The Chicxulub impact signature in East Asia...

メタノールをエネルギー源として利用する酵母において重要な役割を担う酵素の立体構造を、クライオ電子顕微鏡を用いて高精度で解明しました。その結果、よく似た構造の2種類の酵素が環境に応じて異なる働きをする仕組みが明らかとなりました。　カーボンニュートラル社会の実現に向けて、メタノールの効率的な資源化が注目されています。本研究では、より効率的なメタノール利用の鍵を探るため、メタノールで成長する酵母Ogataea methanolica におけるアルコールオキシダーゼ（AOD）という酵素に着目し、その構造と機能の違いをクライオ電子顕微鏡を用いて明らかにしました。AODには複数の...

高温の温泉環境から、自己複製する未知の環状RNAを発見しました。これまで、高温の環境では直鎖型ゲノムを持つRNAウイルスのみが見つかっていましたが、今回はそれとは異なる環状RNAの複製体を見いだしました。このことは、高温極限環境にも多様な自己複製RNAが存在することを示すものです。　生物の多くはDNAを遺伝情報として持ちますが、RNAを遺伝情報として自己複製する因子も知られており、ウイルスやウイロイド（ウイルスよりも小さい感染性RNA分子）などがその例です。これらは生命の起源や進化を考える上でも重要な存在とされていますが、どのような環境にどのような種類の自己複製RNAが存在するのか...

ハチジョウノコギリクワガタは、日本に生息するノコギリクワガタ属で唯一飛べないクワガタです。その飛翔能力消失の要因を近縁種との比較から検証しました。その結果、飛翔筋の萎縮が直接的な要因であり、地上歩行への依存が高まったことで、飛翔への進化的選択圧が弱まった可能性を見いだしました。　昆虫の移動手段としての飛翔は、捕食者回避や採餌、配偶において重要ですが、その能力が失われている種も知られています。しかしながら、とりわけ、種として飛べない昆虫において、飛翔能力がどのように、そしてなぜ失われたのかについては、十分に理解されていませんでした。　本研究では、日本に生息するノコギリクワ...

マウスは、なわばりを守る際、威嚇と攻撃をバランスよく示すことで、攻撃が必要以上に激しくなりすぎないように調整しています。本研究では、外側視床下部から背側縫線核へつながる神経回路の過活動により、このバランスが崩れ、攻撃だけが激しくなってしまうことを見いだしました。　多くの動物にとって、なわばりを守るために攻撃行動を示すことは必要です。しかし、攻撃が激しくなりすぎると、互いにひどい怪我をしてしまう危険があります。そのため、いきなり噛みつくのではなく、自分の強さを誇示したり攻撃的な様子をみせる威嚇行動を示すことで、必要以上に攻撃が激しくなりすぎないように調整しています。マウスも、攻撃場面...

私たち人間は、自らの意志によって行動している個々の存在です。ところが、個々の人間が集まった組織や社会などでは、SNSの「バズる」「炎上」といった特定の情報が急速に拡散されていく現象のように、集団が一つの意志を持ったようにブームが生まれ、一斉に同じような行動をとることがあります。このような人間社会の動きの背景にある、基本法則・原理を読み解き、記述する学問分野が「社会経済物理学」です。 　システム情報系社会工学域の佐野幸恵准教授は、ブログやソーシャルメディアなどインターネット上に存在する膨大なデジタルデータを解析し、人間集団のふるまいを数理モデル化する研究に取り組んでいます。さらに...

ダンゴムシは、飼育する時に虫かごに石を入れるとよいことが知られています。異なる種類の鉱物を与えて飼育した結果、ダンゴムシは食べた鉱物をそのまま殻にするのではなく、体内で鉱物の構造を作り替えていることを発見しました。生物が鉱物の構造を制御して利用する仕組みの理解につながる成果です。　甲殻類や貝類など多くの生物は、炭酸カルシウムなどの鉱物を利用して硬い外骨格を形成しています。このように生物が体内で鉱物を作る現象は「生体鉱物化（biomineralization）」と呼ばれ、生物材料科学や進化生物学の分野で重要な研究テーマとなっています。　ダンゴムシの外骨格（背殻）は、炭酸カ...

多くの光合成細菌にとって酸素は有害ですが、海洋性紅色非硫黄細菌は酸素存在下でも生育できます。この細菌において光合成を担うタンパク質複合体の構造をクライオ電子顕微鏡で観察したところ、新たな膜タンパク質を発見し、酸素存在下でも効率よくエネルギー変換できる仕組みの一端を解明しました。　光合成細菌は光合成の際に酸素を発生しませんが、太陽光エネルギーを高効率で化学エネルギーへ変換する能力を持ちます。また、植物が利用しない近赤外光を利用でき、淡水や海水、温泉など多様な環境に適応しています。中でも海洋性紅色非硫黄細菌Rhodovulum sulfidophilum は、酸素存在下で...

ウニ胚や幼生の神経細胞は、細胞数が少なく、神経分化の流れや分子制御を詳細に追跡することが容易ではありません。今回、バフンウニについて、発生段階ごとの単一細胞RNA-seqアトラス（細胞分布データ集）を構築し、誰もが手軽に1細胞レベルでの遺伝子発現を調べられる形で公開しました。　単一細胞RNAシーケンス（single-cell RNA-seq; scRNA-seq）は、個々の細胞がどの遺伝子を発現しているかを網羅的に解析できる強力な手法です。生物の発生過程では、同じ胚の中でも細胞が多様な運命へ分岐していきますが、scRNA-seqを用いると、細胞集団全体を平均した解析（バルクRNA-...

植物と細菌の根粒共生を制御するタンパク質（マスター制御因子）における分子進化の仕組みを解明しました。根粒共生が始まる前に進化の過程で出現していたアミノ酸配列を利用し、この因子のDNA結合が安定化され、根粒形成、細菌感染、窒素固定に関わる多くの遺伝子を制御可能になっていました。　マメ科など一部の植物は、根に根粒と呼ばれる器官を形成して微生物（窒素固定細菌）を感染させ、共生関係を築いています。この「根粒共生」により、植物は細菌から窒素栄養を受け取る一方、細菌には光合成産物をエネルギー源として提供しています。この仕組みの分子基盤の解明は、基礎生物学と農業への応用の両面から極めて重要です。...

プリン体の代謝を阻害する免疫抑制剤をマウスに投与すると、生体分子「グアノシンヌクレオチド」の脳内濃度が低下し、細胞内のGTPと結合する低分子量Gタンパク質の活性が抑制されること、それによって脳内の免疫細胞であるミクログリアの形態が変化することを発見しました。　ミクログリアは、脳やせき髄などの中枢神経系で働く免疫細胞です。胎児期から脳内に存在し、生涯を通じて、脳の恒常性を維持する働きがあります。中でも、出生直後におけるミクログリアは、神経回路の形成や異物の除去、脳血管の構築など、多彩な役割を担うことが報告されています。また、これら一連の脳発生過程で、ミクログリアは細胞の形態を変化させ...

素粒子実験などにおいて粒子の検出に用いられているシリコン（Si）半導体は、高放射線環境下では異常を来たすため長期利用は困難です。今回、放射線耐性がより高い窒化ガリウム（GaN）半導体を用いて、単一の放射線粒子の位置をリアルタイムかつ2次元で正確に検出することに成功しました。　シリコン（Si）半導体は、私たちの身の回りでたくさん使われていますが、高い線量の放射線に曝される環境では、特性劣化や誤動作、故障を引き起こすため、長期利用が困難です。そのため、高エネルギー加速器を用いた素粒子実験や、原子炉の格納容器内部での使用、長期間の月面探査といった場面では、新たな材料開発が必要になります。...

食中毒原因菌のサルモネラは、免疫細胞のマクロファージの内部でアルギニン脱炭酸酵素を発現して酸性環境に対応します。今回、この酵素遺伝子のmRNAの非翻訳領域から生成されたsmall RNAがサルモネラの代謝に関与する複数のmRNAと塩基対を形成し、その発現を制御することを発見しました。　生物の遺伝情報であるDNAの塩基配列はmRNAに転写され、その情報を基にタンパク質が翻訳される。1958年にクリックが提唱したこのセントラルグマにおいて、mRNAは単に遺伝情報の鋳型としてみなされてきました。しかしその後、mRNAが小さなRNA（small RNA）を生み出し、他のmRNAと塩基対を形...

動物・菌類からなるオピストコンタ（後方鞭毛生物）の進化的起源を探る上の鍵となる単細胞生物アプソモナドの光回避応答を発見しました。これは、アプソモナドがオピストコンタに近縁である重要な証拠であり、高速振動を行う動物の鞭毛・繊毛が進化してきた道筋を知る上で重要な知見となります。　地球上に暮らす多くの生物にとって光は重要な因子であり、光応答性は、単細胞・多細胞を問わず、真核生物に共通する基本的な特性です。単細胞生物アプソモナドは、動物・菌類からなるオピストコンタ（後方鞭毛生物）の姉妹群で、オピストコンタの進化的起源を理解する上で極めて重要な二本鞭毛の生物です。オピストコンタでは、動物の視...

Mating behavior of the jumping bristletail Petrobiellus akkesiensis (Archaeognatha: Machilidae: Petrobiellinae): Direct spermatophore transfer via genital coupling（コジマイシノミPetrobiellus akkesiensis（イシノミ目：イシノミ科：ヤマトイシノミモドキ亜科）の配偶行動：交尾器の結合による直接的な精包の輸送）...

原始的な脊椎動物の特徴を多く残しつつ嗅覚系を発達させた円口類ヌタウナギについて、嗅覚関連受容体を調べた結果、特定の嗅覚関連受容体の遺伝子の数が独自に増加していること、初期の脊椎動物がこれまで考えられていた以上に多様な嗅覚関連受容体を持っていた可能性を見いだしました。　私たちヒトを含む動物は、においを感じることで食べ物を探したり危険を察知したりします。その土台になっているのが、嗅覚に関連する受容体タンパク質です。脊椎動物の嗅覚関連受容体は大きく4種類（OR、V1R、V2R、TAAR）に分類されますが、これらの進化的起源や初期の多様化の詳細はよく分かっていませんでした。　そ...

地球温暖化が進めば、海洋の酸性化も進む。食い止められなければ、海洋生態系の多様性が失われる。いま、海で起きつつあることを多くの人に知ってもらいたい」。筑波大学下田臨海実験センター（静岡県下田市）を拠点に活動するハーベイさんは、自らの研究成果も踏まえ、そう話します。 　現在の海水は弱アルカリ性（ph約8.1）ですが、pHが低下傾向にあります。温室効果ガスであるCO2の大気中濃度の上昇に伴って、大気から海に溶け込むCO2の量も増えているからです。これを海洋の酸性化と言い（海水が酸性になるわけではありません）、海洋の生態系に大きな影...

Structural Insights into the Role of eIF3 in Translation Mediated by the HCV IRES...

理工情報生命学術院 生命地球科学研究群 生物学学位プログラム（博士前期課程）2年次ベイリッツ亜里咲マリー さんPROFILE2002年生まれアメリカ育ち2020年筑波大学生命環境学群生物学類に入学し、植物の体の仕組みや生物多様性について学ぶ。その後理工情報生命学術院生命地球科学研究群に進学し、生命環境系の蓑田 歩 助教のもとで現在藻類のストレス耐性についての修士論文執筆に励んでいる。 　藻類の研究に取り組みながら、大学の内外で環境や社会の課題に向き合ってきたベイリッツさん。研究室の中だけにとどまらず、学生としての...

海産の単細胞性藻類であるクロララクニオン藻の一種で核ゲノム配列の解読を行ったところ、配列全体の約75％がイントロン（通常はRNAに転写された後に除去されるため遺伝情報を含まない配列）で構成されており、既知の真核ゲノムの中で最もイントロンに富んでいることが分かりました。　高速かつ低コストに大量のDNA配列を決定できる次世代シーケンサーの普及により、多様な系統の生物種でゲノム配列の解読が盛んに行われています。また、長いDNA断片の配列決定が可能なロングリードシーケンス技術の発達により、反復配列を含む巨大なゲノムの解読も可能になっています。　本研究では、このロングリードシーケ...

アジア6か国の25施設が協力し、腸の難病である炎症性腸疾患（IBD）に合併する肝臓の病気、原発性硬化性胆管炎（PSC）について、初めての大規模な調査を行いました。その結果、アジアのIBD患者ではPSCの合併が欧米より少ないこと、また早期発見の重要性が示されました。　原発性硬化性胆管炎（PSC）は、胆管が慢性炎症と線維化を繰り返すことで徐々に閉塞し、最終的には肝硬変や肝不全に至る難治性の疾患です。潰瘍性大腸炎やクローン病を含む炎症性腸疾患（IBD）と合併することが知られていますが、アジア地域では患者数が少なく、その合併率や臨床経過についての大規模な研究はこれまで行われていませんでした...

二次元空間上のマルチエージェント・シミュレーションにより、環境変動と個体の移動が人類の協力行動の進化を促進しうることを示しました。また、その背景には、環境変動と移動の相互作用が非協力的な集団の持続を妨げ、協力的な集団の形成を促すメカニズムが働いていることが分かりました。　協力行動は人間社会の基本的な特徴の一つです。本研究では、中期旧石器時代のアフリカにおける環境変動の激化が、人類の行動進化に影響を与えたという仮説に基づき、環境変動と個体の移動が協力行動の進化に及ぼす影響を検証しました。　本研究で用いたマルチエージェント・シミュレーション（人間など複数のエージェントの自律...

脳を持たないとされてきたウニ幼生に、光で行動を調節する「脳のような」の神経細胞群（中枢）を見いだしました。この神経細胞群は、脊椎動物の脳と一部共通する特徴が確認され、後口動物の共通祖先までさかのぼる脳機能の起源に関する新たな示唆を提供する結果となりました。　本研究は、ウニ幼生の前端部神経外胚葉に、非視覚性光感受性ニューロン（「見る」ためではなく、光を感じて応答する神経）の細胞群を同定しました。これにより、脊椎動物の脳に相当する「中枢」が、脳を持たないとされてきた棘皮動物（ウニ）にも存在する可能性が示唆されました。これらの神経細胞群は、光を感知するタンパク質である非視覚オプシン（Op...

東アジアの冬に吹く北西のモンスーンが強い年には、北西太平洋の中緯度域の海が冷やされ、冷えた海が更にモンスーンを強める仕組みを解明しました。中緯度の大気と海の相互作用が日本の冬の年々変動に重要なことを示すもので、異常気象の要因解明や季節予報の精度向上につながると期待されます。　東アジアの冬に吹く北西の季節風（モンスーン）が強い年には、日本各地で厳しい寒さや大雪が発生し、社会や経済活動に大きな影響を与えます。これまで冬のモンスーンの強弱については、エルニーニョ現象やラニーニャ現象など熱帯域の海洋で発生する現象との関係が注目される一方で、中緯度の海洋との関係は十分に理解されていませんでし...

集団内の遺伝的多様性情報を考慮して種の過去～現在の分布移動を推定する新しい解析手法を開発しました。また、これを用いて、インド・西ガーツ山脈を起源とする、世界で最も価値の高い香辛料であるクロコショウの最終氷期最盛期から現在までの分布移動の歴史を高解像度に明らかにしました。　過去の気候変動は種の分布および遺伝構造形成に大きく影響を与えてきました。これまで、種の分布変遷史は古生態学、植生学、集団遺伝学や系統地理学的手法により評価されており、その手法として、特にこの15年ほどは、種の現在の分布情報と過去～現在の気候変数（気温、降水量など）を用いて種の分布適地を推定する種分布モデルが広く用い...

ハロ（光輪）と呼ばれる偽像の発生を抑制できる外部アポダイズド位相差顕微鏡を用い、核やミトコンドリアなどの細胞小器官を高精細に観察し、その動きや配置、形の制御が高い安定性をもつことを解明しました。また、構成成分が未解明の生体分子凝縮体様構造体を非標識で観察することにも成功しました。　細胞の中には、遺伝情報を蓄える核や、生命活動に必要なエネルギーを生み出すミトコンドリアなど、さまざまな構造体（オルガネラ）が存在しています。これらのうち、核やミトコンドリアは脂質膜に包まれた「膜性オルガネラ」ですが、膜を持たず分子の集合によって形成される「非膜性オルガネラ」も知られています。こうした「細胞...

脊椎動物では骨にカルシウムが蓄えられていますが、ショウジョウバエを用いた研究により、骨を持たない動物においても、カルシウム貯蔵に特化した器官が存在すること、そしてカルシウムが不足した際にホルモンを介してカルシウムを放出する内分泌システムが存在することを見いだしました。　カルシウムは、筋収縮や神経活動など、動物の生存にとって不可欠な生理機能を担うミネラルです。脊椎動物では、副甲状腺ホルモン（PTH）をはじめとするホルモンが、カルシウム貯蔵庫である骨からのカルシウム放出を制御し、血中カルシウム濃度を維持しています。しかし、昆虫など骨を持たない無脊椎動物の体内でのカルシウム濃度調節の仕組...

天然の日本のヒノキと台湾のタイワンヒノキは、約100万年前の琉球列島の分断により分化したと推定されました。また、日本の集団は拡大傾向、台湾の集団は分断・縮小傾向にあることが推定されました。さらに北限や南限などの集団は特徴的な遺伝的特性を持ち、保全の優先度が高いことが示唆されました。　ヒノキは優良建築材として扱われ、日本でスギに次ぐ造林面積と素材生産量を誇ります。その天然林は、北は福島県、南は屋久島までに点在しています。一方、台湾にはヒノキの変種として位置付けられるタイワンヒノキが分布し、かつて日本の社寺建築材として大径材が輸入されていた歴史があります。本研究は、遺伝資源として保全す...

6種の細菌を195種類の培地で増殖させた様子を網羅的に計測し、得られた増殖パターンが、これらの細菌の進化的系統や地理生態的特徴に一致することを発見しました。本研究成果は、制御された実験室内においても自然生態系の再現や進化や生態に関する法則を発見できる可能性を示唆しています。　本研究では、厳密的に制御された実験室内環境下での細菌の網羅的増殖解析を通じて、自然界における生態的ニッチ（生態系内での地位）や進化的関係性を明らかにする新たなアプローチを提案しました。　6種類の細菌を195種類の栄養環境（培地）下で培養し、それぞれの増殖プロファイリングを⾏い、増殖の速さおよび集団サ...

顕微鏡画像上で重なり合って見える細胞膜を、AI技術を用いて個別に識別し、その形状を正確に定量する新たな手法「DeMemSeg」を開発しました。本手法はこれまで困難であった細胞形態の定量的解析を自動化・高速化するもので、細胞の仕組みの解明や関連疾患の研究を加速させることが期待されます。　細胞やその内部にある細胞小器官（オルガネラ）の「形」は、その機能と密接に関連しており、生命現象を解明する上で形の変化を正確に捉えることは極めて重要です。そのための手法として、3次元蛍光顕微鏡で得られたデータを2次元画像に投影した分析がしばしば行われますが、この過程で、立体的に分離している構造同士が画像...

ストレスにさらされた昆虫の個体死を誘導するために必要な遺伝子およびシグナル経路を発見しました。許容範囲を超えるストレスにさらされるとこのシグナル経路が活性化し、神経細胞の死が促進されて最終的に昆虫を死に至らしめることが分かりました。　生物は、温度や紫外線、個体間相互作用などさまざまなストレスを受けながら生き延びています。許容範囲内のストレスであれば耐性を発揮することで生存できます。その一方で、許容レベルを超える過剰なストレス（致死ストレス）を受けた場合、個体は死に至りますが、そのようなストレス依存的な個体死の制御メカニズムは未解明のままでした。　本研究グループは、モデル...

トマトの栽培時にエタノールを噴霧すると、高温ストレス耐性が付与されることを見いだしました。さらに、果実の糖度やビタミンC含量なども向上しました。猛暑による農業への影響が懸念される中、身近で安価なエタノールを用いる栽培法が、持続的な食糧生産に大きく貢献すると期待されます。　近年、気候変動により世界各地で猛暑日が増加し、農業生産においては、花粉の不稔や受粉不良による結実率の低下、果実品質の劣化など、高温ストレスが大きな問題となっています。特に、夏季のトマト栽培では、成長抑制や果実形成の阻害といった影響を緩和させることが求められています。　本研究グループではこれまでに、光受容...

一つの受精卵から双子が生まれる仕組みについて、ウニの初期胚を用いて調べました。その結果、ウニの１個体を初期段階で半分に分けても、それぞれの断片が自ら体の設計図を描き直し、完全な個体へと発生する細胞の動きと遺伝子の働きを明らかにしました。　19世紀末、ドイツの発生学者ハンス・ドリーシュは、ウニの受精卵を2細胞期で分離すると、それぞれの細胞が独立して完全な個体に成長することを初めて示しました。しかしながら、分離後に胚がどのようにして胚軸（正常な体を形成するための体軸）を作り直し、正常な発生を遂げるのか、その詳細な発生過程や分子メカニズムは、100年以上にわたり解明されていませんでした。...

筋肉の中でも最も収縮速度が速いIIb型速筋線維は、小型哺乳類では豊富に存在しますが、ヒトではほとんどその発現が失われています。大Maf群転写因子と呼ばれるタンパク質をヒトの筋細胞に過剰発現させると、休眠していた「IIb型速筋プログラム」が再起動されることが分かりました。　筋肉（骨格筋）を構成する筋線維は、遅筋（I型、赤筋）と速筋（II型、白筋）の2種類に大別されます。遅筋はマラソンのような持久的な運動に適しており、一方の速筋は、短距離走やジャンプなど瞬間的に大きな力を発揮する運動に関与します。そして、速筋線維の減少は、加齢や疾患によって生じる筋力低下（サルコペニア）や身体機能障害に...

Structural basis of transfer RNA processing by bacterial minimal RNase P...

Engineering of ATP synthase for enhancement of proton-to-ATP ratio...

家具材などに用いられる重要樹種チークの天然分布域とインドネシアの植林木の遺伝的多様性を調査し、遺伝的多様性が気温と強く関係していることが分かりました。また、気候変動下における各集団の適応性を調べたところ、インド南部の集団の適応性が高いことを見いだしました。　気温の上昇や降水パターンの変動、極端気象の頻発など気候変動の顕在化は、森林生態系にも深刻な影響を及ぼしています。特に熱帯林は気候変動に対して脆弱であり、林業もその影響を大きく受けると考えられます。樹木は長寿かつ固着性で、植林から収穫まで何十年もの期間を要するためです。そこで、樹種や樹木集団の気温など外的環境への適応性を知り、早い...

無人航空機（UAV）のフライトシミュレーターを活用し、仮想的な環境で録画した映像データを用いて、UAV映像監視システムの正確な品質評価を実現する手法 SPADE を開発しました。実システムを利用できない開発初期段階において異なる品質指標のトレードオフを解析して設計を支援します。　計算機を搭載した無人航空機（Uncrewed Aerial Vehicle, UAV）映像監視システムは、人が直接侵入することが難しい場所などの状況をリアルタイムにモニタリングすることができます。しかしながら、計算機、UAV、ネットワーク、監視ソフトウェアを適切に統合し、高品質で信頼性の高い映像監視システム...

伊豆諸島の10島で過去50年間に本土で分布を拡大した鳥類種が島に定着する一方、ほぼ全島で鳥類の多様性が低下したことが分かりました。捕食者（二ホンイタチ）が導入された4島における鳥類群集の劣化が、複数の島を移動する鳥類の減少を通じて伊豆諸島全体に波及した可能性があります。　海洋島は大陸と一度も陸続きになったことがない島のことで、そこでは独自の生物群集が成り立っています。近年の人間活動は、海洋島の生物群集を変化させており、なかでも捕食者の人為的な導入と環境の改変が深刻な影響を与えていることが、多くの研究によって示されてきました。その一方で、海洋島を含む島の生物群集は、本土から海を越えて...

ホヤの幼生は岩などに固着したあと、数十分経過してから変態を開始し、幼生から成体へと変化します。この時ホヤは、固着から変態開始までの時間を、細胞内の情報伝達を担う環状アデノシン-リン酸（cAMP）という物質の蓄積によって計っていることを明らかにしました。　ホヤは、オタマジャクシ型で活発に遊泳する幼生から、固着性で動かない成体へと変態します。ホヤの変態は幼生が岩などに固着することが引き金となって開始されますが、固着してから数十分経過してから変態を開始することが分かっています。これは固着が強固であることを保証する仕組みだと考えられていますが、ホヤ幼生がこれに必要な時間を計る仕組みは分かっ...

日本列島が位置する北半球の中緯度地域では、移動性の高気圧と低気圧によって天気の変化の多くが引き起こされています。岡島さんはその中でも、季節ごとの違いに注目して研究に取り組んできました。その一つが、春先によく発生する「南岸低気圧」です。...

パラオ共和国の海水湖で採集されたサンプルから、真核生物の系統の一つCRuMs（クルムス）に属する新種の単細胞生物を発見し「Glissandra oviformis」と命名しました。また、この生物の構造を電子顕微鏡で観察したところ、CRuMsに属する他の生物と共通する形態的な特徴が明らかになりました。　原生生物（動物・陸上植物・菌類を除く真核生物）は、真核生物の系統樹の大部分を構成しているため、真核生物の進化を理解する上で、それらの多様性の解明は重要な鍵となります。しかし、微小であることや培養の難しさから、その理解は依然として不十分です。　本研究では、パラオ...

家族性大動脈解離の症例において同定された新規遺伝子変異を導入した自然発症型大動脈解離マウスモデルを確立し、これを用いて、大動脈解離が発症するメカニズムを調べました。その結果、血管内皮細胞の異常とマクロファージ（免疫細胞）の集積が大動脈解離の発症を促進することを見いだしました。　大動脈解離は、大動脈の壁が突然裂けて血管が破綻するため、速やかな治療が必要となる重大な疾患です。特にマルファン症候群などの遺伝性結合組織疾患を持つ患者では、比較的若年で発症しやすく、予防や治療法の確立が求められています。しかし、発症の分子メカニズムは、いまだ十分に解明されていません。　本研究では、...

従来、加齢に伴いミトコンドリアDNAに蓄積された突然変異が、エネルギー産生機能（ミトコンドリア呼吸機能）を低下させ老化を促すとされていましたが、早期老化モデルマウスと同程度の突然変異を野生型マウスに蓄積させてもミトコンドリア呼吸機能は低下せず、通説の再検証の必要性が示されました。　我々のゲノムは「細胞核に存在するゲノム（核DNA）」と「ミトコンドリアに存在するゲノム（ミトコンドリアDNA：mtDNA）」に大別されます。ミトコンドリアは酸化的リン酸化反応（ミトコンドリア呼吸）により生命活動に必須なエネルギーを産生する細胞小器官であり、mtDNAにはこのミトコンドリア呼吸に必要な遺伝子...

ムカデの仲間のゲジ（ゲジゲジ）など多足類の卵巣を電子顕微鏡で詳細に観察し、体細胞が、一般的に細胞間の接触を妨げるはずの基底膜を貫通して卵母細胞と直接接触していることを発見しました。動物で、通説では考えられなかった様式により体細胞と生殖細胞が相互作用していること示唆する成果です。 　動物の体や器官を覆う上皮細胞は、自由に他の細胞と接触したり物質を取り入れたりする頂端側と、その反対側にあって、基底膜と呼ばれる「壁」に裏打ちされて他の細胞との接触が妨げられる基底側という方向性（極性）をもつのが一般的です。例えば、多くの動物の卵巣において、その表面に密に並ぶ濾胞（ろほう）濾胞細...

　八丈島近海から採集された海水から、エンドミクサと呼ばれる原生生物のグループに属する、新種の単細胞生物を発見し「Viscidocauda repens」と命名しました。この生物は常時鞭毛を持っており、エンドミクサの中でこのような鞭毛虫が見つかったのは初めてです。　エンドミクサは、動物や植物を宿主とする細胞内寄生性の生物や宿主を必要としない自由生活性...

(Image by siro46/Shutterstock)　チアミン（ビタミンB1）の分子構造の一部を変化させ、体内に吸収されやすくしたチアミン誘導体は活動意欲向上剤として知られています。ラットにこの誘導体を投与し、その前後の脳波を測定して睡眠覚醒への影響を検証しまし...

(Image by Shutterstock AIジェネレーター/Shutterstock) 　進化ゲーム理論にもとづくシミュレーションによって、環境変動の激化が協力の進化を促進しうることを示しました。この結果は、中期旧石器時代アフリカの激しい環境変動が人類の認知能力の向上につながったとする...

PROFILE1993年筑波大学附属駒場高等学校卒業。1997年京都大学理学部卒業。2002年京都大学大学院理学研究科博士課程修了。京都大学、東京大学、イェール大学（米国）での博士研究員を経て、2008年大学院生命環境科学研究科助教として筑波大学に着任。2012年生命環境系准教授を経て、2019年生存ダイ...

　軟体動物の貝殻をつくる細胞の発生運命（将来どのような組織になるか）について、緻密な割球単離培養の技術と遺伝子発現解析により検証しました。その結果、巻貝の貝殻をつくる細胞の発生運命は、これまで考えられていたような他の細胞系列からの誘導によらずに定まることが分かりました。 　軟体動物では、アサリのような二枚貝やカタツムリのような巻貝のよう...

低強度運動でも脳の海馬が活性化する基盤として、ドーパミンなどモノアミン系の神経伝達物質が関与するかどうかを検証しました。脳幹の腹側被蓋野に由来するドーパミンと青斑核に由来するノルアドレナリンが、低強度運動による海馬の活性化を調節する脳神経回路として関連することが想定されました。 　近年、軽めのジョギングやヨガに相当する低強度の運動でも海馬が活性化され、神経細胞の数が増えたり、記憶力が良くなったりすることが分かってきました。しかし、運動中の脳内では、どのような神経回路が作動し、海馬の神経細胞を活性化しているのか、詳細なメカニズムは不明です。 ...

私たちの細胞内では多くの酵素が電子をやり取りしながら協力して働いていますが、酵素の働きを直接観察することは難しい課題でした。本研究では、電極から電子を注入することで複雑に相互作用する呼吸関連の酵素を駆動し、その機能を詳しく分析する新技術を開発しました。 　私たちが呼吸する際には、特定の酵素間で電子のやり取りが起こり、酸化や還元といった重要な化学反応がとても効率的に進行します。このような複雑な細胞内の酵素の働きを理解することは、科学の発展や新薬の開発などの幅広い分野で重要です。これまで、細胞内で単独で機能する限られた酵素の研究はなされてきましたが、呼...

オスマウスにおいて、性行動中に順序だって現れる各行動成分を制御する神経基盤を解明しました。側坐核内の腹側シェル領域に投射するドパミン神経にアセチルコリン神経が作用して、各行動の表出が制御されており、アセチルコリン神経を性行動中に刺激すると、射精が誘発されることが分かりました。 　オスマウスは、発情メスに対峙してから射精に至るまでの性行動中に、匂い嗅ぎ、マウント（後ろから覆い被さる）、イントロミッション（挿入・腰振り）、そして射精と、さまざまな行動を順序だって表出します。これは繁殖の成功に重要であると考えられますが、一連の行動をつかさどる脳部位は特定さ...

体組成計は乗るだけで体重や体脂肪量、筋肉量などさまざまなデータが計測できる便利な機械です。その計測データから筋肉の質を示す指標（筋細胞の状態や細胞外内の水分比率）を評価すると、要介護化リスクが高い高齢者を予測可能なことを、最長12年間の追跡研究で明らかにしました。　世界的に高齢化が進む中、高齢者の機能低下や要介護化の予防は喫緊の課題となっています。簡単に行える身体状態の測定方法に、体組成計を用いた筋肉量の評価があります。しかし、近年の研究では筋肉量と健康の関係性に疑問が呈され、「筋肉の質」にも注目する必要性が指摘されています。　体組成計では、...

ヘビを見ると、怖いと感じる人が多いでしょう。ですが、澤田さんはこう言います。「ヘビを見かけたら、その場所は、多様な生物がいる豊かな環境があるのだと喜んでほしい」。ヘビは食物連鎖の上位に位置する捕食者で、餌となるさまざまな生き物を支える自然環境がなければ、生存することができないからです。 　では、多種類のヘビはどのようにすみ分けているのでしょうか。澤田さんは、佐渡島（新潟県）でのフィールド調査の末、その仕組みを明らかにしました。ヘビ類では、対象とする餌を重ならないようにすることが多種の共存に重要だとされてきましたが、活動場所や活動時間・時期の違いも、多種共...

世界有数のコンサルティングファーム、アクセンチュアで、人材育成や組織改革のコンサルタントとして活躍する本徳亜矢子さん。筑波大学在学中は、文化人類学を専攻し、クジラの研究をしていました。どんな大学生活を送っていたのか、そして、当時の経験や指導教官の言葉が、今の仕事や生き方にどのように影響を与えているのか...本徳さんに、お話を伺いました。...

高塩濃度・高アルカリといった極限環境に適応して棲息する紅色硫黄細菌などの光合成硫黄細菌が行う光合成は、植物やシアノバクテリアとは異なり、硫化水素を使って太陽光エネルギーを化学エネルギーに変換します。この過程では、光を集めるタンパク質複合体である光捕集2複合体（LH2）とコア光捕集反応中心複合体（LH1-RC）が重要な役割を果たしています。紅色硫黄細菌の一種であるHalorhodospira halophila（Hlr. halophila）は、LH2とLH1-RCが一体化しているかのように振る舞うことで、効率的に光合成を行なっていると考えられています。一方で、一般的な紅色非硫黄細菌ではLH2とLH1-RCの相互作用は弱いことが報告されており、この違いは謎に包まれていました。...