDA Yoshiyuki (Assistant Professor),SAIKUSA Kazumi (Assistant Professor)

私たちの研究室では、細胞内でおこる生命現象を分子のレベルで理解しようとしている。特に私たちは、Biotransformation（生物による物質変換）とBiosynthesis（生合成）のメカニズムを生化学的に解き明かそうとしている。その分析の手法として私たちは質量分析法を中心に用いている。なぜなら、細胞の中の多くの分子はイオンになりやすい性質を持っていて、細胞の中の微量な物質でも質量分析法なら分析が可能だからである。私たちが実際に取り組んでいるのは、酵素の反応機構や立体選択性を明らかにし、それを改変して元の酵素とは異なる機能を持たせたり、タンパク質とリン脂質間など生体分子間の相互ネットワークを読み解いたりする研究である。The major interests of our laboratory are the chemical elucidation of the biological functions of living cells and utilization of these functions in vitro. Focus is on three major projects: (1) Basic elucidation and development of asymmetric synthesis of useful compounds by biocatalysts; (2) Elucidation of supramolecular structure and biochemical functions of oil bodies in plant cells; and (3) Elucidation of defense reaction, especially apoptosis of plant cells against exogenous stress, and signal transduction cascade for responses.

Key Words　生体触媒化学、生体機能化学、細胞化学、植物細胞のアポトーシス、酵素化学Biocatalysts, Bioorganic chemistry, Cell chemistry, Supramolecular structure, Apoptosis of plant cells


ゲノム編集を用いた標的遺伝子の改変Genetic manipulation using genome editing technology

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分子遺伝学　Molecular Genetics

スタッフ●山本卓（教授）、坂本尚昭（准教授）、中坪敬子（助教）、鈴木賢一（特任准教授）、佐久間哲史（特任講師）Staff／YAMAMOTO Takashi (Professor), SAKAMOTO Naoaki (Associate Professor), MITSUNAGA-NAKATSUBO Keiko (Assistant Professor),SUZUKI Ken-ichi (Associate Professor (Special Appointment)), SAKUMA Tetsushi (Lecturer (Special Appointment))

近年、さまざまな生物種において標的遺伝子を改変する技術として、人工DNA切断酵素を利用した“ゲノム編集”が注目されている。人工DNA切断酵素は、DNAに特異的に結合するドメインと、制限酵素のDNA切断ドメインを連結させた人工制限酵素で、これを利用することで標的遺伝子への変異導入（ノックアウト）や外来遺伝子の挿入（ノックイン）、一塩基レベルでの改変を行うことが可能である。分子遺伝学研究室では、人工DNA切断酵素（ZFNとTALEN）の効率的な作製方法を確立し、さまざまな動物（ウニ、カエル、ラット）および培養細胞（iPS細胞など）でのゲノム編集技術の開発を行っている。平成26年度から大学の支援を受け、「ゲノム編集研究拠点」を学内自立研究拠点として展開する。Genome editing with engineered nucleases is an emerging technology that enables manipulation of targeted genes in many organisms and cell lines. Engineered nucleases, which comprise a DNA binding domain and a nuclease domain, generate a site-specific DNA double-strand break in the genome. The subsequent repair of this break via the error-prone non-homologous end-joining pathway or the homology-directed repair pathway results in targeted mutagenesis or gene addition, respectively. Molecular Genetics Laboratory is focused on the development of targeted genome editing in various animals (sea urchin, frog, rat) and cell lines (iPS cells) using transcription activator-like effector nucleases (TALENs).

Key Words　人工ヌクレアーゼ、ゲノム編集、遺伝子ノックアウト、クロマチン、遺伝子発現調節Engineered nucleases, Genome editing, Gene Knockout, Chromatin, Regulation of gene expression

過酷環境下における植物の生存戦略の分子機構の解明Molecular understanding of plant strategies to cope with stress

分子形質発現学　Molecular Plant Biology

スタッフ●坂本敦（教授）、島田裕士（准教授）、高橋美佐（助教）Staff／SAKAMOTO Atsushi (Professor), SHIMADA Hiroshi (Associate Professor), TAKAHASHI Misa (Assistant Professor)

食糧・環境・資源を巡る諸問題の解決が喫緊の課題とされる今世紀において、植物科学研究が果たすべき役割はますます重要となっている。本研究室では，植物を特徴づける高次生命現象を司る遺伝子基盤とその制御機構について、分子・代謝・形態などの幅広い視点から研究している。とりわけ、不断に変化する生育環境における持続的成長や適応生存を可能にする巧妙な代謝機能の発現とその調節機構や、植物の独立栄養性を保証する葉緑体のバイオジェネシスに注目し、植物科学における未開拓で新規な分野の学問構築を目指している。また、これらの研究を通じ、過酷環境でも生育する作物や環境の保全維持に役立つ形質転換植物の創出も行っている。Our major interests are directed at elucidating molecular biological, biochemical, and physiological bases of plant function and its relationship with inconstantly changing environment, with special focus on the roles of metabolism and chloroplast development. The current main research projects include: (1) Plant metabolic strategies for sustainable growth and survival under environmental stress, (2) Molecular mechanisms of chloroplast biogenesis and development, and (3) Exploiting plant capability to tolerate hostile environments and for environmental remediation by means of molecular gene technology.

Key Words　ストレス応答、環境適応、代謝生理、葉緑体分化、形質転換植物Stress response, Adaptation, Acclimation, Metabolism, Chloroplast biogenesis, Transgenic plants

DNA修復タンパク質の核内集合体形成Nuclear foci formation of DNA repair proteins

遺伝子化学　Gene Chemistry

スタッフ●井出博（教授）、中野敏彰（助教）Staff／IDE Hiroshi (Professor), NAKANO Toshiaki (Assistant Professor)

好気的代謝の副産物として生じる活性酸素や環境中の放射線・発がん物質により、生物の遺伝情報を担うDNAには絶え間なく傷（損傷）が生じている。DNAの傷が適切に修復されないと、DNA複製や転写に影響を与え、細胞死や突然変異が誘発される。本研究室は、高等真核生物のDNA修復機構と未修復損傷の生物影響の解明を主なテーマとして研究を行っている。DNA修復については、ヒト培養細胞を用い、分子生物学および遺伝学的アプローチにより、複製・転写装置の進行を阻害する巨大ゲノム損傷の修復および許容機構を調べている。また、DNA損傷の生物影響については、試験管内複製・転写系を用いた生化学的アプローチにより、複製・転写阻害効および複製・転写エラー誘発の分子機構を解析している。DNA is continuously subject to damage by endogenous and environmental agents. If not repaired, DNA damage interferes with DNA replication and transcription, resulting in cell death and mutations. Our current research interests focus on (i) elucidating the elaborate DNA repair mechanism to mitigate the deleterious effects of superbulky DNA lesions and (ii) understanding the response of the replication and transcription machinery upon encountering such lesions.

Key Words　DNA損傷、DNA修復、複製、転写DNA damage, DNA repair, Replication, Transcription


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数理計算理学講座 Nonlinear Sciences and Applied Mathematics

非線形数理学　Nonlinear Studies

スタッフ●坂元国望（教授）、大西勇（准教授）、冨樫祐一（准教授）Staff／SAKAMOTO Kunimochi (Professor), OHNISHI Isamu (Associate Professor), TOGASHI Yuichi (Associate Professor)

力学系の考え方や線形および非線形作用素の理論等を駆使し、さまざまな非線形問題を主な研究課題としてきたが、最近では、その結果を数理的な理論にフィードバックするような方向性を打ち出している。また、2011年に出版された「老齢樹とハネゴケとシアノバクテリアの相利共生系」のフィールドワークの論文に触発されて、その生態学的な意味や機能、機構についての考察を行い、さらには環境経済学的な仕事に対し、数理科学的な基礎付けを行うことを視野に入れている。We are communicating with mathematical science to reply to requirement in various natural or social sciences. Recently, we apply the way of thinking of dynamical system, or linear or nonlinear operator theory to be willing to elucidate mechanism of nonlinear phenomena and to get feedback to mathematical theory related to our interest, as responding to novel progresses in sciences. Recently, the paper published 2011, which is concerned with mutualistic symbiosis with Nostoc, feather moss, and old trees, inspired us and now we consider its meaning, function, and mechanism from the environmental viewpoint of Ecology and moreover of environmental economics.

Key Words　非線形現象の機構の数理的解明、数理的理論へのフィードバック、ノストックとハネゴケの相利共生系、生態学、環境経済学、計算生物学Elucidation to mechanism of nonlinear phenomena, Feedback in mathematical theory, Mutualistic symbiosis with Nostoc and feather moss, Ecology, Environmental economics, Computational biology

拍動する細胞集団モデルのパターン形成Pattern formations of model of pulsatingcell populations

細胞膜上シグナル伝達系モデルの分子局在構造Pattern formation of signaling proteins on cell membrane

現象数理学　Phenomenal Mathematics

スタッフ●西森拓（教授）、粟津暁紀（准教授）、入江治行（協力教員・情報メディア教育研究センター准教授）Staff／NISHIMORI Hiraku (Professor), AWAZU Akinori (Associate Professor), IRIE Haruyuki (Associate Professor from the Information Media Center)

本研究室では、自然界にあふれるさまざまな現象、例えば粉粒体が引き起こす流れ、地球や惑星表面での地形の形成、昆虫・微生物等の個体や集団が自発的に生み出すリズム・パターンの形成などの機構を理論的に探索してきた。また、生命系におけるより複雑な現象、例えば、生物・細胞の示す知覚・応答とそのシグナル・遺伝子制御機構、タンパク質やDNA等の運動性による機能発現などの解明にも着手している。手法として、非線形数理学、統計力学、システム生物学などの解析的・数値的な方法を用いるほか、昆虫学や画像解析、分子・細胞生物学、ロボティックス、地球科学などのさまざまな分野の研究者とも連携を進め、既存の手法や分野の垣根を越えた、自然・生命・社会現象に対する、新しい理解の枠組みとしての現象数理学の確立を目指している。The major purpose of our laboratory is to develop theoretical understanding of nonlinear natural phenomena in biological, chemical and physical systems. Through the theoretical and numerical methods based on the nonlinear mathematics, statistical mechanics, statistics, image analysis, and system biology, as well as the collaborations with experimental researchers, we now progress the studies of the following issue. I) Dynamical flow pattern and the geological pattern formations induced by fluids and granular materials, II) Dynamical motions of individual organisms such as the flying of insects and migrations of cells, and the pattern formations of populations of such organisms, III) Network dynamics such as the gene, metabolic, and signaling networks in cells, intra-molecular mechanical network of proteins, and food chains.

Key Words　非線形非平衡現象の数理、生物・地形のパターン形成、理論生物物理学Far-from-equilibrium systems, Pattern dynamics in biological and geological systems, Theoretical biophysics.

真正粘菌変形体とその運動の数理モデル、そこから抽出された制御則で動くヘビ型ロボットTrue slime mold, the mathematical model of its motion, and the snake-like robot controlled by the rule extracted from the model

複雑系数理学　Complex Systems

スタッフ●小林亮（教授）、飯間信（准教授）、李聖林（准教授）Staff／KOBAYASHI Ryo (Professor), IIMA Makoto (Associate Professor), SEIRIN-LEE Sungrim (Associate Professor)

生物とは「物質と情報か交錯しなから、さまざまなスケールで、自発的に構造形成と機能発現を行う場」とみなすことができる。本研究室では、特に生物の運動に着目して研究を行っている。例えば、動物たちは不確実な環境下においても、しなやかにタフに動きまわることができる。我々は、動物の持つこのすばらしい能力がどのように実現されているかを、力学と制御の観点から理解し工学的に活用するべく、生物学・ロボット工学・制御工学などの研究者と協働で研究を行っている。また、遊泳や飛翔に注目し、生物とそれをとりまく流体の相互作用に重点を置いた研究も行っている。ミクロなスケールの現象では、染色体ドメインのダイナミクスの研究を行っている。本研究室ではこれらの研究を通して、物理的存在であると同時に合目的的な存在である生物を記述し理解するための理論的枠組みを作り上げることを目指している。Living system can be regarded as “a field where material and information are crossing each other to achieve the structure formation and the emergence of functionality in various scales”. We especially concentrate on the motion of living system. For example, animals can move around smoothly and robustly even in the uncertain circumstances. We collaborate with the researchers in biology, robotics and control theory, so as to understand this wonderful ability from the point of view of mechanics and control and to make use of it in the engineering field. Also, we study swimming and flying by noticing the interaction between the animals and the fluids around them. In the micro-scale, researches on the domain dynamics of chromosomes are performed. Our goal is to establish the theoretical framework properly describing living system which is physical existence having purpose.

Key Words　数理生命科学、動物のロコモーション、流体力学、自己組織化Mathematical Biology, Locomotion of animals, Fluid dynamics, Self-organization


スウェーデンの北方森林におけるトウヒ林に密生するタチハイゴケのカーペット（写真は、T.H.De Luca, “Feather moss, nitrogen fixation and the boreal biome,” IBERS Knowledge-Based Innovations 4:27-31の冒頭より引用）Feather moss carpet in Boreal Forest in Sweden

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附属教育研究施設Affiliated Facilities

附属臨海実験所Marine Biological Laboratory

恵まれた自然環境を活用し、半索動物ギボシムシや無腸動物ムチョウウズムシなど珍しい海洋動物を研究材料にして、発生・進化・多様性に関する研究を行っています。We conduct research on development, evolution and diversity with rare and fascinating marine animals such as enteropneusts (Hemichordata) and acoelflat-worms (Acoelmorpha), utilizing a rich natural environment.

〒722-0073 広島県尾道市向島町24452445 Mukaishima-cho, Onomichi-shi, Hiroshima, 722-0073http://home.hiroshima-u.ac.jp/rinkai/

附属理学融合教育研究センターInstitute for Interdisciplinary Science

当施設についての詳細は29ページをご覧ください。For more information on the facility, please look up the 29 page.


附属宮島自然植物実験所Miyajima Natural Botanical Garden

世界遺産宮島の優れた自然とその立地条件を生かして、植物学に関する教育・研究を行っています。また、広島大学デジタル自然史博物館や植物観察会を通じた普及活動も行っています。The Miyajima Natural Botanical Garden conducts education and study on taxonomy, ecology, phytogeography, conservation biology, and island biology of various plants by utilizaing the excellent natural resources of the World Heritage listed Miyajima (Itsukushima) Island, southwestern Japan.

〒739-0543 広島県廿日市市宮島町三ツ丸子山1156-2外1156-2 Mitsumaruko-yama, Miyajima-cho, Hatsukaichi-shi, Hiroshima, 739-0543http://www.digital-museum.hiroshima-u.ac.jp/~museum/http://home.hiroshima-u.ac.jp/miyajima/

附属植物遺伝子保管実験施設Laboratory of Plant Chromosome and Gene Stock

キク属およびその近縁属、ソテツ類植物等を系統保存しています。また、キク属のモデル植物系統の開発や突然変異体を用いた分子遺伝学的研究を進めています。We maintain plant research materials including Chrysanthmum and related genera, and Cycads. Using these materials, the phylogeny and evolutionary history of the genus Chrysanthemum are investigated. Molecular analysis of leaf senescence using Arabidopsis and rice is another major research project in our labotatory.

〒739-8526 東広島市鏡山1-4-31-4-3 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526http://home.hiroshima-u.ac.jp/shokui/index.html

（下）自由課題研究Advanced Subject Research

（上）科学英語セミナーEnglish Seminar in Science

海洋生物学実習Marine biology course

植物観察会の様子Monthly botanical excursion

ソテツ類保存系統Cycads conserved and studied in the Laboratory


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附属教育研究施設Affiliated Facilities

附属臨海実験所Marine Biological Laboratory

恵まれた自然環境を活用し、半索動物ギボシムシや無腸動物ムチョウウズムシなど珍しい海洋動物を研究材料にして、発生・進化・多様性に関する研究を行っています。We conduct research on development, evolution and diversity with rare and fascinating marine animals such as enteropneusts (Hemichordata) and acoelflat-worms (Acoelmorpha), utilizing a rich natural environment.

〒722-0073 広島県尾道市向島町24452445 Mukaishima-cho, Onomichi-shi, Hiroshima, 722-0073http://home.hiroshima-u.ac.jp/rinkai/

附属理学融合教育研究センターInstitute for Interdisciplinary Science

実験ホール内Experimental Hall

当施設についての詳細は29ページをご覧ください。For more information on the facility, please look up the 29 page.


附属宮島自然植物実験所Miyajima Natural Botanical Garden

世界遺産宮島の優れた自然とその立地条件を生かして、植物学に関する教育・研究を行っています。また、広島大学デジタル自然史博物館や植物観察会を通じた普及活動も行っています。The Miyajima Natural Botanical Garden conducts education and study on taxonomy, ecology, phytogeography, conservation biology, and island biology of various plants by utilizaing the excellent natural resources of the World Heritage listed Miyajima (Itsukushima) Island, southwestern Japan.

〒739-0543 広島県廿日市市宮島町三ツ丸子山1156-2外1156-2 Mitsumaruko-yama, Miyajima-cho, Hatsukaichi-shi, Hiroshima, 739-0543http://www.digital-museum.hiroshima-u.ac.jp/~museum/http://home.hiroshima-u.ac.jp/miyajima/

附属植物遺伝子保管実験施設Laboratory of Plant Chromosome and Gene Stock

キク属およびその近縁属、ソテツ類植物等を系統保存しています。また、キク属のモデル植物系統の開発や突然変異体を用いた分子遺伝学的研究を進めています。We maintain plant research materials including Chrysanthmum and related genera, and Cycads. Using these materials, the phylogeny and evolutionary history of the genus Chrysanthemum are investigated. Molecular analysis of leaf senescence using Arabidopsis and rice is another major research project in our labotatory.

〒739-8526 東広島市鏡山1-4-31-4-3 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526http://home.hiroshima-u.ac.jp/shokui/index.html

東広島天文台（西条町下三永）Higashi-Hiroshima Observatory ofHiroshima University

関連教育研究施設等Related Facilities

放射光科学研究センター［共同利用・共同研究拠点］Hiroshima Synchrotron Radiation Center(Joint Usage / Research Center)

真空紫外線から軟X線域の放射光を発生させ、世界最先端設備や世界オンリーワンの特色ある設備を用いて固体物理学を中心とする物質科学研究分野の独創的・先端的学術研究を推進しています。本センターは、文部科学省から共同利用・共同研究拠点（放射光物質物理学研究拠点）として認定されています。国内外の研究者との共同研究の成果はPhysical Review Letters、Nature、Science等のトップジャーナルに掲載されています。また、国内外の研究者が集う国際的環境を活用した学生・若手研究者の育成に取り組んでいます。The Hiroshima Synchrotron Radiation Center is the Research Center for Materials Science by means of Synchrotron Radiation in the vacuum ultra violet and soft x-ray region, one of the Joint Usage/Research Centers approved by the Japanese Government. The research results at the center have been published in prestigious journals such as Physical Review Letters, Nature, and Science. The role of the center is to promote advanced research

in collaboration with universities and public research organizations in Japan and overseas, and provide opportunities for participating in advanced research activities for students and young scientists by taking advantage of international research environment at the center.

〒739-0046 東広島市鏡山2-3132-313 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-0046 http://www.hsrc.hiroshima-u.ac.jp/

宇宙科学センターHiroshima Astrophysical Science Center

光赤外線観測部門とX線ガンマ線観測部門を持ち、宇宙観測研究を推進する教育・研究施設です。光赤外線観測部門は、大学が国内に有する望遠鏡としては最大級の有効径1.5mの光学赤外線望遠鏡「かなた」を備えた附属東広島天文台を有しています。X線ガンマ線観測部門では、当センターが開発に大きく貢献しNASAが打ち上げた「フェルミ・ガンマ線宇宙望遠鏡」の観測を推進しています。この両者の連携観測によってユニークな観測研究を展開しています。The HASC consists of two divisions : the optical and near-infrared astronomy division which has a 1.5m optical research telescope (Kanata) and the X- and gamma-ray astronomy division. Both divisions work in intimate cooperation with each other for performing multi-wavelength approach to study the mechanism of high energy astrophysical phenomena such as black holes, neutron stars, white dwarfs, supernovae and gamma-ray bursts.

〒739-8526 東広島市鏡山1-3-1（理学研究科H棟307室）1-3-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526

東広島天文台／〒739-0023 東広島市西条町下三永10695-1Higashi-Hiroshima Observatory / 10695-1 Shimominaga, Saijo-cho,Higashi-Hiroshima-shi, 739-0023http://www.hiroshima-u.ac.jp/hasc/

両生類研究センターAmphibian Research Center

実験動物としてさまざまな利点をもつ両生類を材料とし、発生、遺伝、進化などに関する未知の境界領域の開拓に貢献することを目的として設立されました。現在、客員研究部門を含め4つの研究グループがあり、各グループに固有の研究課題のもとに研究が行われています。We contribute to the maintenance of biologically important strains of frogs and study the biological characteristics of the amphibian focusing genetics, developmental regulation, speciation, phylogeny, phenotype expression, and environment-induced mutagenesis.

〒739-8526 東広島市鏡山1-3-11-3-1 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526 http://amphibian.hiroshima-u.ac.jp

自然科学研究支援開発センター

アイソトープ総合部門自然科学研究支援開発センター

アイソトープ総合部門Radioisotope CenterNatural Science Center for Basic Research and Development

放射性同位元素（RI）利用に伴う教育・訓練、安全管理の確立および学内における先端的RI利用研究のための学内共同教育研究施設です。RIに関連した自然科学の各分野における教育・研究を推進しています。The Radioisotope Center is a collaborative facility, offering basic and advanced support of education and research in all areas of science related to radioactive materials. The Center is also in charge of radiation safety and the treatment of waste waters generated by other radiation facilities on the campus.

自然科学研究支援開発センター

低温・機器分析部門自然科学研究支援開発センター

低温・機器分析部門Cryogenics and Instrumental Analysis DivisionNatural Science Center for Basic Research and Development

高性能分析・評価機器の共同利用機器としての提供、機器による依頼分析、液体ヘリウムなどの寒剤の安定供給および低温実験機器・技術提供による研究教育支援、並びにこれらに関連する開発研究を行います。This center has two divisions. The Cryogenic division supplies liquid helium and maintains some low-temperature instruments to develop cryogenic technol-ogy. The Chemical analysis division offers high-sensitivity analytical instruments and chemical analysis service.

（下）自由課題研究Advanced Subject Research

（上）科学英語セミナーEnglish Seminar in Science

光学赤外線望遠鏡「かなた」1.5m optical telescope [Kanata]

研究センターで作出または系統維持されている両生類Amphibians produced or maintained in the center

ヘリウム液化システムHelium liquefier system

高分解能核磁気共鳴装置Nuclear Magnetic Resonance

核種別ガンマ線検出機器Gamma-ray Emitter Analysis System

〒739-8526 東広島市鏡山1-4-2　1-4-2 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526 http://home.hiroshima-u.ac.jp/ricentr/

〒739-8526 東広島市鏡山1-4-2　1-4-2 Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526 http://home.hiroshima-u.ac.jp/kiki/

海洋生物学実習Marine biology course

植物観察会の様子Monthly botanical excursion

ソテツ類保存系統Cycads conserved and studied in the Laboratory

36Graduate School of Science Hiroshima University 2017 Graduate School of Science Hiroshima University 2017

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研究拠点

自立型研究拠点 Centers of Excellence

Research Centers

世界トップレベルの研究活動が期待できる「自立型研究拠点」、世界的研究拠点を目指して重点支援を行う「インキュベーション研究拠点」が学内のさまざまな分野から選出されています。これらの拠点が、広島大学の研究の中心的役割を担っていきます。理学研究科では2つの「自立型研究拠点」と3つの「インキュベーション研究拠点」が選出されています。

From different specialized areas, Hiroshima University has selected the particularly outstanding research groups. A few of those are already expected to lead the world in their area of research and are designated as Centers of Excellence. For those selected as Promising Research Initiatives, the university provides special assistance aiming to make them world-class research hubs. Together, these research groups are playing leading roles in research activities at Hiroshima University.2 Centers of Excellence and 3 Promising Research Initiatives has selected in the Graduate School of Science.

クロマチン動態数理研究拠点 Research Center for the Mathematics on Chromatin Live Dynamics (RcMcD)

本研究拠点は、実験系研究者と理論系の研究者が、細胞核内のクロマチン構造の4次元構造解析をテーマとして緊密な連携のもとに異分野融合研究を進めています。ゲノム配列解析、エピゲノム解析などにより遺伝情報の化学的構造については多くの研究が進んできました。しかし、遺伝情報制御の舞台となる核内クロマチン構造・動態の物理的側面はほとんどわかっていません。本研究拠点では、物理学および数理科学的手法を用いて核内クロマチン構造や動態の変化がどのように遺伝情報制御に関わるかを解明するためのさまざまな研究を進めています。核内構造の動的変化の生物物理学的研究を国際的に推進するために、欧米の多くの研究グループからなる「国際ヌクレオソーム・コンソーシアム」を形成し、本拠点もその設立メンバーとなっています。http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/chrom/ja/index.html

RcMcD was established for pursuing the chromatin structure and dynamics inside cell nucleus. Genome science has successfully accumulated various types of chemical information of our genome, which include gene sequence, epigenome mapping, and so forth. In spite of the tremendous advance in the genome science in a past decade, the physical aspects of the nuclear chromatin structure and dynamics have left mostly untouched. The deeper understanding of gene regulation requires the physical description of the nuclear chromatin structure and dynamics, which is also referred to as 4D nucleome structure. RcMcD advances the research on the 4D nucleome under the intimate collaboration between the experimentalists and theoreticians. The 4D nucleome research has evoked the international collaborations to integrate many different talents into this new frontier in life science, which built the International Nucleome Consortium in 2015; RcMcD is a founding member of the consortium. RcMcD encourages the researchers with different backgrounds to work together in the 4D nculeome, as one of the most promising interdisciplinary researches.

ゲノム編集研究拠点 Genome Editing Research Center

近年、塩基配列を自由に選んで設計できる人工DNA切断酵素が開発され、この酵素によって目的の遺伝子にさまざまなタイプの改変（欠失・挿入変異や遺伝子ノックイン）を加えることが可能となってきました。この技術は“ゲノム編集”と呼ばれ、これまで遺伝子の改変が困難だった生物においても利用可能な次世代のバイオテクノロジーとして期待されています。本拠点では、ゲノム編集研究に高い実績を有する学内研究者が中心となり、日本独自のゲノム編集ツールを開発し、生命現象解明の新規技術および再生医療や品種改良などの応用技術としてのゲノム編集技術の確立を目指します。http://www.mls.sci.hiroshima-u.ac.jp/smg/center-ge/index.html

genome editing research field, from basic to applied sciences.　


インキュベーション研究拠点 Promising Research Initiatives

キラル物性研究拠点 Center for Chiral Science

「右手と左手」は何が違うのでしょうか。右手と左手のような関係をキラリティと呼びます。見た目には鏡の外と中の関係ですが、固体としての性質である物性には、違いはなさそうですが、右だけあるいは左だけの形（構造）からなる固体物性は大きく異なることがわかりつつあります。この新しい考え方から現れる新しい物性は、これまでの材料を大きく変えうるものと期待されています。近年、このような特性をもつ物質に関する研究が、世界中で強力に推進されはじめています。　本研究拠点では、キラル物質の合成から物性解明、応用を見据えた研究を集中的にかつ効率よく展開するための拠点を形成し、この分野の中心的役割を担うことを目標としています。http://home.hiroshima-u.ac.jp/kotai/KibanS/t005/t005/

The concept of "chirality" can be considered a universal key for the shape of matter: exhibited by molecules, elementary particles, spin arrangements, polarization arrangements in liquid crystals, galaxy structures, and so on. Elucidating "chirality" may lead us to a uniform and deep understanding of these phenomena. Through the tight collaboration of chemists and physicists, we aim to lead innovation in materials science, create a new field of science, and contribute toward a sustainable society by accomplishing the following objectives:Elucidate the mechanism for chirality expression as material functions using theoretical and experimental methods.Generalize the concept of quantum mechanical "spin phase", which associates "material" with "information", and establish a method to control spinphases.

38

極限宇宙研究拠点 CORE-U:Core Research for Energetic Universe

近年の素粒子物理学と天文学の発展により、ミクロな素粒子の世界とマクロな宇宙との密接な関係がわかってきました。ビッグバン直後の初期宇宙、ブラックホールや中性子星などの天体、そして天体爆発においては、素粒子の相対論的性質が顕著になる超高温・超高密度の状態が実現されています。このような宇宙の極限現象を研究することは、素粒子の起源や宇宙の形成と進化、それらを支配する物理法則の解明につながります。極限宇宙研究拠点（CORE-U）では、素粒子および宇宙物理学、天文学に携わる研究者が集まり、科学衛星、地上望遠鏡、粒子加速器を使って極限環境下での物理現象を観測し、それを説明する理論を構築することで、極限宇宙の包括的な研究を進めています。http://core-u.hiroshima-u.ac.jp

Recent progress in particle physics and astronomy has revealed a strong link between the micro world of elementary particles and the macro universe. An extremely hot and dense matter, where relativistic effects of elementary particles become pronounced, is considered to be found in the early universe following the Big Bang, astronomical objects such as black holes and neutron stars, and supernova explosions. Studying such an extreme universe is of significance in understanding the origin of elementary particles, the formation and evolution of the universe, and physical laws governing them. Core Research for Energetic Universe (CORE-U) is a research center where researchers specializing in particle physics and astronomy collaborate on observing the extreme universe by using space satellites, ground-based telescopes, and particle accelerators, as well as developing theoretical models to explain observed results.

創発的物性物理研究拠点 Center for Emergent Condenced-Matter Physics

物性物理は物質の示す性質を原子サイズのミクロな視点から解明する学問です。構成要素が同じだからと言って1023個程度の数の原子からなるマクロな物質の示す性質は同じとは限りません。例えば、同じ炭素原子でできているダイヤモンドとグラファイト（鉛筆の芯）は、結晶構造の違いにより全く異なる性質を示します。磁性（磁石にくっつく性質）や超伝導といった物性もマクロな数の電子がクーロン力で退け合いながら、また結晶中を運動することによって「創発する」現象です。本拠点は世界トップクラスの研究拠点として、広島大学の誇る新物質創製、最先端の計測技術と理論解析によりミクロな立場から物質の機能性を解明し、昨今のエネルギーや環境問題にも寄与することを目指します。https://www.ecmp.jp

Condensed-matter physics seeks for uncovering the microscopic origins of materials properties; each composed of a macroscopic number of atomic elements. Here, “uncovering the microscopic origins” does not simply mean to identify constituent microscopic elements. Diamond and graphite are both made of carbon atoms, yet due to their different crystal structure show contrasting macroscopic properties. Magnetism and superconductivity are also examples of such “emergent properties of materials” which stem from collective motion of a macroscopic number of electrons in the material. The core research center, “Emergent Condensed-Matter Physics (ECPM)”, is a world-leading research initiative, which incorporates cutting-edge materials creation, state-of-the-art measurement techniques and theoretical analyses, and is aimed to find hitherto unknown functionalities of materials and reveal their microscopic origins.


プロジェクト研究センター Project Research Center

広島大学では、本学の特徴ある研究を広く学内外の人々に知ってもらうこと、および自立的で自由な発想の下で展開される学部や研究科の枠を超えたプロジェクト型の研究活動を推進し、一層の活性化を促すことを目的とした「プロジェクト研究センター」を平成15年４月１日から設置することとしました。現在、理学研究科には3つの「プロジェクト研究センター」が設置されています。本センターの設置に当たっては、原則として定員措置や研究場所の供与は行わず、構成する教員等が自ら外部資金を獲得した上で研究を進めることとしています。

Hiroshima University has started the ‘Project Research Center’ on April 1, 2003. The center aims at activating and promoting the excellent researches of high originality that are proposed by the staffs across the Graduate Schools and Departments. In principle, the research projects are carried out using the staff's funds without additional support of person and space from the university. The following seven projects are in progress in the Graduate School of Science.

高エネルギー宇宙プロジェクト研究センター Project Center for High Energy Astrophysics

X線ガンマ線衛星および、広島大学可視光近赤外かなた望遠鏡などを用いて、ブラックホールやガンマ線バーストなどの宇宙高エネルギー天体を多波長で観測することによって、相対論的ジェットや宇宙線の加速などの研究を観測的理論的に行う。This project center aims to perform multi-wavelength observations of blackholes and gamma-ray bursts and so on with X-ray and Gamma-ray satellites, together with the Kanata optical/near-infrared telescope at Hiroshima University, in order to research the acceleration of relativistic jets and cosmic rays observationally and theoretically.

●研究代表者深澤泰司（物理科学専攻／教授） The project leader : FUKAZAWA Yasushi (Professor)

量子生命科学プロジェクト研究センター Center for Quantum Life Sciences (QuLiS)

量子化学に根ざした生命科学研究を目指している。理論と実験からのアプローチをかみあわせて、生理活性物質の探索・設計・合成、タンパク質の機能予測・設計、タンパク質モデリングシステムの開発・支援を推進する。ホームページ http://www.qulis.hiroshima-u.ac.jp/qulis/The mission of the QuLiS Center is to carry out joint experimental and quantum chemical research toward a fundamental understanding of the structures, properties, and reactivity of biologically active molecules. Exciting collaborative projects involving computational chemists and experimentalists are currently being refined. An important aspect of the mission of the QuLiS Center involves also the education of students and young scientists in the applica-tion of modern computational and experimental tools to bioscience.

●研究代表者相田美砂子（化学専攻／教授） The project leader : AIDA Misako (Professor)

細胞のかたちと機能プロジェクト研究センター Research Project for Cell Structure and Function

生物体を構成する細胞の「かたち」に注目し、分子レベルから個体レベルまでの各階層で生物が共通して使っている生命成立のためのしくみや法則を明らかにすることを目的とする。The project aims to explore the mechanisms of life systems by analyzing with special emphasis on the morphology of cells constituting each individual and clarify the core structures and principles of the organisms at various levels ranging from molecules to an individual.

●研究代表者高橋陽介（生物科学専攻／教授） The project leader : TAKAHASHI Yohsuke (Professor)

Master’s Program

Data of Graduate School of Science

データでみた理学研究科

●過去5年間における入学状況 Admission for the last 5 years


H26年度2014

H27年度2015

H28年度2016

H29年度2017

H25年度2013

合計Total

合計Total

150

合計Total

151



（平成29年4月現在）As of April, 2017

（注）平成29年度は10月入学者を含まない数


地球惑星システム学専攻Earth and Planetary Systems Science

数理分子生命理学専攻Mathematical and Life Sciences

博士課程前期 Doctoral Program博士課程後期

15

32

38

16

15

34

20

30

39

19

13

30

25

30

41

15

13

31

H25年度2013

H26年度2014

H27年度2015

H28年度2016

H29年度2017

S43年4月

April,1968

S48年4月

April,1973

S53年4月

April,1978

S58年4月

April,1983

S63年4月

April,1988

H5年4月

April,1993

H10年4月

April,1998

H15年4月

April,2003

H20年4月

April,2008

H25年4月

April,2013

H29年4月

April,2017

合計Total

合計Total

34

合計Total

36

合計Total

155

23 19

35

40

20

13

29

36

48

18

10

29

合計Total

164 156

合計Total

31

（注）平成29年度は10月入学者を含まない数

●平成28年度博士課程　前期修了者の進路状況

専攻

合計Total

修了者数Number of

MastersGeneral

occupationEducationaloccupation

Doctoralprogram

Self-employmentand others

Majors

一般職教育職進学自営家事その他

Career after completing Master’s program (2016.4-2017.3)

●学位（博士）授与件数の推移（累計）Number of Doctor Degrees Conferred (cumulative)

地球惑星システム学専攻Earth and PlanetarySystems Science

数理分子生命理学専攻Mathematical andLife Sciences





142

24

27

37

10

16

28

88

8

17

31

6

9

17

13

7

1

1

0

0

4

28

4

9

4

2

4

5

13

5

0

1

2

3

2

B:76A:51

B:157A:86

B:267A:145

B:433A:211

B:576A:296

A:課程博士Course doctor

Paper doctor

B:693A:329

B:755A:461

B:789A:619

B:810A:764

B:825A:891 B:838

A:980

B:論文博士

合計Total

32 25


1 35 5

7

2

3

3

5

12

8

6

9

3

4

6

14

7

4

6

4

6

5

9

8

5

12

4

1

39


学生生活のサポート（経済支援）

●入学料

282,000円入学手続き時に支払い

●授業料

535,800円 4月と10月に半期分を支払い〈年額〉

※金額は平成29年4月現在のものです。※授業料について、在学中に授業料の改定が行われた場合には、改定後の授業料を支払うことになります。

在学生対象の支援制度（一部）

学業成績、学術活動等において優秀と認められる大学院生に対して、積極的に修学費支援を行う広島大学独自の奨学制度です。

各研究科学生数に対して30人に1人を目安に選考します。選考は、各研究科で定める選考基準に基づいて各研究科からの推薦を受け、大学が行います。●成績優秀学生に選考された年度の後期分授業料を全額免除します。●表彰状を授与し、併せて記念品を贈ります。●学業成績証明書に成績優秀学生であることを記載します。

入学料免除

入学料の納入が困難な人に対して、入学料の全額または半額を免除する制度、および一定期間（4月入学者は当該年度の8月末日まで）入学料の納入を猶予する制度を設けています。免除または徴収猶予の選考は、本人の申請に基づき行い、決定は、家庭の経済状況などにより困窮度の高い人から順に予算の範囲内で行います。

以下の（1）または（2）のいずれかに該当する人を対象としています。（1）経済的理由によって入学料の納入が困難であり、学業優秀と認められる人（2）入学する前年の４月から入学手続時までの間に、次のいずれかの理由が発生したことにより、入学料の納入が困難となった人①本人の学資を負担している人が死亡した場合②本人または本人の学資を負担している人が災害を受けた場合③本人の学資を負担している人が失職し、申請時現在、未就職の場合④本人の学資を負担している人が長期療養中である場合

〈入学料免除申請ができる人〉

〈入学料徴収猶予申請ができる人〉以下の（1）または（2）のいずれかに該当する人を対象としています。（1）経済的理由によって入学料の納入が困難であり、学業優秀と認められる人（2）入学する前年の４月（※）から入学手続時までの間に、次のいずれかの理由が発生したことにより、入学料の納入が困難であると認められる人（※10月入学者は4月を10月と読み替えてください。）①本人の学資を負担している人が死亡した場合②本人または本人の学資を負担している人が災害を受けた場合③本人の学資を負担している人が失職し、申請時現在、未就職の場合④本人の学資を負担している人が長期療養中である場合

〈授業料免除申請ができる人〉以下の（1）または（2）のいずれかに該当する人を対象としています。（1）経済的理由によって授業料の納入が困難であり、かつ、一定の学力基準を満たしていると認められる人（2）授業料の各期納入月前６カ月以内（新入生は入学年度の最初の学期に限り入学前１年以内）に、次のいずれかの理由が発生したことにより、授業料の納入が困難となった人①本人の学資を負担している人が死亡した場合②本人または本人の学資を負担している人が災害を受けた場合③本人の学資を負担している人が失職し、申請時現在、未就職の場合④本人の学資を負担している人が長期療養中である場合

授業料免除

経済的理由などにより授業料を納入することが困難な人が、所定の申請を行うことで、納入すべき授業料の全額または半額の免除を受けることができる制度です。免除の決定は、家庭の経済状況などにより困窮度の高い人から、予算の範囲内で、全額免除、半額免除、不許可の順に行います。

奨学金

学業成績が優れ、かつ健康であって、経済的理由による修学に困難があると認められる人については、選考の上、奨学金を貸与または給与する制度があります。本学で取り扱っている奨学金には、日本学生支援機構（旧・日本育英会）の奨学金と民間および地方公共団体の奨学金があります。なお奨学金に関する取り扱いは、学生生活支援グループ（学生プラザ3F）で行っています。

日本学生支援機構は、優れた学生で経済的理由により修学に困難がある人に対し、学資の貸与を行うことにより、国家および社会に有為な人材を育成するとともに、教育の機会均等を図ることを目的とする機関です。大学院において第一種奨学金の貸与を受けた学生であって、在学中に特に優れた業績をあげた人として機構が認定した場合には、貸与期間終了時に奨学金の全部または一部の返還が免除される制度があります。

●日本学生支援機構（旧・日本育英会）

課程・月額等

博士課程前期

第一種（無利子）第二種（有利子）

50,000円または88,000円

50,000円80,000円100,000円130,000円150,000円から選択

80,000円または

122,000円博士課程後期

広島大学独自の大学院生支援制度

●広島大学エクセレント・スチューデント・スカラシップ

理学研究科博士課程後期に在学する学生をRA（リサーチ・アシスタント）として雇用することにより、博士課程後期学生に経済支援を行っています。

理学研究科独自の大学院生支援制度

●広島大学大学院理学研究科リサーチ・アシスタント雇用制度

理学研究科に在学する大学院生の海外での学術研究・成果発表等への経済的支援を行い、大学院生が主体的に研究に専念できる環境を整備し、人材育成機能の強化を図ることを目的としています。

●広島大学大学院理学研究科大学院生海外派遣支援制度

理学研究科に在学する私費外国人留学生への経済的支援を行い、理学研究科における教育研究活動の円滑な実施を推進することを目的としています。

●広島大学大学院理学研究科留学生支援制度

入学料・授業料、奨学金についてのお問合せ先〒739-8514 東広島市鏡山1-7-1広島大学学生生活支援グループ（学生プラザ3階）TEL／082-424-6167・6168　FAX／082-424-6159E-mail／[email protected]

広島大学大学院に在籍する日本人学生が、海外で開催される国際学会において外国語で発表（口頭発表またはポスター発表）する場合、当該研究科に経費を支援する制度です。

●広島大学大学院の学生のための国際学会発表支援制度

〈奨学内容等〉

●毎年の理学研究科への支援の総額は、前年度の国際学会での発表実績人数等により決定します。●学生1人当たりの支援額については、「広島大学理学研究科大学院生海外派遣支援制度」に準じます（下記参照）。

〈支援内容等（理学研究科の場合）〉

国際会議等での発表等のために、大学院生を海外派遣するための経費として、往復旅費相当額として、1人当たり15万円を上限として、指導教員に配分することにより行います。

〈支援内容等〉

●海外からの入学生 A student from overseas

数理分子生命理学専攻大学院博士課程後期2年次生The second year of doctoral program, Department of Mathematiacal and Life Sciences 韓邑平 HAN Yiping

私は高い水準の研究環境を求め、中国から広島大学・理学研究科へ入学しました。本研究科には、豊富な知識や研究への熱意を持った先生方がいらっしゃり、また最先端の研究設備が整っています。留学生に対する支援や活動も積極的に展開されており、自由かつ充実した学生生活が過ごせると思います。留学経験を通して、人生の可能性を広げたい方々には、本研究科への入学を強くお薦めします。To experience a high-level research environment, I entered the Graduate School of Science, Hiroshima University from CHINA. We have many great professors with strong enthusiasm and the most advanced instruments. Moreover, supports for international students are abundant, and you can live an exciting and meaningful school life here. I strongly recommend this great place to anyone who wants to broaden potentiality through abroad study.

中国から留学 From China

●広島大学理学部からの入学生 A student from the Faculty of Science, Hiroshima University

物理科学専攻大学院博士課程後期1年次生The first year of doctoral program, Department of Physical Sciences 中平夕貴 NAKAHIRA Yuki

私は結晶の持つ物性をその構造から明らかにする研究をしています。学部4年次からこの研究をスタートしましたが、ミクロな結晶構造を自らの手で特定し、マクロな性質を考えるのはとても面白く、さらに研究を深めるために大学院へ進学しました。本研究科の魅力は、万全のサポート体制に加え、熱心な先生方のもとで学生でも最先端の研究に積極的に関われることです。自身の手で最先端の発見を得たい方に本研究科をおすすめします。I have researched the crystal structure and physical properties of the crystals since I was an undergraduate student. The attraction of Graduate School of Science at Hiroshima University is everyone can take part in the forefront of science research in addition to the thorough support system. Let’s research forefront of science by own hand in Hiroshima Univ.


●インターンシップを経験した学生 A student participated in the Internship Program

物理科学専攻（平成29年3月大学院博士課程前期修了）Graduated from Department of Physical Science in March 2017 森合海瑠 MORIAI Kairu

将来、社会に与える影響力の大きい仕事がしたいと考え、情報収集の一環としてインフラ企業のインターシップに参加しました。本格的な業務体験や年齢の近い社員との座談会などを通して、社員の率直な思いや仕事内容だけでなく、企業の目指す方向性まで深く知ることができました。また、日頃の研究で自分が培ってきた論理的思考力が、企業の技術職で大いに活かされることも知りました。インターンシップは、企業を知り、自分を知ることもできる貴重な機会だと思います。I participated in the internship program of an infrastructure company. Through the job experience and discussions with young employees, I learned not just the job details and honest opinions of the employees, but also the future direction of the company. I also realized that the logical thinking ability I acquired in my research life would be useful for technical jobs. I believe an internship program is a valuable opportunity to you for understanding both companies and yourself.

中国電力株式会社でインターンシップを経験 At The Chugoku Electric Power Co., Inc.

●本研究科修了生 Our graduates

数学専攻（平成26年9月大学院博士課程後期修了）Graduated from Mathematics in September 2014 伊森晋平 IMORI Shinpei

困難な問題に挑むにあたって、これまでに培った知識だけでは不十分なことが多くあります。そこで必要なのが、新しい専門的な知識やアイデアを自ら探求し、身につけ、活用することです。広島大学理学研究科では、多くの先生方からの手厚いサポートによって、その方法を効率よく学ぶことができます。このように、持続的な成長の基盤づくりに適していることが理学研究科の魅力です。To solve a challenging problem, knowledge that has been learned is often insufficient. In this situation, it is required to find, learn and utilize new knowledge and ideas. At Graduate School of Science in Hiroshima University, these subjects can be learned efficiently due to kind support of many teachers. An attractive point of Graduate School of Science is suitableness for constructing a basis of the sustainable growth.

大阪大学に勤務 Working at Osaka University

●他大学からの入学生 A student from another University

化学専攻大学院博士課程前期2年次生The second year of master’s program, Department of Chemistry 秋坂陸生 AKISAKA Rikuo

本研究科の化学専攻では、分子構造化学と分子反応化学を軸に研究を行っていることに惹かれ、本研究科に入学しました。入学後は、分子反応化学講座の反応有機化学研究室で研究をしつつ、講義での理学融合基礎概論やサイエンスカフェといった学問領域を横断した取り組みを使って、他の専攻の人との議論や交流を積極的に行っています。視野を広げ、学びを深めたい方は、本研究科で勉強しませんか。I enrolled in this graduate school because I am attracted to research on structure and molecular reactions in the chemis-try department of this graduate program. In this department, opportunity that crosses all academic fields such as Science Cafe is actively conducted and knowledge can be expanded not only for your major but also for general science. Who would like to broaden your horizons, why don’t you study at this Graduate School?

筑波大学理工学群化学類から入学 From University of Tsukuba

Message from Students広島大学大学院理学研究科を志すあなたへのメッセージ。

We shall unlock the truth of natureintrepidly and doggedly.

https://www.hiroshima-u.ac.jp/sci/

〒739-8526東広島市鏡山1丁目3番1号TEL 082-424-7305　FAX 082-424-0709

■お問合せ先広島大学大学院理学研究科支援室（総務・企画担当）TEL 082-424-7306　FAX 082-424-0709e-mail：[email protected]広島大学大学院理学研究科支援室（大学院課程担当）TEL 082-424-7309　FAX 082-424-2464e-mail：[email protected]

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数学専攻TEL 082-424-7350　FAX 082-424-0710物理科学専攻TEL 082-424-7381　FAX 082-424-0717化学専攻TEL 082-424-7105　FAX 082-424-0727生物科学専攻TEL 082-424-7470　FAX 082-424-0734地球惑星システム専攻TEL 082-424-7469　FAX 082-424-0735数理分子生命理学専攻TEL 082-424-7325　FAX 082-424-7327

■InquiryGeneral Affairs and PlanningTEL +81-82-424-7306 FAX +81-82-424-0709E-mail:[email protected] CourseTEL +81-82-424-7309 FAX +81-82-424-2464E-mail:[email protected]

MathematicsTEL +81-82-424-7350 FAX +81-82-424-0710Physical ScienceTEL +81-82-424-7381 FAX +81-82-424-0717ChemistryTEL +81-82-424-7105 FAX +81-82-424-0727Biological ScienceTEL +81-82-424-7470 FAX +81-82-424-0734Earth and Planetary Systems ScienceTEL +81-82-424-7469 FAX +81-82-424-0735Mathematical and Life SciencesTEL +81-82-424-7325 FAX +81-82-424-7327

1-3-1, Kagamiyama, Higashi-Hiroshima-shi, 739-8526TEL +81-82-424-7305 FAX +81-82-424-0709

発行／平成29年7月　広島大学大学院理学研究科支援室（総務・企画担当）編集／広島大学大学院理学研究科広報委員会

Accessアクセス

Japan

Hiroshima 成田国際空港Narita International Airport

羽田空港Tokyo International Airport

関西国際空港Kansai InternationalAirport

福岡空港Fukuoka Airport

広島空港Hiroshima Airport

広島東京Tokyo

名古屋Nagoya新大阪

Shin-Osaka

博多Hakata

Issued in July, 2017 by the Graduate School of Science, Hiroshima University.

果敢に、そして粘り強く自然の理を解き明かす。

広島大学大学院理学研究科Graduate School of Science Hiroshima University


2017Graduate School of Science Hiroshima University

理学研究科

庄原市

JR福塩線

備後庄原

東城JR木次線

庄原IC

東城IC

甲奴IC

吉舎IC

三良坂IC

中国横断自動車道尾道松江線Onomichi Expressway

中国横断自動車道尾道松江線Matsue Expressway

西条ICSaijo IC

志和ICShiwa IC

東広島駅Higashihiroshima Sta.

JR山陽本線JR Sanyo Line 西条駅

Saijo Sta.

寺家駅Jike Sta.八本松駅

Hachihonmatsu Sta.

山陽自動車道

Sanyo Expressway

↓呉　to Kure

←広島　to Hiroshima

三原→　to Mihara

2

375

375

広島大学東広島キャンパスHiroshima University

Higashi-Hiroshima Campus 東広島・呉自動車道Higashihiroshima-Kure

Expressway

東広島・呉自動車道Higashihiroshima-Kure

Expressway

JR山陽新幹線JR Sanyo Shinkansen


志和ICShiwa IC

広島東ICHiroshima-higashi IC

廿日市JCTHatsukaichi JCT

大野ICOhno IC

広島市Hiroshima-shi 東広島市

Higashi-Hiroshima-shi

向島ICMukaishima IC

尾道JCTOnomichi JCT

三次東JCT/ICMiyoshi-higashi JCT/IC

山陽自動車道Sanyo Expressway

西瀬戸自動車道Nishiseto Expressway

広島空港Hiroshima Airport

JR山陽本線JR Sanyo Line

JR呉線JR Kure Line


❶

❷

❸

廿日市ICHatsukaichi IC

馬木ICUmaki IC

西条ICSaijo IC

高屋JCT・ICTakaya JCT/IC

広島ICHiroshima IC

広島北JCTHiroshima-kita JCT

広島JCTHiroshima JCT

千代田JCTChiyoda JCT

西条駅Saijo Sta.

東広島駅Higashihiroshima Sta.

広島自動車道Hiroshima Expressway

広島高速道路HiroshimaExpressway

東広島・呉自動車道Higashihiroshima-Kure Expressway

広島呉道路Hiroshima Kure Road

浜田自動車道Hamada Expressway

中国自動車道Chugoku Expressway

広島駅Hiroshima Sta.

宮島Miyajima

❶東広島キャンパス　Higashi-Hiroshima Campus

❷附属臨海実験所　Marine Biological Laboratory

❸附属宮島自然植物実験所　Miyajima Natural Botanical Garden

●海外からの入学生 A student from overseas

数理分子生命理学専攻大学院博士課程後期2年次生The second year of doctoral program, Department of Mathematiacal and Life Sciences 韓邑平 HAN Yiping

私は高い水準の研究環境を求め、中国から広島大学・理学研究科へ入学しました。本研究科には、豊富な知識や研究への熱意を持った先生方がいらっしゃり、また最先端の研究設備が整っています。留学生に対する支援や活動も積極的に展開されており、自由かつ充実した学生生活が過ごせると思います。留学経験を通して、人生の可能性を広げたい方々には、本研究科への入学を強くお薦めします。To experience a high-level research environment, I entered the Graduate School of Science, Hiroshima University from CHINA. We have many great professors with strong enthusiasm and the most advanced instruments. Moreover, supports for international students are abundant, and you can live an exciting and meaningful school life here. I strongly recommend this great place to anyone who wants to broaden potentiality through abroad study.

中国から留学 From China

●広島大学理学部からの入学生 A student from the Faculty of Science, Hiroshima University

物理科学専攻大学院博士課程後期1年次生The first year of doctoral program, Department of Physical Sciences 中平夕貴 NAKAHIRA Yuki

私は結晶の持つ物性をその構造から明らかにする研究をしています。学部4年次からこの研究をスタートしましたが、ミクロな結晶構造を自らの手で特定し、マクロな性質を考えるのはとても面白く、さらに研究を深めるために大学院へ進学しました。本研究科の魅力は、万全のサポート体制に加え、熱心な先生方のもとで学生でも最先端の研究に積極的に関われることです。自身の手で最先端の発見を得たい方に本研究科をおすすめします。I have researched the crystal structure and physical properties of the crystals since I was an undergraduate student. The attraction of Graduate School of Science at Hiroshima University is everyone can take part in the forefront of science research in addition to the thorough support system. Let’s research forefront of science by own hand in Hiroshima Univ.


●インターンシップを経験した学生 A student participated in the Internship Program

物理科学専攻（平成29年3月大学院博士課程前期修了）Graduated from Department of Physical Science in March 2017 森合海瑠 MORIAI Kairu

将来、社会に与える影響力の大きい仕事がしたいと考え、情報収集の一環としてインフラ企業のインターシップに参加しました。本格的な業務体験や年齢の近い社員との座談会などを通して、社員の率直な思いや仕事内容だけでなく、企業の目指す方向性まで深く知ることができました。また、日頃の研究で自分が培ってきた論理的思考力が、企業の技術職で大いに活かされることも知りました。インターンシップは、企業を知り、自分を知ることもできる貴重な機会だと思います。I participated in the internship program of an infrastructure company. Through the job experience and discussions with young employees, I learned not just the job details and honest opinions of the employees, but also the future direction of the company. I also realized that the logical thinking ability I acquired in my research life would be useful for technical jobs. I believe an internship program is a valuable opportunity to you for understanding both companies and yourself.

中国電力株式会社でインターンシップを経験 At The Chugoku Electric Power Co., Inc.

●本研究科修了生 Our graduates

数学専攻（平成26年9月大学院博士課程後期修了）Graduated from Mathematics in September 2014 伊森晋平 IMORI Shinpei

困難な問題に挑むにあたって、これまでに培った知識だけでは不十分なことが多くあります。そこで必要なのが、新しい専門的な知識やアイデアを自ら探求し、身につけ、活用することです。広島大学理学研究科では、多くの先生方からの手厚いサポートによって、その方法を効率よく学ぶことができます。このように、持続的な成長の基盤づくりに適していることが理学研究科の魅力です。To solve a challenging problem, knowledge that has been learned is often insufficient. In this situation, it is required to find, learn and utilize new knowledge and ideas. At Graduate School of Science in Hiroshima University, these subjects can be learned efficiently due to kind support of many teachers. An attractive point of Graduate School of Science is suitableness for constructing a basis of the sustainable growth.

大阪大学に勤務 Working at Osaka University

●他大学からの入学生 A student from another University

化学専攻大学院博士課程前期2年次生The second year of master’s program, Department of Chemistry 秋坂陸生 AKISAKA Rikuo

本研究科の化学専攻では、分子構造化学と分子反応化学を軸に研究を行っていることに惹かれ、本研究科に入学しました。入学後は、分子反応化学講座の反応有機化学研究室で研究をしつつ、講義での理学融合基礎概論やサイエンスカフェといった学問領域を横断した取り組みを使って、他の専攻の人との議論や交流を積極的に行っています。視野を広げ、学びを深めたい方は、本研究科で勉強しませんか。I enrolled in this graduate school because I am attracted to research on structure and molecular reactions in the chemis-try department of this graduate program. In this department, opportunity that crosses all academic fields such as Science Cafe is actively conducted and knowledge can be expanded not only for your major but also for general science. Who would like to broaden your horizons, why don’t you study at this Graduate School?

筑波大学理工学群化学類から入学 From University of Tsukuba

Message from Students広島大学大学院理学研究科を志すあなたへのメッセージ。

理学研究科 - hiroshima university...who can shape the frontiers of basic science, technologists...

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