もっと研究について知りたい! トピックスでは研究所の方々にインタビューして研究の"今"を伝えます。

 

植物の生育を促進する微生物の研究



植物・微生物相互作用グループ 谷助教
 
Q.研究所に来るまでの経緯を教えてください

 高校生の時は、元々工学部機械系志望でした。しかしそれよりも、「この大学に入りたい!」という気持ちの方が強かった、、、つまりどの学部でもよかったのと、入試の点数が足りなかった関係で、農学部を受験して合格しました。物理の方が得意なのですが、適当に入学してしまった農学部の生物の授業にはやはり興味が持てず、クラブやサークル三昧の学部時代でした。授業も相当サボっていましたし、単位もギリギリで、全く優秀な学生ではありませんでした。

 3回生の学生実験の時も、生化学や植物栄養学など様々な実験をやりましたが、サボっていた影響で全く何をやっているのかわからず、困りました。転学部しようとも思いました。ただ一つだけ、応用微生物学の実験は何となくわかる気がして、とても面白かった覚えがあります。それまで落第生だった私が、このレポートだけは1番に提出しました。4回生になる際、研究室は制御発酵学研究室を選びました。

 4回生の時は、原油に含まれる高沸点化合物である、プリスタンという分枝パラフィンの一種の分解菌についての研究を始めました。このとき、微生物を自然界からスクリーニングする、つまり、活性のある有用な菌を見つけ出すという、応用微生物学の基本中の基本の研究をさせていただきました。たぶん当時の先生は、頭は悪いが体力だけはありそうな私に最適なテーマを与えてくださったのだと思いますが、今から考えればスクリーニングほど頭を使うべきものはなかったと思います。

 その後、修士課程に進学しました。テーマは少し変わりますが、やはり石油に含まれる長鎖アルカンを強力に分解する菌の、代謝経路を酵素化学的に研究するというものでした。実際は、その菌から酵素を精製するというものでした。この酵素は普通のアルコール脱水素酵素ですが、比活性は高いものの酵素量が少なく、精製には苦労しました。低温室にこもり、寒いので足踏みしながら菌の抽出物をクロマトグラフィーで分画し、活性を追うということを繰り返しました。最終的に苦労の末、純品にまで精製できた酵素を使って、やっとデータらしいデータが出たときは、先生に大変励ましていただいて、やる気を継続させてもらいました。酵素精製は繰り返すほどうまくなることが実感できました。たぶん先生は、頭は悪いが体力だけはありそうな私に最適なテーマを与えてくださったのだと思いますが、今から考えれば酵素精製ほど頭を使うべきものはなかったと思います。

 博士課程では継続して石油成分分解菌の代謝経路を遺伝子レベルで解析する、ということをやりました。PCR、サザン・ノザンハイブリ、クローニングなど分子生物学の基本的な実験手法はこのとき学びました。博士課程では論文を出さないといけませんが、ドイツのライバルグループに先を越され、しかしそれとは違う面白い点が見つかり、それをメインの論文として何とか通しました。今でもそれなりに引用されているので、たまたまにせよ、面白い論文になったと思います。「いい菌」を使うことが重要であると思いました。修士に進学するときも、その後博士課程に進学するときも、落第生だった私がそこまでやってみる気になったのは上記先生の励ましと、こうなりたいと思わせる先輩方の存在が大きかったように思います。

 博士課程を修了し、縁あって本研究所の助手(現助教)になりました。ここでは河合教授(2008年3月退職)のもと、合成高分子化合物であるポリエチレングリコール(PEG)の分解細菌の代謝経路を遺伝子・酵素レベルで解析することと、酸性土壌で植物の生長を阻害する有毒元素アルミニウムに耐性を持つ酵母の研究を始めました。前者は学生時代にやっていたこととあまり変わらないのですが、後者は初めて酵母を使うので、それなりにまた苦労しました。苦労するのは、たぶん学部生時代にサボりすぎていたからだと今でも思います。



論文を執筆中、ではなく谷先生、
パソコンのデスクトップはスナゴケの写真
 

スナゴケ
Q.現在の研究について教えてください

 飽き性なのか、同じことを続けるのは好きではないので、研究所にたくさんいる植物研究者と絡んで何か面白いことができないかと考え始めた頃、研究所の90周年記念に屋上を緑化するプロジェクトがスタートしました。その際、屋上緑化に使われる植物に対して、何らかの有益な菌を使って生育を早めることができるのではないかと思い、縁あってスナゴケを選んで生育促進菌を探索し始めました。
 
Q.スナゴケについてもう少し詳しく教えてください

 スナゴケは乾燥に強く、水をやらなくても枯れず、土もほとんど必要ない、という性質があります。そのため、屋上だけでなく壁面にも使える、緑化用植物としてのニーズがあります。しかし、一般にコケ植物は生育が遅いため、促成栽培できる技術が求められています。そこで、微生物を使って生育を促進させてやろうと考えました。探してみると、メタノール資化性菌の1種である、メチロバクテリウム属細菌のいくつかが、スナゴケの生育を促進することがわかりました。植物はメタノールを放出することがわかっており、そのメタノールを微生物が食べ、代わりに何らかの生育促進物質を出しているのではと考えています。

蛍光試薬で染色した原糸体と菌の共存。原糸体の周りにまとわりついているのがバクテリア
 

顕微鏡でコケとバクテリアを観察中
Q.研究はどのような役に立つのでしょうか?

 とっかかりとしては何故かスナゴケでしたが、このような菌は作物にも応用可能であると考えています。何故生育が促進されるのか、詳しいメカニズムはわかっていません。植物と微生物はかなり密接に相互作用・相互依存しています。作物の遺伝子組み替えなどで収量を上げたりする研究は重要だと思いますが、植物が根をはる土や、呼吸をする葉の表面には必ず微生物がたくさんいて、まだ解明されていない相互作用をしているはずです。その解析を通じて、微生物の機能を発見・開発し、それを応用していくことで、作物生育改善に貢献できると考えています。
 世の中には色んな不思議なことがあって、それを研究している人たちもまたたくさんいます。個人的には、面白いかどうかではなく、役に立つかどうかが重要で、世の中に貢献できる研究をしていきたいと思います。

 
Q.他にはどんな研究をしていますか?

 研究所に導入されているマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析計(MALDI-TOF/MS)はタンパク質などの生体高分子の解析に用いられる強力な機器です。最近、この機器を用いて微生物の同定が可能であることが報告されています。細菌細胞で最も多く含まれるタンパク質はリボゾームタンパク質であり、これは大小50程度のタンパク質でできています。菌体から抽出した小さいタンパク質の混合物をそのまま質量分析することにより、細菌のリボゾームタンパク質に由来するピークが観測されます。このピークのパターンは細菌の種特異的であるため、瞬時に微生物同定が可能です。現在、この手法を用いて同属異種菌のタイピングをやっています。これを読まれた微生物研究者の方、共同研究しませんか?

微生物を質量分析!

旧・微生物機能開発グループの新歓 留学生たくさんいます
Q.研究所の魅力、学生さんへのメッセージをお願いします

 研究所にあって、学生の時にはなかったものが魅力になるかと思います。留学生が多いことがあげられると思います。コミュニケーションにはそれなりの障壁もありますが、英語をしゃべらされる・聞かされる機会というのは貴重です。セミナーも英語でやっています。張り紙すら英語。ここに来られる日本人の学生さんは、その点いい環境にあると思います。あと、研究設備が充実している、静かで暮らしやすい、というのがあります。逆にないものは、生協(食堂)! 
 大学院から、または博士課程から新しいことを始めたい!と言う方には、集中して研究できる環境だと思います。植物と微生物の相互作用をやってみたい方は是非コンタクトください。
編集者Mより一言
所内の数いる先生たちの中でもとても穏和な話し方をされる先生のうちの一人です。
植物と共生する微生物を探索されています。
TOF/MS等の機器を用いることでそういった微生物が解析できる時代ですね。

参考リンク:


  

 

 

   

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