応用生命科学科

不思議なことに、植物は遺伝子レベルでは同一でも、生育環境が違えば異なる形に成長します。それぞれの個体が異なる環境に応答して、代謝や成長のバランスを最適化するのです。この調和のとれた環境応答を実現するためには、細胞間、器官間での情報の交換と統合が必要であり、植物ホルモンやペプチド、RNA などの分子が情報の担い手（情報分子）としての役割を果たしています。私たちは、特に植物ホルモンの分子構造に注目して先駆的な研究を進めています。
　これまで、サイトカイニンと呼ばれる植物ホルモンの分子構造の微妙な差異が、葉をつくり出すスピードや葉の大きさなどを巧妙に調節するしくみを解明しました。これはモデル植物であるシロイヌナズナで発見した原理ですが、他の多くの植物にも当てはまる大きな成果です。現在は次のステップとして、この分子の植物内での移動を司る、輸送システムの解明に取り組んでいます。
　植物のふるまいに関する情報のやりとりを遺伝子レベル、分子レベルで理解することは、今後の世界の作物生産に直接影響を与えうる農学の中心課題といえます。新しい研究分野なので、まだまだわからないことがたくさんあるおもしろい世界です。挑戦する意欲がある若い知性を大歓迎します。

生物は生きるために多様な有機化合物を当たり前のようにつくっています。しかし、意外かもしれませんが、それらを人の手で人工的につくることは容易ではありません。特に構造が複雑な低分子有機化合物の化学合成はたいへん困難で、それを化学の力で合成したいというチャレンジ精神が有機化学という分野を発展させてきたのです。
　たとえばフグ毒（テトロドトキシン）は、とりわけ化学合成が困難と言われる分子ですが、私たちはこの化学合成に成功した世界でも数少ないグループの一つです。フグ毒の人工合成からは、さまざまな研究が発展します。食の安全への貢献はもちろん、なぜフグ毒は中毒を引き起こすのかという分子機構の研究からは、痛み止めなどの創薬にも貢献できると考えています。
　フグ毒には、いくつかの謎があります。面白いことに、フグ毒はフグ自身ではなく海の微生物がつくっていますが、何のために微生物がこの毒をつくっているかは全くの謎です。フグはこの毒を含む餌から体内に毒をため込みますが、フグがどのようにこの毒を取り込むのかも謎の一つです。フグ毒に限らず生物がつくりだす有機化合物には、不思議な世界が広がっていることをぜひ知っていただきたいですね。

　近年、生活習慣に起因する様々な病気が大きな社会問題となっています。私たちの研究室では、食品のもつ機能性に注目し、ヒトの健康に対して科学的に貢献することを大きな目標としています。これまでに、企業との共同研究として、野菜に含まれているある成分が生体内の炎症を阻害する機能をもっていることを明らかにしました。これには、将来的に機能性食品などの開発に活かせる可能性があります。また、ヒトの体の中で病気の原因となりうる酸化反応やその生成物を解析することで、病気に関わる重要な分子の発見に取り組んでいます。一例をあげると、名古屋大学医学部との共同研究では、脂質異常症の患者さんの血液を分析することで、その中で特異的に増加しているタンパク質に見られる化学的な変化をつかみつつあります。この成果は新しい疾患マーカーや医薬品の開発につながると期待されています。
　科学的根拠に基づいて健康長寿に寄与する食品を提案することと、病気の目印となる良いマーカーを特定することは、社会への貢献に直結するため、大きなやりがいを感じています。さらに食品機能化学は、「食と健康」をキーワードとして、農学、医学、産業界がつながる学際的な研究分野であり、将来性や可能性に満ちているので、若い皆さんにぜひ志をもって参画してほしいと思います。

　味噌、醤油、日本酒などの多くの発酵食品の製造には、麹菌などのカビが用いられます。私たちは古来より微生物の代謝を利用して農産物から新たな風味や機能を引き出し、地域固有のより豊かな食文化を築いてきました。一方微生物の代謝は、私たちの食生活にメリットをもたらすだけでなく、物理的、化学的に安定で、調理しても毒性を示す非タンパク性の毒素を蓄積させ、人や家畜の健康を害したり悪い影響をもたらしたりすることもあります。
　例えば、フザリウム属というカビは毒素を小麦の種子中に蓄積させ汚染します。そこで、この毒素がどのように合成されるのか、合成に必要な遺伝子群の発現がどのように制御されるのか、基本骨格についている側鎖の多様性がどのように生み出されてきたのかを突き止め、その検出を容易にしました。さらにフザリウム属のうち、代替肉生産に用いられているベネナータムという種を用い、有用化合物をつくるような代謝改変を行なっています。
　また、SDGs への貢献をめざし、農産物や加工品から出る糖ポリマーの廃棄物を分解し、食資源やエネルギー源として再利用するための研究にも取り組んでいます。「微生物に期待して、今だかつて裏切られたことはない」という言葉があるように、これからも最新の技術や知見を取り込み、微生物との良き関係を深めていきたいと思っています。