食料の安定供給・食の安全確保・感染症の制御は、21世紀に解決すべき重要課題です。動物の感染症を制御できれば、動物の健康確保を通して動物由来食品の安定供給につながります。また、病原体の多くは動物から人へ感染します。動物の段階でそれら感染症を制御できれば、動物から人への直接感染のみならず、動物由来食品を介した感染も防ぐことができるのです。
課題:生物多様性と進化
動物感染症の制御は21世紀の課題を解決する！
パラサイトハンター
原虫病、とくにトリパノソーマ原虫を追って世界各地を調査してきました。得られた情報や原虫を使って、いまだにワクチンや安全な治療薬のないトリパノソーマ症をいかにして封じ込めるか、新たな診断法や治療薬、ワクチンが開発できないか、研究しています。
異なる”もの”に共通して使える数理科学
数理生物学・統計物理学という数学・生物学・物理学が交わる境界で研究をしています。まとめて数理科学と呼ばれたりもして、研究のどの場面でも基本的に数学は頻繁に現れます。数理科学では考察対象の”もの”が変わっても、同じような方法が使えることがあります。実際に生物多様性、感染経路は今までの研究に関連しています。工学的な応用はこれからの課題の一つです。
植物病原体の変異の謎を解き明かす
「いもち病おたく」と自他共に認める病原菌好きです。ある種の病原体に効く抵抗性品種を作ったとしても、変異していくことでその抵抗性品種が効かなくなることがあります。まさにイタチごっこです。そこで、病原体の変異そのものの法則を知ることで根本的かつ迅速な対抗手段を見つけようとしています。
原虫病の疫学調査と病原性解明
バベシア原虫は世界中の家畜に多大な経済的被害を与えています。私達は新規治療薬・ワクチンの標的につながる重要な分子を見つける研究を行なっています。その他にも、マラリア原虫はヒトの病原体として有名ですが、家畜に感染するマラリア原虫というものもおり、私達はその世界的な分布や病原性について調査を行っています。
牛の元気は草を栄養に変える微生物のおかげ
実はウシなどの反芻動物・草食動物は自身には草を消化する能力がありません。お腹の中に生息している膨大な数の微生物が食べた草を分解・発酵し、栄養素に変換しています。これらの微生物のバランスが崩れると代謝性疾患を起こし、消化や栄養の吸収が円滑に行えません。私達は動物の消化機能として微生物の最適なバランスを探求しています。
家畜の遺伝的特徴と環境要因の関係を紐解く
ニワトリの産卵数、卵サイズ、卵殻色などの遺伝形質を決めている遺伝子機構を制御し、安定的な養鶏経営に貢献したいと考えています。また、鶏卵の味に関わる遺伝と環境要因を研究し、おいしい卵の開発も目指しています。
ワイン用ブドウの凍霜害を減らせ
冬の寒さが厳しい北海道のワイン用ブドウ栽培では、しばしば凍霜害が発生し、ブドウの収量が低下したり、酷いときにはブドウの木が枯死することもあります。私達は、ブドウの凍霜害発生機構や季節的な耐寒性変化が起こるメカニズムを調べ、北海道の環境に適した凍霜害対策の確立を目指しています。
人類と乳文化の歴史を読み解く
ヨーグルトなどの乳酸発酵食品やバター、チーズなどの発祥や伝播する歴史を追っていくと、そこには大陸に広がっていく人と家畜の暮らし方や食文化の系統が見えてきます。それほど人類と乳文化の関係は深いのです。さらに乳に依存していなかった日本で乳文化がどのように伝搬し、日本食と融合してきたのか研究を進めています。
野生種に宿る魅力を受け継がせよう
バレイショの野生種には病気や害虫に強い性質を持った種や、色や形や味などとても変わったものが多く存在しています。しかし、その価値を品種改良になかなか活かせていません。そこで、野生種の持つ有用な形質を栽培種へ導入する研究をしています。また、収量やデンプン含量と関連がある遺伝領域を探し、遺伝子のレベルから農業形質の向上を目指しています。
十勝の畑に多様性を
十勝地方では、古くからコムギ、甜菜、豆類、馬鈴薯の4つの作物を基幹とした安定的な輪作が行われていました。一方で、これらの作物に加えて新たな作物を栽培したいと考える農家も少なくありません。私達の研究は、世界中に存在する作物の中から、利用価値が高く、経済的な利益をもたらしそうな品種を見つけ出し、十勝への導入を試みようというものです。
植物は生き延びる土地を選んでいる
植生・植物ごとにどのような立地に成立・生育するのか？を明らかにする学問を植生学と言います。私達の主な研究テーマは北海道東部の湿原植生の種組成と立地です。どんな植物種がどれくらいの量で出現するかを調査し、地表面の起伏などの立地とどのように対応しているのかを明らかにしています。
昆虫標本約20万点収蔵
家畜やヒトに病気を媒介する蚊、アブ、マダニ等の吸血害虫の生態をはじめ、昆虫等の分類・生活史や、環境と昆虫相（環境の変化が昆虫群集にどのような影響を及ぼすのか）に関する研究を行っています。研究室には昆虫標本約20万点を収蔵しており、標本を活用した分類学・比較形態学の研究も行えます。
植物と菌類の切っても切れない関係
植物は自身に適した植物共生菌（カビ、きのこのなかま）が生息しないところでは、成長することができません。これらの共生菌は、新しい植物が定着する前から胞子などの形で土壌中で植物が来るのを待っており、根などに共生して無機養分を吸収して植物の成長を助けています。このような植物と菌類の共生関係を観察し、森や耕作地の土壌で起きている生態と環境変化の関係を明らかにします。
食糧や生物多様性をもたらす昆虫の生態解明
急速な気候変動や人の移動の増加は、害虫の増加や花粉媒介昆虫の減少を引き起こし、作物の生産量を減らしてしまいます。問題をとなる昆虫の個体数を適正に維持するには、農業生態系においてこうした昆虫が他の生物とどのように関係するのかを知る必要があります。私達は昆虫の生態の解明で、食糧生産や生物多様性維持といった世界的な課題の解決に取り組んでいます。
リスやモモンガが住む北海道の森林
ヒトは森林資源の恩恵無しでは生きていくことが出来ません。そんな森林資源とそこに住む野生動物との関係を考えることは、私達に森林との共生の大きなヒントを与えてくれます。私達は北海道の天然林をフィールドにして、リスやモモンガといった樹上性リス科動物を観察しています。彼らが何を食べ、どんな巣作りをしているのか研究を続けています。
動物によって違う化学物質への反応
環境中には、植物毒、天然由来ダイオキシン類などの自然由来の化学物質や、環境汚染物質、医薬品など人工的に合成された化学物質などが多数存在しています。これらの化学物質に対する反応の現れ方は動物種ごとに異なります。その種差が生まれた進化的・遺伝的背景を明らかにすることで、動物への医薬品投与や環境汚染物質の影響を予測することを目的に研究しています。
脳ができるようになること、できなくなること
赤ちゃんは離乳期を経て、摂食や睡眠などの生命活動における概日リズムを獲得し自らの意思で母乳以外の食事がとれるように脳の生理機能が発達します。一方で、パーキンソン病やアルツハイマー病に代表される脳の変性疾患や慢性ストレスによる鬱病を発症すると、できていたことができなくなる現象がおこります。同じ脳の中で発達したり病気を発症したりする機構の解明と治療について研究しています。基礎研究で病気の治療に貢献することを目標にしています。
動物の”知覚・情報処理と生態”の関連性
脳内の情報処理メカニズムにはまだ多くの謎があり、その解明の鍵は神経細胞の情報伝達に関わる糖鎖だと考えられています。脳は領域ごとに役割が異なるため、各領域での糖鎖構造の役割を研究し、情報処理メカニズムの解明を目指しています。また、哺乳類や鳥類、爬虫類の嗅覚の多様性を研究し、動物の知覚と生態の関連性を追求しています。