愛知研究室へようこそ

植物は、変わり続ける地球をどう生き抜くのか？

植物は動物のように歩いて逃げることができません。
それでも、栄養が少ない土壌、乾燥、環境汚染、気候変動など、さまざまな環境の変化に適応しながら生きています。

愛知研究室では、植物や光合成微生物が環境の変化にどのように応答し、進化してきたのかを明らかにすることを目指しています。
分子生物学、遺伝子工学、植物生理学、生態学などの手法を組み合わせ、ミクロな遺伝子の働きから、自然環境の中での生物多様性まで、幅広い視点で研究を進めています。

植物にとって「窒素」はなぜ大切なのか？

窒素は、植物が成長するために欠かせない栄養素です。
葉や茎をつくるタンパク質、遺伝情報を担うDNA、光合成に関わる物質にも窒素が含まれています。

しかし、植物が利用しやすい硝酸態窒素は水に溶けやすく、雨などによって土壌から流れ出てしまいます。
そのため、多くの植物は、窒素が少ない環境でも生きられるように進化してきました。

一方で現代の農業では、作物をたくさん育てるために窒素肥料が大量に使われています。
その結果、余った窒素が川や湖に流れ込み、水質汚染や富栄養化を引き起こすことがあります。
また、野菜に硝酸イオンが多く蓄積することによる健康への影響も懸念されています。

少ない肥料でよく育つ植物をつくる

私たちは、ラン藻類、シロイヌナズナ、モウセンゴケ植物などを用いて、窒素栄養に対する植物の仕組みを研究しています。

目指しているのは、
少ない肥料でも十分に育ち、硝酸を細胞内にため込みにくい植物です。

もしそのような植物を作ることができれば、農業で使う肥料の量を減らし、環境への負荷を小さくすることができます。
これは、食料生産と環境保全を両立するための重要な研究です。

生物多様性を守るために、植物から環境を読む

窒素などの栄養環境の変化は、植物の生育だけでなく、生態系全体にも影響を与えます。
私たちは、環境中の無機イオン濃度に注目し、モウセンゴケ植物やシデコブシを代表種として、生物多様性を維持するための環境保全手法を探っています。

小さな植物の変化を調べることで、自然環境の変化を読み取り、貴重な生態系を守るヒントが得られるかもしれません。

シアノバクテリアで未来のエネルギーをつくる

化石燃料の大量消費によって、大気中のCO₂やNOxの濃度が上昇し、気候変動や異常気象など、地球規模の問題が起きています。

私たちは酸素発生型の光合成を行なう微生物である「シアノバクテリア（ラン藻）」を利用して、化石燃料の代わりとなる物質を生産する研究にも取り組んでいます。特に、バイオエネルギーとして利用可能な脂肪酸の生産に注目しています。

この脂肪酸の研究を進める中で、興味深いことがわかってきました。ラン藻は、強い光や温度変化などの環境ストレスにさらされると、細胞膜を構成する脂質の組成を変化させる（膜脂質のリモデリング）ことでダメージに適応します。そして、この仕組みが、厳しい環境下でも細胞増殖を維持するために非常に重要であることが明らかになりつつあります。

つまり、脂肪酸の生産を増やす研究は、単にエネルギー資源の開発につながるだけでなく、生物がストレス環境で生き抜く仕組みの理解にもつながっています。

光合成の力と微生物の持つ柔軟な適応能力を活かして、環境にやさしい未来のものづくりを実現する。
それも、私たちの大きな目標のひとつです。