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...

赤系レタスの赤色はアントシアニンによるものです。本研究では、アントシアニン合成関連酵素遺伝子をゲノム編集で機能喪失させ、生育への顕著な悪影響なく赤色が消失することを明らかにしました。またそれに伴って、ケルセチン類を含む他のフラボノイド群が増加することが分かりました。　赤色レタスの赤色はアントシアニンという色素によるものです。この色素は、抗酸化作用で研究されているポリフェノールの一種で、植物の中ではフェニルアラニンというアミノ酸から複数の酵素が段階的に働いて合成されます。その過程で多様なフラボノイド（植物色素の総称）が作られ、最終的にアントシアニンへと変換されます。　本研...

発芽を調節するホルモンの働きを抑制する「SlIAA9」という遺伝子を欠損させたトマト変異体が、高温環境下でも高い発芽率と良好な苗の生育を維持することを確認するとともに、そのメカニズムを解明しました。この知見は、暑さに強い品種を作るための新しいヒントになると期待されます。　トマトは、暑さが続くと種子はうまく芽を出せず、その後の成長も弱くなってしまいます。特に発芽の段階はとてもデリケートで、高温にさらされると休眠状態に近くなり、温度が下がってもなかなか発芽が進まないことがあります。本研究では、発芽を調節するホルモンの働きを抑制する「SlIAA9」という遺伝子に着目し、高温環境下において...

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...

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。...

ノンアル飲料の提供は飲酒量の減少に有効な手段として指摘されています。本研究では、1ケースのみの単回提供であっても短期的に飲酒量を減少させる効果が確認されました。これにより、低コストかつ職域にも導入しやすい減酒支援策となる可能性が示されました。　過剰なアルコール摂取は世界的な課題の一つで、国連の持続可能な開発目標（SDGs）にも含まれています。働く世代は特に飲酒率が高く、過度な飲酒は労働生産性の低下にも寄与することから、職域での減酒対策が重要です。過剰な飲酒量を減らすための対策として、アルコールテイスト飲料、いわゆるノンアルコール飲料（以下、ノンアル飲料）の利用が挙げられます。本研究...

ゲノム編集技術を用いて複数の遺伝子を改変することにより、糖度、GABA（機能性アミノ酸）含量およびビタミンC濃度を同時に向上させたトマト果実の開発に成功しました。本技術は、栄養価や健康などに関わる機能性を高めた作物の作出に寄与すると期待されます。　トマトは世界で最も広く栽培される果菜類である上、果実の甘味（糖度）や多彩な栄養成分を持っています。さらに近年、ゲノム編集技術を用いた高GABA（機能性アミノ酸）トマトなども実用化されています。　本研究では、ゲノム編集技術を用いて、糖度、GABA含量およびビタミンC濃度を同時に増加させたトマト果実の作出に成功しました。GABA...

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...

麹菌の高い酵素生産能に関わる特性を細胞生物学的に解析し、培養により菌糸が太くなり、細胞体積とそこに含まれる核の数が10倍程度に増加することを見いだしました。これにより、菌糸あたりの転写と翻訳量が高まり、タンパク質生産および酵素生産能力が上昇すると考えられます。　麹菌は、アミラーゼやプロテアーゼなどの酵素を生産する能力が高く、日本酒・醤油・味噌といった伝統的醸造発酵に利用されてきました。現在は、酵素生産などのバイオ産業でも世界的に利用されています。本研究は、細胞生物学的解析により、麹菌が持つ酵素生産能に関わる特性を明らかにしました。麹菌は1〜3日間の培養により、太い菌糸が出現し優占し...

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...

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...

結晶中に空隙を持つ化合物である銅—クロム・プルシアンブルー類似体に圧力を加えることで、内部に保持されていた水分を排出させる現象を見いだしました。本材料は、乾燥地域などでも温度や湿度の制御を必要とせず、加圧のみで水を得ることのできる、新たなオンサイト水生産技術として期待されます。　銅—クロム・プルシアンブルー類似体は、結晶中に空隙（細孔）を持つ化合物です。これに圧力を加えることで、内部に保持されていた水分を排出させる現象を見いだしました。これまでに報告されているオンサイト水生産技術は温度差や湿度差を利用するため、自然環境に依存しやすい上に、長時間の環境変化を待...

睡眠計測ゲームアプリと食事・体重管理アプリを同時に利用する2,063人のデータを解析しました。その結果、睡眠計測ゲームアプリ利用開始後の90日間で、総睡眠時間が平均0.8時間長くなっており、また睡眠潜時などの睡眠指標が改善した人は、BMIがより低下していることが明らかになりました。　近年、健康に関する生活習慣を記録できる携帯アプリケーション（以下、アプリ）が開発されており、その中には、ゲーム要素を持たせて継続率や効果を高めるアプリも登場しています。　本研究では、睡眠計測ゲームアプリ「Pokémon Sleep」および株式会社asken（あすけん）の食事・体重管理アプリ「...