応用生物科学科

自然、いのちに学び、未来を拓く。

植物代謝工学研究室(山本浩文 教授)

植物バイオテクノロジーによる有用物質の生産

独立栄養生物である植物は、その生命を維持するために様々な物質生産系を発達させてきました。その中には糖、アミノ酸、脂肪酸や核酸塩基などといった生育・繁殖のために必須となる化合物だけでなく、種々の環境ストレスや病虫害や草食動物から身を守るため、さらには他の生物との情報交換を行うための「二次代謝産物」と呼ばれるそれぞれの種に特異的な化合物群も含まれています。一方、従属栄養生物であるヒトは、植物が生産したさまざまな代謝産物を、衣・食・住だけではなく、医薬品・化粧品・色素・香辛料などとして利用しています。さらには、これらの有用物質の生産性を向上させることを目的として、紀元前より数多くの植物を品種改良し、また、新たな植物資源の探索を行ってきました。しかしながら、近年の地球規模の生態系の悪化により、植物の生育環境の破壊による資源枯渇が問題となっています。

当研究室では、これらの貴重な植物資源を維持し、その有用成分の効率的生産系を確立することによって、ヒトの健康維持に貢献することを目的として、植物バイオテクノロジーを取り入れた植物由来有用物質生産制御について研究を行っています。近年は、フラボノイドやリグナン、テルペンといったさまざまな成分が注目を集めていますが、我々は、それらのなかでも、プレニル基という脂溶性の高い官能基が導入されることによって生理活性が増強されたポリフェノールの生合成に焦点を当てて研究を行っています。ムラサキという絶滅危惧植物、クララやイカリソウなどの薬用植物やアシタバなどの山菜類などをターゲットに、天然物化学や植物生化学的観点から研究を行っています。

また、「美味しく健全な野菜を食べて健康に」をモットーに、付加価値の高く美味しい野菜の栽培環境の整備や機能性成分の探索にも取り組み、我が国における食糧自給率増加にも貢献したいと考えています。

葉だけの植物培養系(アシタバ Angelica keiskei)
根も葉もない植物培養系(オウレン Coptis japonica)
根だけの植物培養系(ミヤマホタルカズラ Lithodora diffusa)
バイカイカリソウ(Epimedium diphyllum)
バイカイカリソウ液内振盪培養系
バイカイカリソウが生産するプレニルフラボノール配糖体
絶滅危惧植物ムラサキ(Lithospermum erythrorhizon)の培養細胞が生産する赤色色素シコニン

この研究室を希望する方へ

様々な植物が毒薬として使われてきたことを知ってびっくり、実はこれらの植物は医薬品として重要であると知って二度びっくり。植物がなぜこれらの“薬”を作るのか知りたくてこの道に入り、「動けない」「受動的な」生き物だと思っていた植物という“生き物”が実はしたたかな生物だった、ということを知ってまたまたびっくり。植物という玉手箱、まだまだ“びっくり”のネタを隠しています。「ホモ・ルーデンス(遊ぶヒト)」という表現は、オランダのホイジンガが提唱した言葉ですが、「遊ぶ」ことの本質は「好奇心」です。「人類の持続的発展に貢献する」ためにも、まずはヒトの本質を忘れるわけにはいきません。「なぜ、どうして」という知的好奇心を胸に、従属栄養生物の代表として、植物という独立栄養生物の中の宝探しを始めてみませんか?