立教大学

以上のプロジェクトを推進するために、本センターでは計算による分子設計を担当する「設計グループ」と、実験的に機能分子の構築を行う「反応制御グループ」ならびに「物性・機能制御グループ」を設けています。本センターの研究メンバーはいずれかのグループに所属し、これらのグループが互いに成果をフィードバックし合うことにより、機能分子・分子材料の開発を行っています。「設計グループ」では、機能分子の設計上必須となる複雑系や励起状態にある分子を計算できる手法の開発を進め、さらにそれらを駆使して機能性の本質の理論化学的解析およびそれに基づく機能分子の設計を行っています。「反応制御グループ」は、反応性の制御が機能性発現の鍵となる物質、例えばグリーンプロセス触媒、不斉合成触媒、薬理作用を持つ分子、環境応答天然化合物等の開発を行っています。「物性・機能制御グループ」は、物性の制御が機能性発現の鍵となる物質、例えば光スイッチ機能を持つ蛍光分子、光変形分子結晶、光触媒、生分解性ポリマー等の開発を行っています。実験グループによる合成分子の物性・構造の計測結果、および機能性の評価結果は「設計グループ」にフィードバックされ、さらなる理論的解析を経て分子の再設計を行います。このようなサイクルを経ることにより、より高度な機能を持つ分子を開発することが可能となってきました。
それらの成果の一例として、光スイッチ機能を持つ蛍光分子の開発を紹介いたします。分子の中には光を当てると分子自身が光を発するものがあり、このような現象は「蛍光」、蛍光を発する分子は「蛍光分子」と呼ばれています。本センターでは、波長の異なる光を当てることで、蛍光を発するかどうかをスイッチできる分子が開発されました。この分子を利用すると、通常の光学顕微鏡よりはるかに解像度の良い超高解像顕微鏡を作ることができます。また、これらの分子に生体分子との親和性を高める部位を付加したことにより、生体組織の高解像イメージングを可能にする分子も、計算と実験の協力により開発されてきました。これらの分子は、バイオ分野をはじめとしてさまざまな分野での幅広い応用が期待されています。未来分子研究センターではこの他にもさまざまな成果が挙がっていますが、研究成果の詳細については、センターのWebサイト、および各センター員の研究室のWebサイトをご覧ください。
これらの研究には、大学院生も参画しています。特に、化学専攻の博士後期課程の学生は、現在のところ全員が未来分子研究センターのリサーチアシスタントを務め、センターの研究を主体的に担っています。大学院生が機能分子開発における世界でも最先端の研究を自ら行い、また次節で述べる公開講演会などにおいて世界でトップクラスの研究者と交流することの教育効果は大きく、ここ数年、本センターでの研究成果を学会発表した大学院生のうち数名がそれぞれの学会における優秀発表賞等を受賞しています。

以上で述べた研究の成果は、さまざまな学術誌に論文として発表されているのに加え、主な成果については随時Webサイトで紹介されています。センターの定期刊行物として、『未来分子研究センターニュースレター』を年に1回発行し、センター員の研究成果を分かりやすく解説する記事を掲載してその広報に努めています。また、毎年センターの研究成果を報告する公開シンポジウムを開催しています。これは、専門の研究者や学生のみならず広く一般に公開され、これにより研究成果を広く社会に発信しています。また、次ページ表に示したように、学外の講演者をお招きしての講演会を年に数度開催し、そのいくつかは一般にも公開して機能分子開発の分野の啓蒙に努めています。2014年度末には、プロジェクトが立ち上がって2年経過したことを受け、外部有識者3名よりなる外部評価委員会による外部評価を実施し、その評価をもとに研究方向の再検討を行っています。

今後、社会として限りある資源を有効活用していく技術の開発は必須であり、そのためにも革新的な機能を持つ分子の開発は重要です。そのような研究を行う拠点としての未来分子研究センターは、今後ますます重要度を増していくものと考えられます。ノーベル化学賞は、一昨年度は計算化学の進展に対して、昨年度は超高解像顕微鏡の開発に対して与えられました。これらのテーマは、本センター発足以来、主軸としてきた研究テーマと完全に合致しており、これはわれわれの目指す化学が世界的に重要視されていることを示すものといえるでしょう。当センターは発足以来8年目の若いセンターですので、新たな研究拠点の確立という理想に向けての途上にあり、今後のセンターの発展にご期待いただければと考えています。