ミジンコは、環境の変化に応答して「オス」と「メス」を産み分けたり、メスだけで増える「単為生殖」と「有性生殖」を切り換えたりするなど興味深い現象が数多く知られています。しかし、これらの現象に関わる遺伝子の機能を解析するための手法の開発は進んでいませんでした。今回、岡崎統合バイオサイエンスセンター・基礎生物学研究所 分子環境生物学研究部門の蛭田千鶴江 日本学術振興会特別研究員（現 岩手医科大学 助教）、荻野由紀子 助教、井口泰泉 教授らの研究グループは、広島大学大学院理学研究科の佐久間哲史 特任助教、山本卓 教授との共同研究により、ミジンコにおいて人工制限酵素Platinum TALENを用いた遺伝子破壊（ノックアウト）法の確立に成功しました。この研究成果は科学雑誌BMC Biotechnologyに掲載されました。 【研究の背景】 ミジンコは実験室内での大量飼育が容易な小型の甲殻類です。繁殖

独立して存在しているように見える個々の生物も、様々な生物同士の関わり合いの上に成り立っています。陸上植物の多くは、アーバスキュラー菌根菌と呼ばれる菌類と根において共生関係を構築することで、土壌中から植物の栄養となるリン酸などを効果的に集め、生育促進効果を得ていることが知られています。基礎生物学研究所の武田直也助教および川口正代司教授らは、理化学研究所環境資源科学研究センターの榊原均グループディレクターらとの共同研究により、植物とアーバスキュラー菌根菌の共生の開始点となる感染過程が、植物ホルモンのジベレリンによって負にも正にも調節されていることを明らかにしました。ジベレリンが植物とアーバスキュラー菌根菌の共生に負の作用を持つことはこれまでにも報告がありましが、正の作用があることが本研究によって初めて示されました。この成果は植物生理学専門誌の“Plant Physiology” 2月号に掲載さ

基礎生物学研究所/岡崎統合バイオサイエンスセンターの大原裕也研究員（2014年3月静岡県立大学大学院修了）と小林悟教授および静岡県立大学の小林公子教授らの研究グループは、筑波大学の丹羽隆介准教授、岡山大学の上田均教授らとの共同研究により、ショウジョウバエを用いて、幼虫から成虫への変化（変態）を制御する新たな仕組みを発見しました。幼虫から成虫への変態には、ステロイドホルモンの1種であるエクジソンが産生されることが必要ですが、エクジソンの産生がどのような仕組みで制御されるのかについて不明な点が多く残されています。研究グループは今回、エクジソンの産生を活性化するために必要な因子として、モノアミン*1)の1種であるチラミンとその受容体であるOctb3Rを発見しました。本研究の成果は米国科学アカデミー紀要に掲載されました。 ［研究の背景］ 多細胞動物は、成長に特化した幼若期から次世代を生み出す生殖能

Home ＞ ニュース ＞ プレスリリース一覧 ＞ 環境水中の男性ホルモン、抗男性ホルモン作用を示す物質を検出するバイオモニタリングメダカの作出に成功 下水処理場や工場の排水や有機塩素系農薬に男性ホルモン／女性ホルモン作用を示す物質が含まれ、魚類をはじめとする水棲生物に影響が出る事例が問題となっています。環境水中にこれらの作用を示す物質がどれくらい含まれるのかをモニタリングすることは極めて重要です。今回、岡崎統合バイオサイエンスセンター・基礎生物学研究所・分子環境生物学研究部門の荻野由紀子助教、井口泰泉教授の研究グループは、フランスのベンチャー企業WatchFrog社との共同研究により、環境水中の男性ホルモンおよび抗男性ホルモン作用を示す物質を検出するバイオモニタリングメダカの作出に成功しました。この研究成果は科学雑誌Environmental Science & Technologyに掲

自然科学研究機構 基礎生物学研究所 サントリーグローバルイノベーションセンター株式会社 「幻のアサガオ」といわれる黄色いアサガオを再現 基礎生物学研究所の星野敦助教らは、鹿児島大学、サントリーグローバルイノベーションセンター株式会社と共同で、キンギョソウ由来の遺伝子をアサガオで機能させることにより、幻といわれる「黄色いアサガオ」を咲かせることに成功しました。 【研究の背景】 アサガオの野生型（原種）は青い花を咲かせます。赤、桃、紫、茶、白といった多彩な色も、栽培が盛んになった江戸時代に現れました。しかし、バラに青色がないように、アサガオには黄色がありません。江戸時代の図譜には菜の花のように黄色いアサガオが記録されていますが、現在では失われてしまっているため、「幻のアサガオ」と呼ばれています（図１）。この「幻のアサガオ」は、東野圭吾さんの「夢幻花」や、梶よう子さんの「一朝の夢」という小説の中

育種家のNさんから、Sarracenia purpurea form. heterophylla（以降サラセニアと略す）に１枚だけ奇妙な葉が付いているのに気づいたとのメイルをいただいた。お送りいただいた写真では、同じ株の他の葉は正常なので、突然変異体ではなく、この葉の発生途中になんらかの異常が生じたのではないかと考えられた。奇形葉は、普段は発生しないけれども、なんらかの刺激で形成されうるということは、将来、遺伝的変化でそのような形態が進化する可能性もあり、捕虫葉の進化可能性evolvabilityを考える上で興味深い（Fukushima et al. 2021)。ぜひ観察がしてみたく、お願いしたところ、早々に宅急便が到着した。Nさんに心より御礼申し上げます。捕虫葉を上から覗くと、捕虫葉内面向軸側（茎に近い側）から突起が伸びだしている（Aの白色矢印）。捕虫葉を縦切りにして背側から見ると（B)

植物のペルオキシソームは、「脂肪酸の分解」、「光呼吸」、「植物ホルモンの合成」といった植物の生育にとって非常に重要な代謝反応が行われる細胞内小器官の一つです。ペルオキシソーム内で行われる代謝は、過酸化水素が産生されるという特徴があり、ペルオキシソーム自体も徐々に酸化によるダメージを受けます。今回、基礎生物学研究所 高次細胞機構研究部門の柴田美智太郎 大学院生、及川和聡 研究員（現、新潟大学農学部）および西村幹夫 教授らの研究グループは、シロイヌナズナにおいて、ダメージを受けたペルオキシソームがオートファジーという仕組みによって選択的に分解を受けていることを示し、オートファジーがペルオキシソームの品質管理機構として機能していることを明らかにしました。この成果は、植物科学専門誌The Plant Cell 2013年12月24日号にて発表されました。また、同誌巻頭で本研究が注目記事として紹介さ

ペチュニアは春から秋にかけて、ベランダや花壇を彩る草花として世界中で人気の植物です。アムステルダム自由大学（オランダ）のMarianna Faraco、Francesca M. Quattrocchio博士らと基礎生物学研究所の星野敦助教などからなる研究グループは、PH1とPH5という液胞膜に存在する2つのポンプタンパク質がペチュニアの花を赤くしており、これらのポンプが機能しなくなると花が青くなることを発見しました。 図：PH1とPH5による液胞内pHと花色の調節 ペチュニアの花の色は、細胞の液胞内に含まれるアントシアニンと呼ばれる色素によって決まります。アントシアニンにはpHに依存して色が変わる性質があります。今回研究グループは、ポンプタンパク質のPH1とPH5に、アントシアニンが含まれている液胞のpHを下げる（酸性化する）機能があることを証明しました。そして、これらが正常に機能して液胞

シロアリは、家屋害虫として悪名高い昆虫ですが、社会性昆虫として基礎生物学的に大変興味深い昆虫でもあります。王・女王アリや働きアリ、兵隊アリなど、形態も行動も異なるカースト（階級）個体が分業して集団生活を営みます。このように学術的にも人間社会においても大きな存在感を持つシロアリですが、これまでこの昆虫がどのような遺伝子をもっているのかあまり分かっていませんでした。 今回、北海道大学地球環境科学研究院の三浦徹准教授、シドニー大学の林良信研究員らの研究グループは、基礎生物学研究所の重信秀治特任准教授らと共同で、シロアリ3種の大規模な遺伝子カタログ作製に成功しました。今回の研究に使ったシロアリは、オオシロアリ(Hodotermopsis sjostedti)、ヤマトシロアリ(Reticulitermes speratus)、タカサゴシロアリ(Nasutitermes takasagoensis)の

メダカは「メダカの学校」と呼ばれるように、群れをつくって泳ぐことが知られています。基礎生物学研究所（神経生理学研究室）の中易知大研究員と渡辺英治准教授は、バーチャルリアリティ技術を活用した行動解析実験により、メダカは、動きによって仲間を引き寄せていることを明らかにしました。この成果により、動物行動学において重要な研究テーマの一つである群れ形成に、動きという新たな研究の視点の重要性が示されました。本研究成果は比較認知科学の専門誌Animal Cognitionに掲載されました。 群泳するメダカ ［本研究の背景］ 人間を含めて多くの動物は、群れや集団を作って生活しています。群れや集団は、天敵への防御・生殖活動の効率化・社会的役割分担など、計り知れないメリットを構成員に与えます。水中で生活する魚類も例外ではありません。水族館で多種多様な魚が混泳する大水槽を観察すると、イワシやブリやマグロの群泳に

自然科学研究機構 基礎生物学研究所 国立大学法人 総合研究大学院大学 男性ホルモン(アンドロゲン)は、生殖器官およびその附属器官にオス特有の形質発現(二次性徴)を誘導します。これらの形質は、オスが交配相手を得るために必要な形質です。しかし、アンドロゲンにより、どのような遺伝子が二次性徴発現に関わっているのか、そのメカニズムの詳細はよくわかっていませんでした。今回、岡崎統合バイオサイエンスセンター・基礎生物学研究所・分子環境生物学研究部門／総合研究大学院大学の荻野由紀子助教と井口泰泉教授の研究グループは、東京工業大学、和歌山県立医科大学、フロリダ大学、国立環境研究所との共同研究により、メダカのオス尻鰭の乳頭状突起形成をモデルとして、アンドロゲンが発現制御している遺伝子を発見し、アンドロゲンが二次性徴発現を制御する具体的な仕組みを明らかにしました。この研究成果は内分泌学専門誌Endocrino

ダイズやインゲンなどのマメ科植物は、普通の植物が生育できないような養分の少ない土地でも生育できます。これはマメ科植物が、根粒というこぶ状の器官の中に、空気中の窒素を栄養分として利用する能力を持つ根粒菌という微生物を住まわせているためです。このしくみをうまく維持するために、マメ科植物は環境に応じて根粒の数を調節しているのですが、この調節に関わるシグナル分子については、20年以上も前にその存在が予想されながらも、分子実体は謎に包まれていました。今回、基礎生物学研究所の研究グループ（岡本暁研究員、松林嘉克教授、川口正代司教授ら）は、植物内にごく微量含まれるこのシグナル分子を捉え、その構造を解明することに世界で初めて成功しました。この成果は、将来、空気中の窒素を栄養分として利用する能力をマメ科以外の植物にも付与するための基礎研究のひとつとして大きな前進です。この成果は、８月１２日に科学雑誌Natu

多くの植物の葉は、緑色で平たく幅広い形態をしています。緑色をしているのは、光合成を行う葉緑体が発達しているからであり、平たく幅広い形態は、広い面積で光を受けるのに役立ち、効率よく光合成を行うのに適しているのです。葉のこうした特徴は、「葉原基」と呼ばれる葉のもとから、葉の形がつくられる過程で出来上がってきます。 この葉原基の成長過程では様々な遺伝子の働きを必要とします。中でも、葉緑体が未発達な葉原基から葉緑体を発達させるには葉緑体が独自に持つ葉緑体ゲノムの働きが重要です。また、以前から葉緑体ゲノムの働きが抑えられたときに葉が細くなるという現象が報告されていました。このことから、葉緑体ゲノムと葉の形態との関連性が指摘されていましたが、その仕組みはわかっておらず、葉の形の研究における謎の一つでした。 今回、基礎生物学研究所の岡田清孝前所長と爲重才覚研究員らは、葉緑体ゲノムの働きが抑えられると、葉

自然科学研究機構 基礎生物学研究所 法政大学 東京大学 新領域創成科学研究科 植物細胞は１つの細胞の中に仕切りを作ることにより分裂します。基礎生物学研究所の研究グループ（村田隆准教授、野中茂紀准教授、長谷部光泰教授）は、法政大学（佐野俊夫准教授）、名古屋大学（東山哲也教授、笹部美知子特任助教（現・弘前大学准教授）、町田泰則教授）、東京大学（馳澤盛一郎教授）との共同研究により、仕切りができる過程を高解像度撮影することに世界で初めて成功しました。この成果は、６月１７日に科学雑誌Nature Communicationsに掲載されました。 【研究の背景】 動物の細胞は２つにちぎれて分裂しますが、植物は１つの細胞の中に仕切りを作って分かれます。仕切りは細い中空の繊維（微小管）で編まれた「ゆりかご」（隔膜形成体）の中でできます（図）。細胞を２つに分けるため、ゆりかごは徐々に大きくなりますが、その過程

基礎生物学研究所 環境光生物学研究部門の得津隆太郎助教と皆川純教授は、緑藻が光合成の許容量を上回る過剰な光エネルギーを安全に消去するために、特殊なタンパク質（LHCSR）を結合した巨大な光合成タンパク質超複合体を形成することを発見しました。本研究は、植物の細胞内で光エネルギーを消去する実体を初めて捕らえたものであり、これまで不明な部分が多く残されていた光エネルギー消去の仕組みの完全理解が期待されます。この研究成果は、米国科学アカデミー紀要（Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America）の電子速報版に米国東部時間５月２７日に掲載されました。 図１：強光条件下でのクラミドモナスの培養 ＜研究の背景＞ 自然環境は、自ら活発に動くことが出来ない植物にとって、時として非常に過酷な条件にな

ミジンコの仲間は自然界では水温などの周囲の環境条件によって子どもがオスになるかメスになるかが決まります。しかし、殺虫剤などに含まれている人工的な化学物質がミジンコに作用すると、環境と無関係にオスしか産まれてこなくなってしまいます。この化学物質がミジンコの性をかく乱するメカニズムは今までわかっていませんでした。今回、岡崎統合バイオサイエンスセンター・基礎生物学研究所 分子環境生物学研究部門の宮川一志研究員、井口泰泉教授の研究グループは、国立環境研究所、北海道大学、バーミンガム大学との共同研究により、ミジンコの仲間においてこれらの化学物質を受け取る「受容体」を発見し、殺虫剤に含まれる化学物質が細胞内で作用する具体的な仕組みを明らかにしました。この研究成果は科学雑誌Nature Communicationsに掲載されました。 甲殻類や昆虫類では「幼若（ようじゃく）ホルモン」と呼ばれるホルモンによ

基礎生物学研究所 環境光生物学研究部門（得津隆太郎助教，皆川純教授）とフランス原子力庁生物科学技術研究所（ギヨーム・アロラン研究員，ジョバンニ・フィナッチ研究部長）などの研究グループは、光合成緑藻が強すぎる光によるストレス下で生き残るために、２つの異なる光適応反応を巧みに組み合わせて対応していることを見いだしました。本研究は、植物の強光適応の仕組みの実態を初めて明らかにしたものであり、これをもとに強光ストレスに弱い光合成生物の抵抗性を強化（最適化）し、砂漠などの過酷な場所でも育成可能な農作物やバイオ燃料藻類の創成への足がかりになることが期待されます。この研究成果は、植物科学専門誌The Plant Cellに掲載されました。 図1. 緑藻で明らかとなった二重の強光馴化 ＜研究の背景＞ 植物（陸上植物や藻類）は、動物のように活発に動くことができないため、自分たちが好きな環境に移動できません。

基礎生物学研究所 共生システム研究部門の寿崎拓哉助教と川口正代司教授らの研究グループは、マメ科植物と土壌バクテリアの根粒菌が生物間相互作用（共生）を行う器官である根粒の発生において、植物ホルモンのオーキシンが作用する機構を明らかにしました。この研究成果は、生物学専門誌Developmentの電子速報版に10月9日に掲載されました。 「研究の背景」 動物と異なり動くことのできない植物は、進化の過程で様々な生存戦略をとることによって、栄養が少ない土地にも適応し繁栄してきました。その中でも、ダイズやエンドウなどのマメ科植物に代表される一部の植物種は、根に「根粒」と呼ばれるこぶ状の器官をつくる能力を獲得することによって、土の中にいるバクテリアの一種である根粒菌と共生していることが知られています（図１）。根粒の内部では、根粒菌が大気中の窒素を固定して植物に窒素源として栄養を与える一方で、植物は光合成

基礎生物学研究所（総合研究大学院大学）の青山剛士博士課程大学院生と長谷部光泰教授を中心とする研究グループは、植物の茎葉の起源に迫る遺伝子を見つけました。これにより、植物がどのように陸上で進化してきたのかについて研究が進展することが期待されます。本研究成果は、英国発生学専門誌Developmentの2012年9月1日号に掲載されます。（オンライン版が先行公開されました。） ポイント：植物の茎葉が最初に進化したときに必要だった可能性の高い遺伝子を発見 ［研究の背景］ 植物は光合成で栄養分を作ります。光を求めて、たくさんの葉をつけた茎を伸ばし、互いに競争することで、植物はどんどん大きくなりました。しかし、陸にあがってすぐの頃は、茎や葉を持っていなかったことが知られています。では、植物はどのように茎や葉を進化させたのでしょうか。コケ植物セン類注１）はこの問題を解決するのに適した材料です。なぜなら、