着任のご挨拶(西 良太郎)

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

皆様初めまして、2020年4月に着任しました西 良太郎です。

私の研究室の名前は分子生物学研究室となっています。自分で名付けたのですが、分子生物学というのは非常に広範な学問分野で、何をやっているのか分かりづらい!ということで、もう少し具体的に紹介したいと思います。

ご存知のように、私たちの体を構成する情報はゲノムDNAにコードされています。ところが、DNAは色々な要因によって傷ついています。身近なところでは太陽光に含まれる紫外線もそれらの要因の一つです。“細胞が発生したDNAの傷をどのようにして修復しているかを分子レベルで明らかにすること”が研究のメインテーマになっています。細胞がDNAの傷を治している仕組みを解明すれば、例えばがん細胞だけでDNAの傷を修復出来なくさせて除去することが可能になるかもしれません。そのような未来を目指して基礎研究を行っている研究室です。

さて、研究をするうえで大事なことは数多くありますが、そのうちの一つに正確に物事を伝える、ということがあります。例えば最近のニュースではPCRや抗体検査などの言葉をよく耳にするかと思います。皆さんはこれらの単語を正しく理解して、伝えることができるでしょうか?実はこれらを理解していればいるほど、意外と難しいですよ。応用生物学部での学びを通じて、科学的な考え方や表現方法を修得してほしいなと思っています。

西 良太郎

Img_0803 写真は数年前に学会で訪れたVentura (California)です。

新型コロナウイルスの流行のもたらす研究や教育への影響

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

いまの世間の最大の関心事は,なんといっても,新型コロナウイルスの世界的な流行の問題です。現時点(2020年3月下旬)で,この先のこのウイルスの感染拡大がどのようになるか,予測がつきませんが,大学ではこんなことがあったということを書いてみます。

本学の場合,1月で授業は終わりで,1月下旬から2月上旬に定期試験や卒業研究などの発表会/審査会があり,そこまでは,とくに新型コロナウイルス流行の影響はありませんでした。4年生の場合,2月~3月に研究室や部活動の仲間と就職前の卒業旅行に行く人が多いのですが,これは,予定通り行けた人,行くのをやめた人にわかれました。

3月は,大学の授業がない時期であることから,さまざまな分野の学会が開催されるシーズンです。私も「日本水環境学会」に出席予定で,私自身の発表に加えて学生の発表も予定していたのですが,大規模集会の自粛の一環で開催が中止されました。ほかにも,さまざまな分野で春休みに学会が予定されていましたが,3月に開催が予定されていたほとんどの学会が中止になったようです。

3月19日は卒業式でした。本学では,多人数が集合する全体の式典は行わないことにして,研究室ごとに卒業証書を授与しました。卒業式が中止になるのは,2011年の東日本大震災のとき以来になります。

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3月19日の研究室ごとの卒業式

感染症というと,空気感染や飛沫感染などを思い描いてしまいますが,水や食品を経由する感染症もたくさん知られています。私の専門とする上下水道もイギリスでの産業革命以来の感染症流行へのたたかいのなかで技術が進歩してきました。

物理学者かつ随筆家の寺田寅彦がいまから80年以上も前に「ものをこわがらな過ぎたり、こわがり過ぎたりするのはやさしいが、正当にこわがることはなかなかむつかしいことだ」と書いています。この言葉は,危機管理を専門とする研究者にしばしば引用されます。正体がつかめないリスクに対して,最初はこわがり過ぎて過剰に対処しますが,それが面倒になってくると,こんどは,怖がらな過ぎて痛い目にあうかも知れません。大学での学習(本学では「学修」という字をあてています)の究極の目標は,正当にこわがる力をつけることかも知れません。

水環境工学研究室 浦瀬太郎

食品の保存について

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

先日、新型コロナウィルスの影響で、カップ麺や冷凍食品といった保存食が買いだめの対象になったというニュースがありました。保存食はこういった時に買い込むのではなく、常日頃から準備しておくようにする必要があるでしょう。

このような背景から今日は保存食についてお話ししたいと思います。食品の保存方法の1つとして冷凍保存が挙げられます。冷凍保存は数ある食品の加工方法の中で最も加工前の状態に戻すことができる方法です。また、私は研究テーマとして、凍結解凍を取り扱っていることもあって、「冷凍こそ究極の食品保存法だ!」と声を大にして言いたいところです。しかし、「保存」という部分に着目すると、究極の食品の保存法は缶詰ではないかと考えます。ここで、冷凍と缶詰を比較してみましょう。

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上の表を見ると、冷凍保存後に生の状態に戻すことができるという点においては冷凍に軍配が上がりますが、停電になると冷凍食品は使い物になりませんし、解凍しなければアイスクリーム以外は食べることができません。その点、缶詰は低温で保存する必要もないですし、基本的に缶を開けてそのまま食べることができることから、保存という観点では缶詰に分がありそうです。

なお、滅多にあることではありませんが、保存能力の高い缶詰であっても、缶蓋が膨らんだ缶詰は、殺菌不足により残存した微生物が保存中に増殖していることを示しているため、食べてはいけません。また、缶が錆びた場合も、腐食した部分から微生物が混入し、中身が汚染されている可能性があるため、消費は控えましょう。逆に言うと、缶に異常がなければ基本は消費可能ということになります。以前、私の出身大学で、数十年前に学生の実習で製造されたマグロのオイル漬け缶を食べた教授が「味が馴染んでいて美味い」と言っていました。恐るべし缶詰…。

実際に、私も学生時代に賞味期限間近のツナ缶を購入して数年置いて、味が馴染んで美味しいマグロ缶を食べようとしました。しかし、当時付き合っていた彼女に、賞味期限が何年も過ぎてたからという理由で、勝手にそのツナ缶を捨てられてしまいました。もちろん、喧嘩になったのは言うまでもありません…。

これを読んでいる皆さん、賞味期限が過ぎた缶詰は勝手に捨てないようにしましょう!

高機能性食品研究室 阿部周司

 

“ラクトフェリン”—脊髄損傷治療薬への挑戦—

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

アンメットメディカルニーズ (Unmet Medical Needs)という言葉をご存知でしょうか?未だ治療法が見つかっていない疾患に対する医療ニーズのことで、より具体的なものとしては、治療法が見つかっていない疾患の治療薬が含まれます。私の研究室ではこのアンメットメディカルニーズに応える治療薬の開発を目的として、大学院生や学部生が日々新しいバイオ医薬品の開発に取り組んでいます。特に我々の身体で我々の健康を保つために自然免疫で機能する“ラクトフェリン”というタンパク質に着目して研究を進めています。

ラクトフェリンはミルクに多く含まれるため、機能性食品としての開発が進んでいる分子ですが、医薬品としての開発実績はありません。えっ、食品が薬になるの?と驚いた方も多いのではないでしょうか?ここでは、私達の研究グループが見出した意外な?ラクトフェリンの機能をご紹介したいと思います。

上述したアンメットメディカルニーズの一つに、脊髄損傷治療があげられます。脊髄損傷とは事故などで、脳と身体を繋ぐ神経の束である脊髄が損傷することで、運動や感覚機能などに障害を生じる病態を指します。この治療薬として、ラクトフェリンが有望ではないかいう可能性を我々は見出しました。脊髄損傷の病態主要因は、脊髄損傷後に起こる活性化アストロサイトからのコンドロイチン硫酸プロテオグリカン (CSPG) の産生、分泌であり、CSPGを受け取った神経の成長円錐はその機能が崩壊して、神経軸索伸長が著しく阻害されることがわかっています。ラットの脊髄損傷モデルで、CSPGを消化する酵素コンドロイチナーゼABCを投与すると、その病態が著しく回復することから、CSPGは脊髄損傷の病態主要因であることが改めてわかります。したがって、CSPGは脊髄損傷治療の創薬ターゲットとして有望なことから、製薬企業はCSPGに結合して、その毒性を中和する分子を探索してきましたが、有望な分子は報告されておりません。

私の研究室では、中村真男助教を中心とする研究室グループが世界に先駆けてヒトラクトフェリン (hLF) が硫酸化グリコサミノグリカンに結合すること、特に脊髄損傷時の原因分子であるコンドロイチン硫酸 E (CS-E) に結合して、その毒性を中和することを見出しました(特許出願済み)。具体的には、ニワトリ胚脊髄神経節(DRG) 神経細胞を用いて、CS-Eによってもたらされた成長円錐の崩壊、並びにそれに伴う神経軸索伸長阻害がhLFにより回復できることを確認しました。さらに、研究室で開発した血中安定性が向上したヒト血清アルブミン (HSA) との融合製剤であるhLF-HSAは(特許出願済み)、hLF単独よりその効果を示しました。我々が狙っているアンメットメディカルニーズは、例えば、上述した脊髄損傷、敗血症(動物実験で病態発症後の治療効果を確認済み)、ガンなどで、製薬会社の知人らからはチャレンジングだねえ・・・とからかわれていますが、大いに本気です。何より嬉しいことは、この苦難を伴うチャレンジを学生がやりがいに感じてくれて、一生懸命に取り組んでくれることなのです。

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生物創薬研究室   佐藤 淳

 

留学のすすめ

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

皆さん、留学に興味はありませんか。しかも語学留学ではなく、海外で研究を行う留学です。


応用生物学部は令和元年に、アメリカのテキサス大学健康科学センターと人材交流・共同研究を行うための協定を結びました。同大学では、細胞分子生物学科の学科長を務められている池辺光男先生が、本学からの学生の受入も担当されています。池辺先生は筋肉収縮や細胞運動を担うタンパク質であるミオシンの研究をされていて、令和元年には本学で学術講演もされています。写真は、当日の懇親会後に撮ったものです(左側が池辺先生)。


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英語のみならず研究の留学というと、とてもハードルが高そうに思うかもしれませんが、写真を見てわかるとおり、池辺先生は非常に優しい方で面倒見が良く、普通に日本語で(ここが大事かも!)研究や普段の生活のアドバイスをしていただけます。もちろん、研究室にはアメリカ人を始め多くの留学生がいますので、会話を楽しみながら英語も、バイオの研究も、そして国際感覚も身に付けられます。すでに私の研究室で今度4年生になる女子学生が、池辺先生の研究室に4月から留学することが決まっています。


私も大学院修士2年生のときに1年間アメリカに留学しましたが、そのときの経験がいまでも役に立っており、思い切って行って本当に良かったと思っています。実はそのときにお世話になったのが池辺先生でした。池辺先生は当時も、そして今でも、若い人が海外にどんどん出て、経験を積むことを強く勧めています。皆さんもぜひチャレンジしてはいかがでしょうか。


以下、池辺先生からのメッセージです。


「日本人は良くも悪くも、すこし控えめというか謙遜というか、国内では美徳なのですが、国際的にはそのように思ってもらえません。もっと楽観的にズーズーしいくらいに考えてよいのです。なにしろこちらには、1回DNAのアガロースゲル電気泳動をしたくらいで、Molecular Biology の経験がある!という人間が沢山いますから。
そちらの学生さんたちにもっと自信を持つように言ってください。そして、もっと、Challenging に。特に若いときに。
たくさんの学生さんがこちらに来て経験を積み、勉強もするように期待しています。」


生命科学コース 矢野和義


 

培養細胞の変化を数式で表す

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

今回は、研究室で行っている細胞応答のモデリングの研究について紹介します。

一般に、細胞株を用いる培養細胞の実験では、細胞を植え替える継代培養を行います。このときに、シャーレに接着している細胞をタンパク質分解酵素のトリプシンを使っていったんはがしてから、新しいシャーレに植え継ぎをします。平べったく張り付いていた細胞は、はがれて球形になって、再び接着して平べったくなり、増殖していきます。この変化を見るために、水晶振動子というセンサーの上で細胞を培養して、水晶振動子の共振周波数の変化を測定すると、接着過程の変化が一次遅れ応答関数という式で表されることがわかりました。この一次遅れ応答関数は、化学反応の一次反応速度式の濃度変化の式に似た変化をします。

さらに、抗がん剤などの細胞死を起こす化学物質を入れると、細胞はだんだん弱って死んでいきますが、測定の結果では、細胞死を起こすプロセスは、多くの場合2段階で起きていることが分かってきました。この反応は、多くの細胞の細胞周期がばらばらの場合は、少しずつ時間がずれるため、対数正規分布という関数で表されることが分かりました。共振周波数変化は、時間差のついた2つの対数正規分布関数で近似することができ、式の大きさを調整するパラメーターから細胞の生存率などを見積もることができます。また、薬物がどのように作用しているのかを調べることにも利用でき、今後、新しい細胞応答の評価方法として発展できるのではないかと期待しています。

生命ナノ工学研究室 村松宏

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国際学会に参加して

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

ブログ読者の諸君は国際学会といったらどんな事を思い浮かべるでしょうか?

学会とは、研究者たちが集い、研究成果の発表や討論などを行う場です。規模は様々で、一つの分野を研究する数十人が集まる小規模なものから、数千人規模のものまであります。特に基礎医学系の学会は大規模な学会が多い様です。国内の学会でも大規模な学会がありますが、国際学会となれば、世界中の大学や企業から研究者が集まる場で、学術的な成果に加え、様々な人との交流を楽しむこともできます。同じ研究を行ってきた仲間が久しぶりに出会える同窓会の様な場でもあります。

私が毎年参加している学会に日本フードファクター学会という学会があります。私の研究は健康維持に機能する食品についての研究ですが、この学会は正に機能性食品についての学会です。毎年私の研究室の大学院生はこの学会で発表します。この学会は4年に1回は国際学会として開催されます。今年は12月初旬に神戸の国際会議場で国際学会として開催されました。国際学会ですから当然英語で発表が行われます。英語が苦手の学生たちですから、希望者はいないだろうと思っておりましたが、3人の大学院生の内一人がこの国際学会で発表したいと言い出しました。今回はポスターセッションという形式でのエントリーです。ポスターセッションは研究成果を一枚のポスターにまとめ、張り出したポスターの脇で質問に答える発表形式です。

準備万端整えて英語での質問集を作り、回答集も作成してその学生は望みました。当日は神戸国際会議場の大きなホールでの発表です。発表時間になって緊張の程度もMaxです。ところがあにはからんや、外国人の質問者はわずか1人だけと拍子抜けです。やはり発表はポスターではなく口頭発表のほうが宜しいようです。

ブログ読者諸君はほとんどが高校生と思いますが、是非本学に入学して世界をあっと言わせる研究をしてみて下さい。私も、優秀なブログ読者が入学してくることを楽しみにしております。

応用生物学部 免疫食品機能学研究室 教授 今井伸二郎

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卒業研究審査会の発表練習が始まりました!

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

卒業研究審査会が2月上旬に開催されるため、いま研究室では発表練習が連日行われています。審査会では、1年間の研究成果をスライドにまとめて、1人あたり10分間の発表をします。卒業研究は、課題設定、研究調査、問題解決に至る過程・方法を実践しながら専門分野を学び、4年間の学びの集大成です。連日実験に明け暮れ、論文を書き、教員や大学院生から助言を受けながらプレゼンテーション力を磨きます(写真)。

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卒業研究審査会まであと少しですね。体調に十分気をつけて、最後までがんばってください。
みんなでよい春を迎えましょう!

医薬品コース 中村

 

セロトニンは脳に幸福と安寧を与える

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

セロトニンは小さな小さな分子で目には見えないものですが、科学者の間では幸せ物質と呼ばれています。スターウオーズに出てくる「目には見えないが宇宙隅々に満ち満ちているフォース」を御存じでしょうか?そのようなものだといえるでしょう。フォースは宇宙に正義と秩序を与えるものですが、セロトニンはヒトに幸福と安寧を与えるものなのです。

私たちもセロトニンで脳を満たし、ストレスの支配から脳を開放し、自身の未来を切り開く必要があります。脳をフォースで満たす最大のカギは「食」にあります。ところでセロトニンを合成する酵素の遺伝子をノックアウトして、脳でセロトニンを作らせないようにすると、二つのことが起こることが知られています。

1. 骨密度が減少する。
2. 食欲が減少する。

逆に脳内のセロトニンを満たせば二つのことが起こると予想できます。

1. 骨密度が増加する。
2. 食欲が増加する。

ということです。アンチエイジングを目指すうえでこれは重要な示唆を与えます。すなわち「幸せな人生」と「好ましい食生活」と「運動能力」はセロトニンという分子で強く連環し、あたかもひとつの事象であるかのように存在しているということです。だから私は脳におけるセロトニンを、宇宙におけるフォースに例えたのです。芸能界には「美魔女」と呼ばれる70歳になっても活動的でかわいらしい女性がいるものですが、脳をセロトニンで満たしていて(すなわち自身が幸福であると自覚しているために)、上記のふたつの生理的な事象が起こっているからではないかと予想します。ヒトが健康に長寿であるためにはセロトニンの果たす役割は限りなく大きいと考えています。腸(腸内細菌)と脳(精神活動)は密接な関係(脳腸相関)があることがわかっています。すなわち腸内細菌叢が良いと、幸せな人生を送るチャンスが多く、腸内細菌叢が悪いと、幸せな人生を送るチャンスが減る。逆に自分が幸せであると感じている人は腸内細菌叢も良質で、そうではない人は腸内細菌叢の質が悪いという関係があると思われます。セロトニンはトリプトファンから合成が始まりますが、トリプトファンは多くは動物性タンパク質から酵素で分解されて生成され、そのあとトリプトファンは腸内細菌で水酸化され、水酸化トリプトファンに変化します。このようにして水酸化トリプトファンの90%程度が腸内細菌で生成されているのですから、殆ど腸内細菌に依存しているっと言っていいでしょう。水酸化トリプトファンは腸管上皮から吸収されて血流に乗って、脳血液関門へと送られます。何とその狭き門を自由に通過できるのです。そして脳に到達することができます。さらに脳内でセロトニンに変化され、幸せ物質として働きだすという仕組みです。さらにセロトニンは神経細胞の中でメラトニンに変化させられ、睡眠物質として機能するのです。セロトニンは日中に高く、またメラトニンは夜に高いことが知られています。このふたつのホルモンによって昼は行動的であり、夜は休息というリズムが成り立っています。セロトニン(幸せ物質)とメラトニン(睡眠物質)の日内リズムを守ることが幸せに生きる基本と言えそうです。

佐藤拓己

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梶原・阿部研究室の学部生が日本水産学会北海道支部大会で発表しました

| 投稿者: 応用生物学部スタッフ

梶原・阿部研究室の阿部です。11月2日、3日に北海道札幌市で日本水産学会北海道支部大会があり、本研究室の4年生金井竣矢君が口頭発表しました。日本水産学会は水産系では国内最大の学会です。今回は支部大会ではありますが、北海道は水産王国であることから、北海道の国立大学の院生をはじめ、北海道の各水産試験場の若手も多く参加するなど、若手の登竜門ともいえる大会になっています。特に北海道は冷凍すり身(かまぼこの原料)発祥の地でもあり、そのような中で、堂々と冷凍すり身のゲル形成能の新たな評価方法の構築に関する研究を発表し、質疑応答に対しても的確に対応した金井君は見事なものでした。

以下、初の学会発表を経験した金井君の感想です。
「学会での発表はその分野の専門の方の前での発表となるため緊張しましたが、研究に関する良い意見をいただけたり、専門の方たちの研究発表を聞けたりと、とても良い経験になりました。これから先の人生において、学会で発表することはおそらくありませんが、今回の発表が社会に出たときに様々な場面で活きてくると思います。」

Kanai 金井君の発表の様子

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