種子はコメ、コムギなど主要な穀物であるだけでなく、その他の作物を育てる場合の出発材料でもあります。種子の眠りと目覚めを様々な条件下で生理・分子レベルで解析し、そのしくみを適切に制御することによって気候変動でうまく発芽できない種子を助けられないか、また先端のバイオテクノロジーを使って種子の目覚めをコントロールできないかを研究中です。
課題:バイオテクノロジー
種子 ー あらゆる食物の源 ー
動物感染症の制御は21世紀の課題を解決する！
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。
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。
肝臓と（脂肪）組織のつながりを暴く！
生活習慣病の予防・改善を目的に、脂肪組織の代謝やホルモン分泌等を調節するメカニズムを研究しています。これまで、肝臓からの情報が神経を通じて脂肪組織の代謝を調節することを示唆する結果が得られています。さらに、フラボノイドなどの食品成分の生理作用の発現などにも、この神経経路が関係していそうです。このつながり、意外と奥が深いかも。
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。
犬猫の低侵襲治療・インターベンション
犬猫も人と同様、先天性にも後天性にも心疾患があります。人との大きな違いの1つは、体重が少ないことです。特に国内では小型犬や猫が多く、人と比べて小さな心臓とわずかな血液量しかないため、人で可能な外科手術が応用できないことが少なくありません。私は外科と循環器を専門にしており、体重が少なくても適応できる低侵襲な治療法を確立したいと考えています。
食と遺伝子の関係を科学する
食品を食べた時に体の中では様々な遺伝子の発現変化が起こります。これを調べることにより、健康増進に役立つ機能や成分を探索する研究をしています。また、食品を食べたときの腸内細菌叢の変化をとらえ、体に良い菌を増やし悪い菌を減らす食品や成分を探索する研究も行っています。これらをDNAチップや次世代シークエンサーといった技術を使って研究しています。
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。
寄生虫のライフサイクルを目で見る
生きたままの組織や細胞を見る技術をライブイメージングと言います。この技術によってターゲットとなるタンパク質に印をつけることができ、感染の仕組みを詳細に観察できるようになりました。私達はバベシア症に感染した赤血球内や媒介者であるマダニ体内でのバベシア原虫の発育機構などをこのライブイメージングによって解明しようとしています。
病原虫の地球規模での総合的対策
ウィルスや細菌感染に比べて対策が遅れている病原性原虫の早期制圧には、基礎研究と応用研究の融合が必要です。私達は感染して病気が発症するメカニズムの解明から、診断薬、ワクチン開発、治療法の確立、さらにグローバルな情報共有と人材育成まで、総合的な観点から研究成果の社会実装を目指し研究を行なっています。
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。
ウシの高い受胎率を生み出す技術開発
ウシの子宮内に放たれた凍結精子、母体の自然免疫によって攻撃され、ほとんどが膣側に排出されます。この免疫システムは上皮細胞が病原体を認識して排除する方法と共通であることがわかってきました。私達はウシにも酪農家にも負担をかけないより高い受胎率を目指し、凍結精液技術と受精卵作出方法の開発を行っています。
ヒトにも動物にも起こる自然発生疾患
動物の自然発生疾患であるアミロイドーシスとウシの神経変性疾患に注目し、発生するメカニズムを明らかにする研究をしています。2つの疾患の共通点は、ヒトを含めた様々な動物にも起こる疾患であり、病理診断ができても有効な治療法がまだありません。目指しているのは難治性疾患の病態解明と、診断・治療法の開発に有用な知見を見つけることです。
十勝産ナガイモの食品機能性
北海道十勝地方はナガイモの産地として知られ、品質の良さから海外へも輸出されています。ナガイモは、古くから漢方薬として胃腸虚弱等の効用があると伝承されています。私たちもナガイモの消化器官に対する機能性について興味を持ち、大腸ポリープの発症抑制効果を見つけ、ナガイモ特有の食品機能性を見出そうと研究しています。
食品由来の機能性成分で食肉製品の品質を改善する
ソーセージやハム、ミートパティ等の食肉製品の品質は、味や色調、保存性、脂質の酸化など様々な要素によってコントロールされています。私たちはこれまでヒトの健康維持に良いと考えられてきた健康機能性成分を食肉製品の品質向上にも活用できないかと考え、生活習慣病予防に役立つかつ安全で高品質な食肉製品の開発を目指しています。
「おいしい」を生み出す乳酸菌の探索
ヨーグルトやチーズなどの発酵食品の発酵過程で利用される乳酸菌は、漬物、みそ、しょうゆ、お酒などに使われている乳酸菌と同様に、人々の身近なところに生息しています。私達は安全でおいしい食品の製造につながるような新しい乳酸菌の株を地元で探索し、地域の特色ある加工食品を創出したいと考えています。
謎多き脂質・スフィンゴ脂質
脂質の中でも動植物共通に存在するスフィンゴ脂質に着目し、食品の機能性や身体との関係を探っています。化粧品にも使われていて、「肌に良いなら皮膚と深い関係にある腸でも効果があるかもしれない」と研究を進めるうち、腸の炎症を抑える効果がわかってきました。
後天的遺伝子発現に影響する家畜の飼養環境
飼育環境や飼料、母体の栄養状態は、子の発育や大人になった時の繁殖性に関係しています。これは後天的な要因によって、発現する遺伝子に差が生じるからで、この研究分野を“エピジェネティクス”と呼んでいます。私達は家畜とヒトに共通な遺伝子発現調節メカニズムに着目し、特に周産期の母親の環境と子供の発達の関係を解明を目指しています。
体外受精卵の遺伝的安全性を確保する
生殖工学とは体内で起こる複雑な受精現象を体外で人為的に制御する技術です。これにより、多くの動物種で体外受精卵の作出が可能になり、効率的に産仔を得られるようになりました。しかし、この技術には受精卵の染色体異常を誘発するリスクがあることがわかってきており、私達は作出する胚の遺伝的安全性の確保を目指した研究をしています。
複数の胃を持つ反芻動物の代謝機能の違いを追う
反芻動物は反芻胃をもつことが特徴で、単胃動物とは消化・吸収の仕組みが違い、そのため代謝ホルモンの作用などメカニズムも大きく異なります。そこで各種代謝ホルモンの測定技術を開発して代謝メカニズムの違いを把握することで、家畜の成長促進をはじめとした効率的な飼養システムを構築しようとしています。
生殖機能と副腎皮質ホルモンの関係を探る
卵子から排卵に至る卵巣機能などに副腎皮質ホルモンの影響は無いと長年思われ、未解明のままでした。しかし、私達はウシをモデルに卵子の形成、受精、胚発生において副腎皮質ホルモンが関与していることを明らかにしました。この研究から得られた知見を体外胚の生産に反映させ、家畜の生産性向上を目指しています。
真菌が引き起こす病気のメカニズムを追う
カビや酵母、キノコは、まとめて「真菌」と呼ばれます。真菌は私たちの生活になくてはならないものですが、一方で、一部の真菌は、食品を汚染する毒素（カビ毒）を作ったり、ヒトや動物に感染症を引き起こしたりします。私達は「アスペルギルス」などの身近なカビが起こす病気のメカニズムを解明し、病気の治療や検査方法開発に貢献することを目指しています。