ENGLISH生命科学科 教員
| 赤松 明（あかまつ あきら） 助教 | （武田研究室） |
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専門分野：植物分子生物学、植物-微生物相互作用、共生
植物と微生物がどのように関わり合っているのかを、細胞レベル、分子レベルで解明することを目標に研究を行っています。普段、我々が目にする植物の周りには、目では見ることができないような微生物が数多く存在します。例えば、葉の上や根の周りにです。この微生物と植物の関わり合いを植物-微生物相互作用と呼びます。最も分かり易い例は、植物がかかる病気だと思います。実際に家の近くで目にすることや、本やニュースなどで目にすることもあるかと思います。あれらの全ては、植物に害を与える微生物によって引き起こされるものです。面白いのは、自然界に存在する微生物は植物に害を与えるものばかりではないということです。植物と共に生き、互いに利益を与え会う道を選んだ微生物も多く存在します。そう言った微生物を共生菌と呼びます。私の研究では、植物がこれら異なる性質を持つ微生物をどのように見分け、敵か見方を判断するのか、そしてその後どのような応答を行うのかを、顕微鏡や、分子生物学的な手法を用いて明らかにしようとしています。このような研究分野で得られる知識は、農業上非常に価値のあるもので、これまでにも様々な現場で活かされています。
■研究室サイト
| 川上 慶（かわかみ けい） 助教 | （田中克典研究室） |
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専門分野：染色体、エピジェネティクス 、細胞記憶
一卵性双生児のゲノムDNA配列は互いに同一ですが、糖尿病やガンの発症率、食べ物の好き嫌いなどに多くの違いが見られます。なぜ同一のゲノムを持つ二人が異なる個性を持つのでしょうか。私は、生物が個性を獲得しそれを記憶・維持する仕組みを細胞レベルで研究しています。これまでに世界中で行われてきた研究から、細胞の個性は、個々の遺伝子の活性のONとOFFを調節することで生み出されることが分かってきました。このような遺伝子発現の調節は、遺伝子を取り巻く染色体の構造を巧みに操ることで行われています。このような遺伝子発現の制御様式をエピジェネティクスと呼びます。しかし、一旦遺伝子発現がONあるいはOFFに調節された後、そのエピジェネティックな状態がどのように細胞に記憶され、維持されるのかは未だ明らかではありません。この問題に対して、私は単細胞生物である分裂酵母をモデル生物に用いて研究を行っています。これまでに、エピジェネティックな細胞記憶に関わる多数の遺伝子を発見しています。驚くことに、分裂酵母で発見された遺伝子の多くは、ヒトにも存在する遺伝子でした。現在、生物の個性の謎を紐解くヒントを探して、毎日楽しく研究しています。
■研究室サイト
| 嶋川 銀河（しまかわ ぎんが） 助教 | （松田研究室） |
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専門分野：植物分子・生理科学
研究分野：植物生理学、光合成、サンゴ礁
自然界に生息する多種多様な生き物たちは、それぞれどんな“生きざま”を見せてくれるのか？そんな好奇心を原動力にして日々研究に没頭しています。
まだまだ謎の多い光合成の世界
光合成というのは植物や藻が太陽のエネルギーを使って二酸化炭素から有用な有機物（砂糖など）を作る反応であり、そのおかげで地球は多くの生命を維持することができるわけです。また光合成は反応のゴミとして酸素を放出するため、この点でも私たちにとっては欠かせない反応と言えます。
光合成分野はこれまで数百年間にわたって研究が続いており、多くのノーベル賞受賞者を輩出してきましたが、それでも未だに多くの謎を残しています。中でも一番ブラックボックスなのが、その「制御メカニズム」についてです。植物や藻は各々がおかれた環境に合わせて最も効率的かつ安全に光合成を行っていますが、それが分子レベルでどうやって制御されているのか分かっていないのです。そしてこれを明らかにするためには、光合成を行う生き物たちの遺伝子やタンパク質、代謝の基盤を理解した上で、実際に”生きている”植物や藻を非破壊的に測定することが必要になります。このような背景から私は、生理学的解析を主軸にした多くの研究ツールを駆使して実験に取り組んでいます。
実際の研究室では植物や藻を栽培・培養し、非破壊的な実験機器を用いて光合成の活性などを測定します。自然界とは異なり、実験室では人工的に環境を変化させて生理応答をモニターできるため、個々の環境変化（光・温度・二酸化炭素濃度など）に対して明確な筋道のもとに実験データを解釈できます。また自身の研究モットーとして「生き物の多様性や進化に着目することで、彼らの“生きざま”が見えてくる」と信じており、固定観念に囚われず多種多様な実験材料を使っております。最近ではサンゴという身体の中に微細藻類（褐虫藻）を飼っている動物にも注目しており、動物と藻の共生関係において光合成の反応がどのようにコントロールされているのか、まだまだ興味は尽きません。
光合成の制御メカニズムを知ることは、農作物の収量増加、バイオ燃料の生産性向上、環境のモニタリングや保全に繋がると期待されます。上では研究に没頭する原動力が好奇心であると書きましたが、一方で自身の研究がどのように社会に役立つのか、そのアウトプットを常々考えて研究に取り組んでいます。
少し内容が難しいかもしれませんが、昔行った研究について数年前に執筆した光合成学会の記事「植物が安心して光合成できるワケ」に詳しく載せています。また研究発表の成果などに係る最新情報は個人ホームページで随時更新しております。
■研究者サイト
| 下地 博之（しもじ ひろゆき） 助教 | （北條研究室） |
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専門分野：進化生態学/行動/自己組織化
私は、生物が表現する形質の多様性がどのような要因によって進化したのか、また、どのように形質が維持されているのかについて興味を持っています。特に、行動形質がどのような要因で進化し、どのように維持されているのかについて研究を進めています。具体的には、社会を形成するアリを用いて、社会がどのように維持されているのかについて個体間相互作用のパタンと個体の生理状態に着目して研究を進めています。
研究の対象となる生物をよく観察して面白い現象を見つけていく事が研究の基本的なスタンスです。研究活動を通して、個人の研究テーマが大学のみならず社会に出た後も多様な人々の間を結ぶコミュニケーションツールの一助となれればと考えています。
武田 直也（たけだ なおや） 教授
専門分野：植物微生物間相互作用 共生 植物生理学
植物は、自然環境下において様々な微生物と相互作用を行うことで、個体の生長や形態、植生に至るまで大きな影響を与えます。 私たちは植物と微生物間の相利的な相互作用である「共生」の研究を行っています。アーバスキュラー菌根菌や根粒菌は、宿主植物の根に共生器官を形成し、リンやチッソなどの植物に必須の栄養素を与える代わりに、光合成産物などを得ています。これらアーバスキュラー菌根共生や根粒共生を共生研究のモデル系として、共生を制御する分子メカニズムや共生栄養供給能の解明に取り組んでいます。この研究では、最新の研究手法を取り入れながら植物・微生物双方からのアプローチで、基礎的研究を行うとともに、この研究の成果や基盤技術を発展させ、実用植物を用いて共生能の農学・工学的利用を目指す応用研究も行います。このような植物・微生物とそれらの間に存在する相互作用についての研究を通じて、生物学に関する広い知識と技術を身につけるとともに、新たな知識や技術を生み出す創造力や、その成果を他者に伝える科学的なコミュニケーション能力を養います。
■研究室サイト
田中 克典（たなか かつのり） 教授
専門分野：植物、タンパク質の翻訳後修飾、染色体動態、チェックポイント
現在、二つのテーマを並行して研究しております。一つは、タンパク質の翻訳後修飾因子一つであるSUMOが細胞の機能を制御する機構についての研究です。タンパク質は合成された後、様々な修飾を受けることでその機能の多様性を獲得しています。SUMOはユビキチンに似た修飾分子で、その生物学的機能が注目されています。私は、モデル生物として酵母とシロイヌナズナを用いてSUMOの生物学的機能の解明に取り組んでいます。
もう一つは、細胞周期チェックポイントに関する研究です。細胞はDNA損傷等の異常を感知すると、細胞周期の進行を停止させ、生じた異常に対処するチェックポイント機構を有しています。この機構が破綻すると、我々人間では「がん」の原因となる染色体異常が生じます。私は、酵母をモデル生物として活用して、このチェックポイント機構の解明に取り組んでいます。
■業績リスト■研究室サイト
藤 博幸（とう ひろゆき） 教授
専門分野：バイオインフォマティクス、分子進化、データ解析
分子生命科学の分野では、次世代シークエンサをはじめとする計測技術の進展により、大量かつ異質なデータが高速に生み出されてきています。これらのデータのマイニングによる、新たな生物学的知見の発見や仮説構築は、仮説をたててそれを検定するという従来の形とは異なる新たな研究のスタイルを生み出しています。このようなデータの解析にはコンピュータの使用は必須であり、データからの知識抽出や仮説構築のための新たな情報解析手法の開発も強く求められています。生命科学の様々な分野から生み出されるデータをコンピュータを用いて解析し、そこから新たな知識を見いだす研究分野をバイオインフォマティクスとよびます。
私たちの研究室では、分子生命科学から生成される様々なデータについて進化的視点からの情報解析を行い、それらから新たな生物学的知見を得るための研究を行っています。解析の対象とするデータは、塩基配列、アミノ酸配列、立体構造、ゲノム、発現プロファイルなどです。これらのデータを用いて、分子進化などの基礎的なものから、創薬や医療などの応用に結びつくものまで広く解析を行うと同時に、そのような解析に必要な新たな手法やツールの開発も行っています。
■業績リスト■研究室サイト
西村 健司（にしむら けんじ） 助教
専門分野：オルガネラ、タンパク質分解、プロテアーゼ、葉緑体
葉緑体は光合成をはじめとする植物の正常な発達や成長に欠かせない多くの代謝反応が行われる細胞内小器官（オルガネラ）です。葉緑体内には延べ数千種類にも及ぶタンパク質が存在し、これら生体反応を触媒しています。そのため植物はこれら葉緑体タンパク質の活性や機能を維持・制御することにより、葉緑体代謝を円滑に進める必要があります。特に高次構造の形成異常や損傷などにより機能不全を起こしたタンパク質や、細胞内外の環境変化によりそれ自体が不要になった場合は、分解除去される必要があります。この役割を担うのが葉緑体タンパク質分解酵素（プロテアーゼ）です。葉緑体内にはこれまでのところ少なくとも２０種類のプロテアーゼが存在することが知られています。我々はこれら葉緑体プロテアーゼのうち、どれがいつどこでどのタンパク質をなぜどのように分解しているかについて興味を持っています。また葉緑体タンパク質分解がどのような細胞内の現象と結びついているのか、さらに他のオルガネラを含む細胞内環境の変化と葉緑体タンパク質の恒常性との関連性についても明らかにしたいと考えています。
■業績リスト藤原 伸介（ふじわら しんすけ） 教授
専門分野：特殊環境微生物、生物工学、酵素工学
地球上には、多様な環境に様々な微生物が生育している。９０℃を超える温度を好んで生育する微生物を超好熱菌というが、その多くは温泉や、海底熱水鉱床など原始地球を思わせる環境に生育し、原始生命に最も近い現存生物として注目されている。超好熱菌の中でもArchaeaの分類ドメインに属するものは形態的には原核生物であるが、分子系統的に真核生物に近縁であり、真核細胞誕生の謎を探る上でも興味深い。しかも超好熱菌の生産する酵素は１００℃を越える温度でも変性しない耐熱性酵素であり、産業上の用途が広い。私は超好熱菌の分子育種に取り組みつつ、耐熱性酵素の有効利用法を開発していきたいと思っている。遺伝子操作を駆使して酵素の機能改変を行いつつ、一方で有機溶媒などの疎水系で耐熱性酵素を機能させることで従来にない酵素反応場の実現を目指したい。また、新規有用微生物の探索や微生物を用いた環境浄化にも取り組み、微生物を利用したバイオテクノロジーを展開して行きたいと考えている。
■研究室サイト
北條 賢（ほうじょう まさる）教授
専門分野：化学生態学、進化生態学、神経行動学
自然界において生物は個体同士が互いに関わり合いを持ちながら生活しています。私の興味は「動物社会や種間共生といった複雑な生物間相互作用はどのように進化し維持されてきたのか？」です。アリは高度な社会を形成する真社会性昆虫として知られています。また、陸上生態系で最も繁栄した生物の一群であり、様々な他の生物と共生します。アリはコロニーと呼ばれる集団で生活し、もっぱら繁殖する女王や労働に特化したワーカー、巣の防衛に特化した兵隊など様々なカーストが分業することで協力的な社会を作ります。そのような社会では個体間の綿密なコミュニケーションが重要になってきますが、アリは聴覚や視覚よりも味覚や嗅覚といった化学感覚を主に用いて情報を伝達します。私はアリのコミュニケーションを化学物質・行動・脳・遺伝子レベルで解析し、昆虫社会や種間共生の成り立ちを理解したいと考えています。
■研究室サイト
松田 祐介（まつだ ゆうすけ） 教授
専門分野：植物環境生理学、分子生理学、生物化学
生物は置かれた環境に適応し、そして環境を修飾する。自然水中の含有物は地球の地質学的素成とそこに居住する生物の要求の両方を反映する。これらは極めて微妙に調和し、絶えず互いに修飾し合い、十数億年に及ぶ共進化を遂げて現代に至るわけである。産業革命以降の人類の活動は急速に地球環境を変化させている。私は特に化石燃料の大量消費による炭素循環の変動と生物の応答という問題を研究対象としている。水中に於ける光合成は陸上光合成系と共に炭素循環の過程に重要な役割を負っている。光合成によって水中で固定される炭素の量は地球全体に於ける炭酸同化量の約半分を担い、そのほとんどが、いわゆる植物プランクトンと呼ばれる単細胞藻類に依っている。植物プランクトンに於ける炭素代謝能力とその調節機能の地球環境への貢献、及び地球環境の変動がこれらの機能に及ぼす影響、とり分けCO2濃度に於けるそれを現在研究している。
■業績リスト
■研究室サイト
三浦 佳二（みうら けいじ） 教授
専門分野：計算論的神経科学、ブレイン・マシン・インターフェース、データサイエンス
脳は、神経細胞の間で電気パルスをやりとりすることで情報処理を行っているが、個々の細胞の実験観察だけから、脳がシステム全体として行う「合目的な」計算の仕組みを理解することは容易ではない。このため、本研究室においては、理論モデルを通して脳を理解するという、計算機による「ドライ」な方法を用いた研究を行う。
計算論的神経科学の１つの目標は、「マインド・リーディング」ができる程に、電気信号を解読することである。例えば、機械学習を用いて、計測した神経細胞の電気活動から、ラットが嗅いでいる匂いを当てることが可能である。ここで、電気パルスの頻度だけではなくタイミングも重要であると「仮説」することで、より精度良く解読できる。このように、仮説を通して脳における情報表現の理解を深めることができるのである。さらに近年は、匂いなどの感覚にとどまらず、「やる気」「価値」等のより複雑な脳機能も解読されるようになってきたが、この場合には、仮説や理論モデルの果たす役割がさらに大きくなる。
ドライラボでは、ビッグデータから情報を掘り出すアイデアが鍵となる。パッケージソフトを使うだけであれば決して難しくないし、卒業研究を通じてデータサイエンスのスキルを身につければ、ビジネス等のデータ分析でもきっと役立つはずである。
■業績リスト■研究室サイト
宗景 ゆり（むねかげ ゆり） 教授
専門分野：生命科学、植物生理学、光合成
作物の生産性や環境耐性の強化は、第二の「緑の革命」を起こす技術として強く求められています。トウモロコシやサトウキビなどのC4型作物は、葉内にCO2を濃縮させる機能をもつため、水分や窒素源の利用効率が高く、乾燥・高温地帯での生産性が非常に高いことが知られています。イネや小麦、ダイズ等のCO2濃縮機能を持たないC3型作物をC4型化し、CO2濃縮機能を付加できれば、乾燥・高温地帯や灌漑が難しい地域において、作物を育てることができ、世界の作物生産性を向上させることが期待できます。しかし、複雑なCO2濃縮機能を、C3型作物に付加する国際的な取り組みは、現在の時点では成功していません。そこで、同じ属内にC3型とC4型やその中間型の種が現存するキク科植物を用いて、C3型からC4型へのどのように進化が起こったのかを分子レベルで研究しています。進化過程をヒントにしてC4化を引き起こす遺伝子を明らかにすることができれば、将来、C4化分子育種技術の確立に貢献することができると考えています。