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运动性细菌の走化性についての研究
化学物质を感知する细菌のセンサー
私たち人间は美味しそうな匂いにつられて食べ物のあるところへ足を运んでしまう、ということがありますが、目に见えない小さな细菌も、自分たちの周囲にある化学物质を感知し、好きなものの方へと移动しています。このように细菌が好ましい物质に集まる反応を走化性といいます。彼らは、人间の嗅覚のような役割をもつ走化性センサーで化学物质をいわば「嗅ぎ分け」、糸状のべん毛を回転させることで移动します。
私は复数の细菌の走化性について研究していますが、ここではその一例として青枯病菌の研究を绍介します。青枯病菌は土壌に生息し、トマトやナスなどの根の伤口から侵入して、枯らしてしまう病原菌です。その体には22种类もの走化性センサーが备わっています。その一つひとつがどのような物质に反応し、それによって青枯病菌がどのように植物へ近づき、感染に至るのか、を解き明かそうとしています。
このテーマには学生时代から取り组んでおり、学部四年生のときには、22种类の走化性センサーの遗伝子を一つずつ壊すという、非常に地道な実験を行いました。その后、それぞれの遗伝子を破壊した细菌が、どのような化学物质に集まるかを调べました。例えば、ある遗伝子を壊した结果、アミノ酸に集まらなくなれば、壊した遗伝子はアミノ酸を嗅ぎ分けるためのものだったとわかります。さらに、その遗伝子を壊した细菌の植物への感染性を调べることで、その物质へ集まる行动が感染に重要であるかもわかります。このような解析によって、これまでに复数のセンサーについて感知する物质を突き止め、さらに、青枯病菌が植物の根から分泌されるリンゴ酸を感知して集まり、感染を成立させることを见出しました。
社会に役立てるための基础研究を
その性质を利用して、植物の周囲にリンゴ酸を散布することで走化性を撹乱し、青枯病菌の感染を抑えられる可能性を见出しました。このように、走化性について调べることは、细菌の行动原理を知るとともに、その行动を制御することにも繋がります。この考え方は农业に限らず、环境汚染や医疗に関わる细菌にも応用でき、さまざまな分野へ広がる研究テーマだと感じています。
青枯病菌の走化性センサーについては、まだ全てを解明したわけではなく、感染时の走化性行动の全貌を解明するには今后も地道に解析していく必要があります。最终的には社会に贡献できる结果を得ることが目标ですが、応用研究をするためには基础研究が不可欠です。一见远回りに见える研究も、ゆくゆくは社会を変えるような応用研究の土台になると信じて日々取り组んでいます。
考えることが研究の楽しさ
思うような结果が得られないときには、その原因が何なのかを考えることが大切です。単なる操作ミスの场合もありますが、そこから新しい発见が生まれることもあります。実际に、前述した青枯病菌の実験中に、何も入れていないはずのガラス管に菌が少しだけ集まる现象がありました。その现象を精査した结果、ガラスから溶け出したホウ酸に菌が集まっていることがわかりました。ホウ酸は、ゴキブリ団子などに使われる杀虫剤として知られているため、菌を引き寄せる物质として働くとは思いもしませんでした。この発见は、青枯病菌の枠を超えた新たな植物感染机构の解明の起点となりました。これは大きな成果につながった例ですが、日々の研究でも、考えることから小さな発见や新たな気づきが生まれます。そこが研究の楽しいところだと思います。
私自身がこうした楽しさを感じてきたからこそ、学生にも、自分で考えながら研究する楽しさを知ってほしいと思っています。ただ、考える材料となる知识がなければ、そもそも自分で考えることはできません。そのため、まずは研究背景や実験原理を理解できるよう、日常的に情报交换をしながら、各学生に合ったアドバイスやサポートをするよう心がけています。その上で、「自分で考える」ことの大切さを日顷から伝えています。
そうは言うものの、私自身、最初から研究者を目指していたわけではありません。学部生の顷には周りに合わせて就职活动をしていたくらいですが、四年生で研究室に配属されると、研究が楽しくて、朝から夜まで実験ばかりするようになりました。当时はとにかく梦中で取り组んでいたのですが、细菌関係の研究者にその话をすると「学部四年生の一年间で22个も遗伝子を壊したの？」と未だに惊かれるくらいです。手を动かした分だけ结果が积み重なっていく达成感と、目に见えない生き物たちが実は何らかの目的を持って动いている」という面白さにのめり込んでいたのを今も覚えています。これが原点となり、その后も研究に没头した结果、修士?博士と进学し、さらに运よく先生から助教の职にお声がけいただき、そのまま研究の道を歩んできました。
受験を控えた方の中には、将来の夢を明確に思い描けず悩んでいる方もいると思います。私も高校生のころに明確な夢がなかった一人です。だからこそ、今感じている「楽しい」「面白い」という気持ちを大切にしてもいいのではないか、と思います。夢がないからといって焦る必要はありません。私の所属する工学部三類は、生物も化学も物理も幅広く学べます。理系科目全般が好きな方、どの分野も面白そうだと感じて選べない方は、まずはここに来てそれぞれを深く学び、それから進む方向を決めても遅くありません。そんな中で、もし生物工学が楽しければぜひ、この研究室の扉を叩いてください。工学部の中でも少しサイエンス寄りの研究に取り組めます。考えることを一緒に楽しみましょう。
緋田 安希子 助教
AKIKO HIDA
2015年4月 日本学術振興会特別研究員DC1（広島大学）
2018年4月 広島大学大学院先端物質科学研究科 助教
2019年4月 広島大学大学院統合生命科学研究科 助教
