橋床泰之さん(農学研究院 教授)を中心とするグループは、新しい事実を「逆転の発想」で発見し、今年の7月、学術雑誌に発表しました。その発見は、これまで培養できなかった微生物を培養できる、新しい培地の開発に役立つものです。
乳酸菌や纳豆菌、いろいろな病原菌など、私たちはたくさんの种类の微生物とともに暮らしています。これら微生物について研究するには、それらをガラス容器などの中で育てる(培养する)必要があり、科学者たちは、育てるための场(培地)を何种类も开発してきました。
それでも、この世にいる微生物のうち、培养できるのは全体の1%ぐらい、多く见积っても10%ぐらいでしかありません。もし残りの微生物も培养できるようになれば、新しい薬の开発につながる手がかりが得られるなど、多くの成果が期待できます。
そこで桥床さんの研究室を访问し、発见の内容や意义についてうかがいました。
桥床さんは、何を発见したのですか?
今から150年ほど前、パスツールやコッホが研究を始めた顷からずっと、寒天を使った培地が微生物の培养に使われてきました。でも、この寒天培地では育たない微生物が少なくないのです。
ところが私たちは、寒天から、ある物质(2种类のフランカルボン酸)を取り除いて培地を作ると、それまで育たなかった微生物のいくつかが育つことに気づきました。逆に、それらの物质を寒天に加えると、成育が止まることも确认しました。
ひとつのプレートに1マイクログラムの100分の1というわずかの量を加えるだけで成育が止まります。このことから、この物质は微生物を杀してしまうのではなく、动かないように指令することで微生物の成育を止めていると考えられます。
こうして、これまで寒天培地で培养できなかったのは成育を抑える物质が働いていたからだとわかりましたので、その物质を取り除くなどすれば、これまで培养できなかったいくつかの微生物が育つ培地を开発できる、ということになります。
どこが「逆転の発想」なのですか?
近ごろ、寒天の代わりになる「ゲランガム」という物质に注目が集まっていました。寒天培地では育たない微生物でも、ゲランガムを使った培地では育つことが多いからです。ただしゲランガムでも、软らか过ぎたり、培地によっては固まらないなどの欠点があったのですが。
そのゲランガムについて、多くの研究者たちは、微生物の成育を「促进する物质」があるのではないかと考え、その物质を见つけ出すことで、培养できない理由を探ろうとしていました。
それに対し私たちは、逆に、生育を「抑制する物质」のほうに注目しました。寒天の粉末をメタノールなどでよく洗ってから培地を作ると、これまで寒天培地では育たなかった微生物のいくつかが、ゲランガムを使った培地と同じように育つということに気づいたのが、発见への第一歩でした。
研究者たちはパスツールの时代から、あたりまえのように寒天培地を使ってきました。でも、なぜ寒天培地なのか、理由を深く考えることはありませんでした。今となってみれば、こう考えることができそうです。寒天培地では、生育を适度に抑制する物质があるおかげで微生物の集落(コロニー)が広がりすぎない、それが研究にとって好都合だった、だから使われ続けてきたのだと。
桥床さんは「生态化学生物学研究室」の教授ですね。研究室の中心的な研究テーマは何ですか?
植物や微生物の生态や相互作用について化学的あるいは分子生化学的な観点から研究することです。
たとえば、强い酸性の土壌に生えている植物の根から、そこに栖む微生物を取ってきて培养すると、酸性を中和するものがたくさんいます。植物の周りにいる微生物は、环境に応答して、环境を修復するような能力をもっているのです。こうした相互作用を媒介するのは、植物が作り出す化学物质であり、微生物が作り出す化学物质です。そうした化学物质について调べるのが、私たちの研究テーマのひとつになっています。
今回の発见は、こうした研究を进める中での、副产物的なものです。
植物の生态についての化学的な研究に関心を持つようになったのは、どうしてですか?
最初は、有机化合物の研究者として、バラ科の植物であるハマナスについて研究していました。バラ科の植物には无いと言われていたセスキテルペンと呼ばれる物质をハマナスで発见して、论文を20本ほど书きました。でも、「ふーん、変わった植物だね」と言われるだけの、生命现象の本流にはなりえない研究であったために、ほとんど注目されませんでした。
そこで、もっと多くの人が兴味をもてるような研究をやりたいと思うようになりました。いろいろ调べているうち、植物は実は植物だけでは生きられないんだ、と知るようになりました。
たとえばタイの东北部に、地中から食塩が喷き出して、うっすらと雪のように积もっている场所があるんですね。そんなところでも、芝のような植物が生えています。それらの植物の种を、许可を得て日本に持ち帰って、塩分の浓さが同じような土に播いて、芽が出てくるのをワクワクしながら待ったのですが、ぜんぜん発芽しませんでした。现地の何かが必要なんです。例えば土の中に含まれる微生物が、大事な役割をしているのです。
こうした経験をとおして、微生物と植物の関わり合いという研究に少しずつシフトしていったわけです。
今回の発見を「プロス?ワン」(PLoS One)という雑誌に発表しましたね。PLoS(Public Library of Science)というNPOが発行する、オンラインの専門雑誌です。ここに発表したのは、どうしてですか?
私たちの研究は、分野と分野の境界に位置するものです。土壌についての研究でもないし、微生物のでもない。天然化合物の研究としてもしっくりこない。つまり、ふつうの専门誌はなかなか受付けてくれないのです。それに対し「プロス?ワン」は、学问的に兴味深いものであれば受付けるという方针なので、ここに投稿しました。懐の深い雑誌の存在に感谢しています。
最后に、若い人たちへのメッセージを
この研究では「逆転の発想」の大切さを実感しました。こうした経験をするには、软らかな発想とともに広い视野を持っていることが大切だと感じます。
论文の共着者でもある大学院の学生さんは、この成果を一部に含む学位论文を书いて、博士の学位を取り、ある大学の助教になりました。视野を広く持つことの大切さを、彼自身がみごとに体现してくれました。若い人たちには、ぜひ、いろいろな环境でたくさんの経験を积み、広い视野を培ってほしいと思います。
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