□ 参考）農学部広報誌「弥生」掲載記事まとめ
農学生命科学研究科所属教員が行っている研究のうち、主にアカデミックな研究を説明した記事「Yayoi Highlight」（2018年度以降掲載分 [No.66-78]）
記事タイトルおよび執筆者所属（執筆当時）【学部の専修、大学院の専攻、附属施設】※[No.XX]は「弥生」掲載号になります。
ゲノムと水産と予測 [No.78]【附属：水産実験所】「ワンヘルス」アプローチで動物の感染症に挑む [No.77]【学部：獣医学専修、大学院：獣医学専攻】

拡張する目で農業生産を支援 [No.76]【附属：生態調和農学機構】

昆虫に垣間見る共生社会 [No.75]【学部：応用生物学専修、大学院：生産・環境生物学専攻】

演習林のGXへの挑戦 [No.74]【附属：演習林】

福島から始まる復興農学 [No.73]【学部：国際開発農学専修、大学院：農学国際専攻】

なぜ景観をまもるのか ～景観に対する問いと向き合う～ [No.72]【学部：森林生物科学専修・森林環境資源科学専修、大学院：森林科学専攻】

コロナウイルスとは何か [No.71]【学部：獣医学専修、大学院：獣医学専攻】

鉄で土を肥やす！低窒素農業 [No.70]【学部：生命化学・工学専修、大学院：応用生命化学専攻】

森林と気候の未来を読む [No.69]【学部：森林生物科学専修・森林環境資源科学専修、大学院：森林科学専攻】

生態系を守るために、その価値を知る [No.68]【学部：国際開発農学専修、大学院：農学国際専攻】

生命を導く匂いの価値を測る [No.67]【学部：生命化学・工学専修、大学院：応用生命化学専攻】

花咲爺さん計画 [No.66]【学部：応用生物学専修、大学院：生産・環境生物学専攻】○農学部広報誌「弥生」HP
https://www.a.u-tokyo.ac.jp/pr-yayoi/
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Yayoi Highlight
From the Dean’s Office

活かす
農学が長年取り組んできた課題は、人類を養うたてもよいかもしれません。例えば、ゲノム情報を利

最近まで力をいれていたのは「魚介類の性が多いと思います。
しかし、世界全体でみると、 用して「少ない餌で早く育つ集団」を人工的決定遺伝子を利用した雌雄予測」でした（図水産と言えば「鄙びた漁港」を連想する人「もはや日本は水産後進国」と言ったのは、2 0 1 5 年の農林水産大臣でした。これが本当かどうかはともかく、今、「養殖先進国」
といったとき、そこに日本が入っていないことは確実のようです。私たちは、ゲノム

養殖産業の成長率は非常に高く（日本は一人に進化させることができれば、その成果は産業

2）。
しかし、介類はともかく魚類については、性負けと言われています）（図1）、欧州などにあるの発展にも環境負荷の低減にも寄与します。
ま決定の遺伝基盤が比較的単純であることがわ

情報と予測科学を活用して、世界を再び牽引できるような研究成果

海 外の養 殖 先 進 諸 国では、生 物 系・環 境

このテーマは山場をこえた感がありまた、
この考え方を天然の集団に適用すれば、 かってきて、をあげることを目指しています。

系・工学系・情報系の研究者が、その産業発温暖化が進んだときに絶滅しやすい地域集団

す。いま力をいれつつあるのは、「成長」や「環展に貢献すべくしのぎを削っています。

はどれか？といった問いにも答えられそうです。

境変動への耐性」といった複雑な遺伝基盤をや植物を選択的に「生かす」ことだったと言えます。
この育種の活動において、良い形質の親同士を交雑し、生まれたより望ましい形質をもつ子を選抜しま

附属水産実験所
き く

ち

きよし

菊池 潔 教授

水産実験所も、
この「ゲノム情報を利用したているのが「ゲノム情報を利用した予測学」で予測学」に取り組んでいます。当実験所では、世界の各地で、養殖された温水性海産魚す。
これは「進化を予測する学問」と言いかえ

20年ほど前から魚類の全ゲノム解析を行って介類があたりまえのように口にされていますが、こいたという背 景もあり、今でれらを飼育できるようになったのは20世紀半ば

は、1年間に3,000個体程度

以降のことで、その飼育技術の多くが日本で確のゲノム情報を取得すること立されました。
これらの技術的遺産をも取り込んが普通になっています。こので、魚介類集団の遺伝的変化をより正確に予数はまだまだ少ないとも言える測し、それを自在にあやつれる系を構築したいとのですが、そこから出てくる情

考えています。

千万 t
24

す。人類の長い歴史の中で数えきれないほどの在野

21の実務家が、経験に基づいた取り組みを積み重ねま

18

した。

15

近代的な育種においても長らくは、良い形質をもったものの選択を形態や収量などの表現型の情報を手掛かりにしていました。今では全ゲノム解析が様々な生物を対象に行われて、目的とする形質と遺伝子とを紐づける遺伝モデルなども利用できるようになり、ゲ
ノム情報を「活かす」育種も行われるようになっています。
また表現型の情報は、
かつては観測技法の限界から粗いものにとどまっていたのが、今では情報技術の進歩によって精密なデータで構成されつつあります。生命科学と情報科学の発達は、
かつて手探りだった育種をエビデンスに基づく取り組みへと導いています。
一方、農畜水産物や食品の品質情報も科学的により正確に把握できるようになりましたが、それが消費者の選択をどのように左右するか評価する研究も進み、これらの情報を「活かす」ことで望ましい育種
方針や生産振興計画へフィードバックさせる可能性が広がりつつあります。

内水面
養殖業

12

その後、遺伝学に基づいた育種が展開しますが、ゲノムとGenomes,
Fish andPrediction

もつ形質の研究です。

こういった動きの中で、一部の学者が注目しめにいかに良質な食料を増やすかでした。農学において「活かす」とは、人類の生存を支えてくれる動物

海面養殖業

9
内水面漁業

6

報量はすでに膨大です。

海面漁業

3
0
昭和35
（1960）

45（1970）

55（1980）

平成2（1990）

12（2000）

22（2010）

令和3年（2021）

資料：FAO「Fishstat（Global capture production, Global aquaculture production）」（日本以外）
及び
農林水産省「漁業・養殖業生産統計」（日本）に基づき水産庁で作成

性決定遺伝⼦図1 世界で拡大・高度化する養殖産業
養殖生産の急激な増加をあらわす。縦軸は生産量を、横軸は年をしめす。令和4年度水産白書のp.149より転載。

水産と予測

図2 性決定遺伝子の同定
456尾のトラフグからゲノム配列情報（約3,000個の遺伝子座）を取得した後、雌雄間の比較を行い、性決定遺伝子の位置を決定した。縦軸は性と遺伝子座の関連の強さを、横軸は各遺伝子座の染色体上の位置をしめす。

教えて！Q&A■ ゲノム情報を利用した予測学■ 温水性海産魚介類

本稿では、専門用語である「ゲノム予測」に加え、ゲノム情報を利用した予測一般も含める意図でこの言葉を用いました。
なお、「ゲノム予測」とは、多数個体から取得したゲノム情報と表現型情報を用いて遺伝モデル（回帰式）
を作成し、これをもとに別の個体の遺伝的能力を予測することです。

本稿では、暖流系の海域に生息する魚介類を総称する意味で、この言葉を用いました。代表的な例は、ブリ類やタイ類。その養殖技術の多くは日本で確立されています。一方、西洋で開発された養殖魚の代表であるサケ類は冷水性魚類です。

ステップ1︓予測式の構築

表現型Y

ゲノム情報Z

ステップ2:ゲノム情報
だけから表現型を予測

ゲノム情報ZY = Xβ + Zu + e

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

図4 ブリ類御三家

遺伝的ポテンシャル

中嶋 康博
図3 ゲノム予測

表現型Yの予測(例えば、温暖化耐性)

上からカンパチ、
ヒラマサ、
ブリ。
シーボル
トの日本動物誌より転載。

詳しくはこちら、

2

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https://www.se.a.u-tokyo.ac.jp/japanese.html
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Yayoi Highlight
From the Dean’s Office

共存するン」という考え方があります。近代病理学の父、 こには人 間 活 動が大きく関境の健康は相互に密接に関係しているため、それらを総合的に良い

こうしたことから、
ウィルヒョウは、既に19世紀「対象は異なっても、 わっています。

状態にすることが真の健康である、という概念です。

そこから得られる経験は、あらゆる医学の基本を動物や生態系、環境の健康

地球上の多様な生物との関係の中で生かされる人類という視点を忘なす」と言っています。
これを感染症にあてはめ

が人間の健康に繋がることがれず、動物の感染症に挑みます。

てみましょう。

強調され、21世紀には「ワンての動植物との共存によって支えられています。
人類は長い歴史の中で野生種を選抜・馴化・品
種改良して栽培化や家畜化に成功しました。
それが人類の定住化を促し、そして文明化を導いたという説があります。
その中で家畜化の一形態であるペット
は古代から存在し、人間と動物との温かい関係性が指摘されています。
その一方で家畜と共存することには感染症との闘いをもたらす厳しい側面もあったと言われています。
共存と言ってもその相手になったのは人類にとって都合のよい動植物に偏っています。
たとえば穀類の栽培面積では小麦、
トウモロコシ、稲が、家畜の飼養頭羽数では牛、羊、ヤギ、豚、そして鶏が圧倒的です。長い年月をかけて選択されてきましたが、近代農学によってさらなる選りすぐりの改良を施されて、ますます個体数を増やすことになり、
グローバル社会で爆発的に増加した人類の食を支えてきました。生物としての生存戦略からすると、人類との共存は大成功だと言うことになるでしょう。
ただ、人類と共存した動植物の拡大は、その他の生物の生存を制約し、生物多様性・生態系保全に脅威をもたらしています。
われわれは20世紀の最後の数十年にこのことへ強い懸念を覚え始めました。
地球の有限性への認識もあいまって、現代の農学の視座を大きく変えることになり、新たな共存の姿が模索されているのです。

ヘルス」の概念が提唱されまガンの一部は、感染症によることが知られてい人類は生物種としてこの数世紀で驚異的に増えました。
その成長は、食料や生活資材の供給源としグローバルに広まってしまう。
こ

動物と人の医学を一体と捉える「ワンメディシ

ワンヘルス（One Health）とは、3 つの健康、すなわち人・動物・環した。

ます。人では子宮頸ガンの原因が特定の型の獣医学専攻 感染制御学研究室（OSG 国際防疫獣医学 特任教授）
は

が

たけし

芳賀 猛 教授

ワンヘルス

パピローマウイルス（PV）であると判明し、予防

動物の感染症は、家畜のワクチンが実用化されていますが、それ以前に、

損 失が食 料の安 定 供 給を様々な動物のPV研究がありました。
ワタオノウ

脅かしたり、畜産物に残存す

サギという動物のイボから発見されたPVが、動る病原体が感染源となること

物で実験的にガンをつくることは 90年も前に報から、発生地域の畜産物の告されています。動物のガンにも多様なPVが関移動・輸出ができなくなる等、経済にも打与すると考えられますが、詳細は未だに不明で撃を与えます。人は他の命をいただいて生す。近年、犬猫等でも長寿化に伴いガンが増えかされる存在です。増加する人口を支えるていますが、我々は動物PVの多様性解析や

食料、グローバル化で蔓延する感染症、病態解明、さらに制御の研究を行っています。

これらの課題解決には、地球規模で専門

一方で、20世紀末、新たな動物由来（人分野横断的なアプローチが求められます。

獣共通）感染症が相次ぎました。背景に環境「ワンヘルス」を念頭に、獣医学の視点か

破壊とグローバル化が指摘され、人類への警ら、
レギュラトリーサイエンス（解説欄参照）

鐘と言われました。奥地の開発で、未知の野に繋がる研究を推進し、多様な動物の感

図2 パピローマウイルス（PV）の多様性染症対策に取り組んでいきます。

ヒトや各種動物には、それぞれ特異的なPVが存在し、腫瘍に関与していると思われます。我々は、分子疫学的研究から、これまで新型の動物PVをいくつも発見し、PV関連疾病の病態解明と予防を目指します。

環境破壊やグローバル化で新たな動物由来感染症が注目され、19世紀に提唱された「ワンメディシン」
から、さらに生態系や環境の健全な状態が重要との認識が広がり、「ワンヘルス」
が提唱されました。

ウマ
EcPV1-10

ウシ
BPV1-44（BPV1など、例外的に馬に感染）

扁平上皮ガン

乳頭腫

イヌ
CPV1-24

子宮頸ガン
高リスク型
HPV16,18など

馬のサルコイド
扁平上皮ガンネコ
FcaPV1-7

ヒト
HPV1-229

アプローチで動物の感染症に挑む
生動物の病原体に遭遇し、地域の感染症がTaking a One Healthapproach to tacklinganimal infectious diseases

教えて！Q&A■ パピローマウイルス（Papillomavirus）■ 越境性動物疾病（Transboundary Animal Disease: TAD）

皮膚や粘膜に感染して乳頭種（papilla 乳頭＋oma 腫瘍）
と呼ばれる
良性腫瘍
（イボ）
や悪性腫瘍
（ガン）
を引き起こすウイルス。人では高リスク型と呼ばれる一部の型のヒトパピローマウイルスが子宮頸ガンの原因として知られます。犬や猫、牛や馬など、それぞれの動物種に特異的なウ
イルスがあり、例えばイヌパピローマウイルスは犬にしか感染せず、現在
１型から２4型まで多様な型が知られていますが、未知の型も多く存在す
ると考えられ、その病態への関与等、詳細は不明です。

国境を越えて蔓延し、発生国の経済、貿易、および食料の安全保障に関わる重要性を持ち、かつ、その防疫には多国間の協力が必要となる動物の感染症を指します。豚熱（豚コレラ）や、
豚熱と症状は類似するものの全く別のウイルスで起
こるアフリカ豚熱（アフリカ豚コレラ）
といったブタやイノシシの病気は、人には感染しませんが、甚大な被害をもたらす越境
性動物疾病です。
また口蹄疫や高病原性鳥インフルエンザも代表的な越境性動物疾病です。

図3 イヌパピローマウイルスによる犬の悪性腫瘍（ガン）提供］■ レギュラトリーサイエンス（Regulatory Science）
科学技術の成果を人と社会に役立てることを目的に、根拠に基づく的確な予測、評価、判断を行い、科学技術の成果を人と社会との調和の上で最も望ましい姿に調整するための科学。別の言い方をすれば、科学的
知見と、行政措置などの規制との間の橋渡しとなる科学です。獣医領域の感染症制御には、レギュラトリーサ
イエンスを念頭に、技術開発のみならず、人文社会学や政治経済学的なアプローチから、効果的な制御法の提言を行ったり、啓発活動を行うことも重要です。
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東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

中嶋 康博

詳しくはこちら、

2

伴侶動物では、寿命の伸びに伴い、悪性腫瘍が増加

PAVE（https://pave.niaid.nih.gov/index）
による（2023.6現在）

イ ヌ パ ピ ロ ー マ ウ イ ル ス に よ る 犬 の 悪 性 腫 瘍 （ガ ン ）［獣医病理学研究室 チェンバーズ助教

2

図1 ワンメディシンからワンヘルスへ

図4 越境性動物疾病の対策

http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/kansen/index.html
http://www.academy-nougaku.jp/pdf/bullettin036/bullettin036_07_haga.pdf
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Yayoi Highlight
From the Dean’s Office

協働する
農学生命科学研究科・農学部には、さまざまな対象の研究に独自の切り口で取り組んでいる多くの研究者や学生がいます。対象とする専門分野が多岐にわたると同時に、自身の研究に集中するあまり、生産性と持続性の両立が求められる21世

農作物観察は栽培管理の基本です｡ 私たちは工学・情報科学と農学・植物科学を融合して、作物を見る人の目を拡張し凌駕するこの研究開発を行ってきました。

紀のスマートな農業生産には、革新的な育種

ドローンを飛行させ、鳥の視点でとで作物育種や栽培管理技術にイノベーションを起こすための研究開発と栽培管理技術の高度化が必須となりま

圃場を見下ろした画像を撮影し、そしす。
その中で、植物の表現型と遺伝子型や環て圃場の三次元再構築、デジタルをしています。

境との関係を理解し、モデル化することが重要と化、画像解析など作業（図1）を行う

なります。モデル化により、数十年の経験を蓄積ことで、人間の目を一気に拡張できましてきたベテラン、さらにはそれ以上の目で観す。たとえばソルガムの育種圃場（図察、判断しているように、求められる作物品種

2）について1,440個に分けた小試験

育成の効率化や、さまざまな環境下での作物

区（長さ5メートル）の収量性を比較

附属生態調和農学機構
か くい郭 威 准教授

栽培管理の最適化をして収量や品質向上、 するために、各試験区の穂数を人力

構成員が相互の活動を知る機会はこれまであまりありませんでした。

環境負荷低減などを支援することができると期で調査するには、かなり時間がかかり待されています。

ますが、ドローン穂数調査手法を利

図1 ドローンフェノタイピングの流れ（a）：飛行と写真撮影 (b)：圃場三次元再構築（c）：マッピングとデジタル化 (d)：さまざまな表現型をAI画像解析による算出

用すると、数十分の飛行と数時間の地球的課題の解決を迫られている現在、私たちモデル化には、大量の植物表現型情報の農学に携わる人々に対する期待は高まっています。

蓄積が必須です。
しかし、表現型の計測（フェ画像解析で調査が完了します。
また、モモ果樹私たちの研究室では、このような工学・情報

ノタイピング）は、その多くを時間も労力もかかる園（図3）をドローンによる三次元測量すること

科学と農学・植物科学を統合した植物フェノミ

人手観測で行っています。そこで私たちは、
ドで、収量や品質を向上させるための整枝や剪

クスと呼ばれる分野横断型研究を、画像デー

ローンやロボットといった機械の定のための複雑な技術指導を、新規就農者にタ利用を中心に行っています。将来、さまざまな「目」をもたらすことを通して、効率も効率的かつ効果的に行えるようになります｡こ 「目」を創出することで人間の目を拡張し、賢いや精度について人間の目を遙かれは、
これまでのような紙媒体の果樹栽培指導に凌駕するフェノタイピング方法

指針だけでは困難なことでした｡

地域創生やグリーントランスフォーメーションは、
ひとつの専門分野のイノベーションによって解決できるよ
うな課題ではありません。今こそ多様なバックグラウン
ドを持つ私たちの得意分野を持ち寄り、協働して課題解決に貢献すべき時だと思います。
社会的課題の解決は、アカデミア内の協働だけ
では達 成できないでしょう。行 政や生 活 者 、企 業 、NPOなど社会のさまざまなステークホルダーと積極的に協働することによって、新たな視点が見いだされることが期待されます。参加する人々の相互理解と信頼によって協働の成果は生まれます。新型コロナ
ウイルス感染症による混乱は、落ち着きを見せ始めた
ようです。
さぁ、
いつもの居場所を飛び出して、多様なバックグラウンドを持つ人々と課題解決に向けた語り合いを始めましょう。

拡張する目で農業生産の実現を支えていこうと考えています。

農業生産を支援Supporting agricultural production with human eye augmentation

図2 ソルガム育種におけるドローン穂数調査（a）: ドローン空撮画像から作成された圃場全体図（1,440小試験区）（b）: 1,440小試験区の一つ（赤い四角、長さ５メートル）を拡大した様子（c）: 深層学習による小試験区内の穂検出と計数の様子

教えて！Q&A■ スマート農業
農林水産省の定義によりますと、「ロボット、AI（人工知能）、IoT（センシング技術）など先端技術を活用する農業」のことです。データ駆動型農業とも呼びます。詳細はhttps://www.maff.go.jp/j/kanbo/smart/を参照。

■ 植物フェノミクス

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

植物のさまざまな表現型（草姿、
果実や葉の形状・色彩、
根の形態、
収量、
食味、
植物体の生育・生理状態など）の計測や解析・評価を行う学際的な研究分野
で、遺伝型（ジェノタイプ）について研究するゲノミクスと対をなしています。表現
型を計測・解析・評価することをフェノタイピングと呼びます。

堤 伸浩■ モデル化
図3 果樹園におけるドローン三次元測量（a）: 果樹園の三次元データ（b）: 手前の木を拡大し、三次元で上下左右360度自由に見る様子（c）: 樹形の三次元構造を定量的に自動分析する様子

現在と過去の作物表現型（例えば収量）、及びその作物と関連する環境（気象、土壌、微生物など）、遺伝子データを大量に蓄積し、そのデータを用いて作物将来の表現型を予測するモデルを作成することです。モデルが完成した
ら、データに基づく農作業の自動化、最適化によるスマートな農業生産の実現を期待できます。
図4 拡張する目で植物をフェノタイピング、
モデル化するイメージ

詳しくはこちら、

2

3

https://lab.fieldphenomics.com/
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Yayoi Highlight
From the Dean’s Office

共生する
地球上のすべての生物は細菌、古細菌、真核生物にグループ分けされる。私たちヒトは、数十兆個の細胞核を有する細胞で構成されており、真核生物

共生とは、異なる種の生物が細胞、個体、昆虫の病気や病原体を研究する学問領域を昆虫病理学といいます。

生態系といったレベルに関わらず同所的に存

農学部 3 年生の「昆虫病理学」の講義で出会って以来 3 0 年間、在することです。相利共生や寄生などがよく知

昆虫とその病原体の神秘に魅せられています。細胞から生態系に至るられていますが、共生の種類には明確な境界まで、いろいろなレベルでの共生社会を垣間見ることができます。

はなく、環境や時期によって関係性が変化す

ま害関係は限定されているため、実際の関係性

すすむを正確に捉えられていない場合もあります。

勝間 進教授私は昆虫に感染する微生物を研究していますが、その中でも魅せられているのがバキュロウの一員である。
真核生物は、私たちの祖先である古細菌が好気イルスとボルバキアです。バキュロウイルスは主に呼吸をする細菌を細胞内に共生させ、ミトコンドリア

チョウやガに感染するウイルスで、宿主幼虫のを獲得することで成立した。酸素呼吸によってエネル

行動を制御して寄主植物のてっぺんに昇らギーを獲得するようになった真核生物のある種が、させ、死亡後に体を溶かすことからゾンビウイルス

らに光合成細菌を細胞内に共生させることで、太陽
光のエネルギーを利用して空気中の二酸化炭素か
ら有機物を合成する生物が生まれた。葉緑体を持つ植物である。今から10億年～20億年前の出来事である。
これらの進化的イベントは、生物によってもたらされた地球環境の変化が原動力となったと考えられている。
生物学が対象とする共生は、双方が利益を得る
相利共生ばかりではない。
片側が搾取する寄生や、双方が損をする競争なども共生として捉えられる。競争も進化の原動力となる。
「鏡の国のアリス」に登場する「赤の女王」のことば『その場にとどまるためには、
全力で走り続けなければならない。』が競争と進化の関係を例えているので、「赤の女王仮説」と呼ばれている。
すべての生物種と地球環境は相互に影響を与えながら、全力で走り続けて変化し続けてきた。
しかしながら、これらはすべて進化的スケールの時間軸で起健全なカイコ

る場合もあります。
さらに、人間が観察できる利生 産・環 境 生 物 学 専 攻
昆虫遺 伝 研 究 室
か つ*

昆虫に垣間見る

図1. バキュロウイルスによる宿主行動操作

ウイルス感染カイコ

バキュロウイルスは自然界では経口感染によって伝播し、消化管から侵入した後は酸素運搬組織である気管（＊で示しています）
を利用して全身に広がっていきます（左図で緑色がウイルス感染細胞を表しており、気管に沿って感染が広がっていることがわかります）。全身感染
後に宿主の行動が活性化され、健全な状態だとあまり動かないカイコも活発に動くようになります（右図）。

と言われています（図1）。
この恐ろしいウイルス性を操作することが知られています。私の研究

けた例も知られていますが、大抵の場合は生も生態系の中では宿主昆虫の密度を下げるこ

対象はトウモロコシの害虫として悪名高きアワノ

態系の中では絶妙にバランスがとられているようとに貢献しており、「森を守るウイルス」としてもメイガに共生する「オス殺し」ボルバキアですです。

このボルバキアに感染したメスが健全有名です。一方、ボルバキアは昆虫の細胞の （図2）。

小さな昆虫と同じように、私たち人間の活動なオスと交配すると、後代ではオスは致死し、メも多様な共生者とのバランスの中に成り立ってスだけになってしまいます。
こんな病原体がいたいます。地球という巨大な共生システムの一員

らメスだけになって、この種は途絶えてしまうのでであることを忘れずに活動していくことが大事なは、と考えるのが普通でしょう。実際、絶滅しかのは間違いありません。

共生社会中に存在する細胞内共生細菌であり、昆虫の図2. アワノメイガに共生するオス殺しボルバキア
トウモロコシの大害虫であるアワノメイガ
（左写真）
には、
オス
殺しを引き起こすボルバキアが共生している場合があります。
ボルバキアはアワノメイガ細胞の細胞質に存在し、宿主の性決定経路に干渉することでオス殺しを引き起こすことがわかっています（右写真で緑色は細胞核、赤色は細胞質に存在するボルバキアを示しています）。左写真はProc Jpn Acad,
Ser B 94（2018）の図を日本学士院の許可を得て改変したもの。右写真は松田（今井）
典子博士の提供による。

身近な共生から人間活動を考える

こったことである。私たち人間の活動が、この100年ほどで他の生物種や地球環境に与えている影響は、

教えて！Q&A「赤の女王」が期待しているものではない。

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

■ ボルバキアによるオス殺し■ オス殺しのメカニズム

ボルバキアは昆虫の60%以上に感染していると考えられており、その宿主制御の巧みさも相まって「最も成功した寄生者」と言われています。ボルバキアは、「オス
殺し」、「遺伝的オスのメス化」、「単為発生」、「細胞質不和合」という4種類の性・生殖操作を行います。オス殺しボルバキアに感染した昆虫を抗生物質処理すると、通常、非感染の場合と同じように性比が1:1に回復します。
しかし、
オス殺しボ
ルバキアに感染したアワノメイガ類では、
ボルバキアを除去すると感染時とは逆のメス殺しが生じます。
これは、100万年以上の持続感染により、宿主の性決定機
構がボルバキアに依存してしまったためであると考えられています。

カイコの性決定機構の研究から、カイコのオス化因子Mascはオス化だけではなく、遺伝子量補償にも関与していることがわかっています（弥生65農学最前線参照）。
Masc遺伝子を破壊するとオス化できなくなり、遺伝子量補償の破綻によりオスだけが致死します。ボルバキアはこのMascを無効化することにより、チョウ目昆虫においてオス殺しを実行します。

ボルバキアの共生によるアワノメイガ類のオス殺し。
w-はボルバキア非感染、
w+はボルバキア感染個体を示す。

堤 伸浩

ボルバキアによるオス殺しのメカニズム。図はProc Jpn Acad, Ser B 94（2018）の図を日本学士院の許可を得て改変したもの。

■ ボルバキアによる感染病の防除
蚊はさまざまなウイルスやマラリア原虫など、多くの病原体を運ぶベクターとして知られており、病気の蔓延を防ぐ一手として蚊の防除が行われてきました。最近の研究で、
ショウジョウバエ由来のボルバキアを人為的に感染させた蚊は、病原体の媒介能力が極度に低下することが判明しています。
この現象を利用して、ボルバキア感染蚊を野外に放し、感染症の蔓延防止の試みが世界中で行われています。

2

4

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From the Dean’s Office

GXする“気候変動に関する政府間パネル（IPCC）”
は、2021年の報告書において地球温暖化の原因が人

森林資源は、時代や地域を問わず広汎に

農学生命科学研究科の附属施設である演習林は、「科学と社会利用された「再生可能な自然資源」であり、 ている土壌が流亡したり崩れをつなぐ森」
として、「1 0 0 年を超える長期データの蓄積」「地域社会と連携した教育研究の実践」
といった強みを活かし、持続可能な木材生産の研究などを通じて東京大学のGXへ挑戦します。
附属 演習林企画 部
く らじり扱いを誤ると、炭素を貯蔵しこ う い ち ろ う

蔵治 光一郎教授

その用途は大きく燃料材と用材に分けられまたりして森 林 資 源の再 生がす。戦前までの木材生産量は、燃料材が用材難しくなる恐れもあります。

を上回っており、燃料材は家庭用及び産業用

このような時代の流れを見（製糸、製茶、製陶、精錬など）に使われ、用据え、農学生命科学研究科

材は建築、土木、家具、建具、日用雑貨、鉱の附属施設である演習林で業、運輸、通信、電力、車両、船舶、パルプ、 は、持続可能な木材生産の包装、合板、単板などの用途に使われてきまし研究、今後増加していく高齢た。
その後、燃料材は化石燃料に代替され、人 工 林の炭 素 吸 収 量の研

地球環境がすでに危機的状況にあることを多くの人用材もコンクリート、金属、樹脂などの安価で究、奥地の人工林を天然林が実感している。化石燃料の使用が温室効果ガス

丈夫な資材で代替されてきました。
これらの代に転換する研究、スギやヒノキの主な排出源と考えられ、風力や太陽光、バイオマス

替資材は製造過程で多量の二酸化炭素をに代わる早生樹の造林に関などの再生可能エネルギーへの転換が急がれてい排出し、地球環境へ負荷をかけているため、 する研究、病虫獣害の対策

間活動による温室効果ガスの排出にあると結論した。気候変動の影響はすでに世界中で観測され、る。GX（グリーントランスフォーメーション）は、温室効
果ガスの排出を伴わない社会構造に変革することを意味する。
植物は二酸化炭素を光のエネルギーで有機物に変換し植物体や土壌中に貯留することができるため、二酸化炭素の削減に寄与する。
しかしながら、作物や家畜の生産過程では多くの温室効果ガスが排出されている。
その一方で、
日本では膨大な量の食料が廃棄され続けている。
このように農林水産業
はGXに正と負の両面で関わっており、GXは現代の農学の最大のミッションとなっている。
世の中はグリーン社会を実現させるために、
イノベーションにより産業構造を転換させ経済成長することを目指している。
そもそも私たちが直面している危機は、地球環境が有限であるにもかかわらず、無限の成長を目指したことに起因しているのではなかった

演習林のスギ・ヒノキを植林した後105年継続して測定した直径成長
スギやヒノキの人工林は高齢化によって炭素吸収量が頭打ちになると言われてきましたが、千葉演習林で105年にわたりデータを取り続けた結果、高齢林も旺盛に成長を続けており、
炭素吸収量も頭打ちにならないことを示しています。

脱炭素社会を目指すGXでは、森林資源の持に関する研究、森林の緑のダム機能に関する

炭素固定モニタリング技術や炭素固定を促

続的利用への回帰が求められています。現代研究、小規模で循環型の森林利用を核とし進する森林管理技術の開発」「脱炭素社会

日本のエネルギーや資材の使用量は戦前とはた癒しの森づくりに関する研究などを、北海道に必要な分野横断型人材育成」「演習林を

GXへの挑戦
比較にならないほど大きいため、森林資源の取から愛知県に至る7か所の演習林で進めてい活用した東大の脱炭素化の推進」
「地域の

ます。
「長期にわたる過去のデータを蓄積して脱炭素化の計画策定へ向けた協創」などのいる」「地域社会と連携して教育研究を推進形で東京大学のGXへ森林・林業・林産業している」ことが演習林の強みであり、「森林の分野として挑戦することを構想しております。

森林の持続的な利用を通じた化石資源依存社会の変革を目指してか。私たちは、成長と拡大を前提とした考えを変革すべき時代を生きているように思う。GXとは産業構造の転換ではなく私たちの心の転換かもしれない。

教えて！Q&A
す い も ん■ 生態水文学研究所
製陶業の燃料材として過剰利用され、ハゲ山になってしまった愛知県瀬戸市・犬山市近郊の丘陵地を森林に再生する研究拠点として1922年に設置されました。
森林の緑のダム機能の研究のため、森林に再生していく過程と、森林から流出する水や土砂を100年近くにわたりモニタリングしており、災害をもたらすような大雨時の洪水や渇水時の水資源、水質と森林の関係について研究しています。

山地河川から流れ出る水の量をモニタリングする白坂量水堰（増水時の様子）■ 富士癒しの森研究所
森林には、私たちの心に安らぎを与えたり、
リフレッシュ
を促したりする作用があります。森林のそのような側面に焦点を当てているのが、富士癒しの森研究所です。
この研究所は、富士山麓の山中湖畔に位置する演習林を舞台に、
どのような森林がどのような癒しをもたらすのか、
また、森の恵みを薪や木材として暮らしの中に取り込むことで、「癒しの森」
が自律的に維持されていく仕組みを、
地域社会と連携して模索しています。
癒しの森プロジェクトの概念図■ 樹芸研究所

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

堤 伸浩
北海道演習林の森林（上）と、択伐林と保存林における蓄積の変化（下）北海道演習林の「樹海」

写真の森は一見手つかずのようですが、実は何度も伐採されています。
毎年2万㎥以上の木材を生産し、再生可能な資源として利用しながら、森林の環境保全機能を発揮させるための長期森林管理実験に取り組んでいます。

2

北海道演習林では、天然林から持続的に木材を生産する方法を研究しています。
上写真の森では50年間に4回の択伐を行いましたが、伐採を行わない保存林と同等あるいはそれ以上の森林資源の増加も達成しました。

5

かつて人は樹の様々な性質を熟知しており、樹に親しみ、樹を暮らしに役立て、樹を育んできました。
「樹芸」とはそれらを包括する概念です。
それらは安価に大量生産して大量に消費する仕組みに乗せにくく、多くが経済原理によって消滅しつつあります。アブラギ
リの桐油や駿河炭は実例です。日
本林業も経済原理によって弱っています。樹芸研が取り組む早生樹ユー
カリは、高生産性によって林業の経済性を高める狙いがあります。70種
もの適応試験の知見から有望種を絞り込み、林業的生産性を確認する
ため種ごとに約100個体からなる新（左）収穫したニホンアブラギリはゆっくり乾燥したのち駿河炭にたな造林試験を行っています。
（右）植栽から８年経過したEucalyptus saligna（中央に人がいます）

詳しくはこちら、

https://www.uf.a.u-tokyo.ac.jp/
3

Yayoi Highlight
From the Dean’s Office

よみがえる
東 京オリンピックが閉 幕し、終 戦の日を迎えた。
新型コロナウイルスの感染が急激に拡がっている最

原発事故から1 0 年が経ちました。東京大学大学院農学生命科学
研究科では事故当初から各分野の研究者が福島の農業問題に関わってきました。こうした取り組みは復興知として集積され、現場の課
題を解決するための古くて新しい農学としてよみがえろうとしています。
農学国際専攻国際情報農学研究室
み ぞ ぐ ちまさる

溝口 勝教授中である。日本は太平洋戦争による災禍からよみがえり、めざましい経 済 発 展を遂げ先 進 国の一 翼を担っていると多くの国民は考えてきた。しかしながら、さまざまな側面でそれが後退したか、そもそもそれは幻影であったのではないか。
オリンピックそのものが内包する矛盾は脇に置くとしても、日本でオリンピックが開催されたことによって、この国の本質が日中戦争から太平洋戦争に突き進んでいた頃と大きくは変わっていないことに気づかされた。
成長を前提とする資本主義が行き詰まると、成長の伸びしろを惨事や祝祭に求めることがある。原子力発電所の事故によって打撃を受けた福島は、惨
事資本主義的な力によって少なからず翻弄され、さらに復興五輪のかけ声のもと祝祭資本主義の材料として利用された。農学を実学と定義するのであれ
ば、健全な一次産業を復興発展させるだけではな
く、それぞれの地域の特性に応じて、コミュニティや

福島から始まる日本の農業技術は江戸から明治にかけてび、専門知を駆使した試みは篤農家によって作られてきました。一方、
日本の「復興知」として集積されつ

近代的農学は1884年の日本獣医学会と1887

つあります。
そして復興庁はこ

年の農学会から始まりました。
しかし駒場農学

うした復興知を世界に向けて校を卒業した横井時敬先生は西洋科学を学発 信する試みも含め、創 造

んだ当時の農学者が現場を見ずに事にあたろ的復興の中核となる国際教

うとしているのを見て講演会の席で「農学栄え

育研究拠点を作ろうとしていて農業滅ぶ」と揶揄した※といわれています。

ます。

2011年3月、東日本大震災による津波によっ農村は食料生産と生活環て東北地方沿岸部が壊滅的な被害を受け、境の場で、農学はそこに住む

そして原発事故によって福島県浜通り地域は

人々と創る総合的な学問で放射能で汚染されました。1986年のチェルノブ

す。科学論文では過去の文イリ事故では石棺処理で幕引きされましたが、献を検索して自分の研究分

福島では地域をよみがえらせる人類初のチャレ

野の新規性を主張しますが、復興農学
Resilience Agronomy starting from Fukushima

ンジが続いています。研究者が福島に足を運

1929年に始まった日本農学会の歴代会長
1929年までに設立された農学関連の16学会を束ねて誕生した日本農学会は今では研究分野の細分化により50以上の学会で構成され、そこに今年復興農学会も加わりました。
日本農学会編
（2009）. 日本農学80年史,養賢堂

福島には原発事故に由来する新しい課題がのテクノロジーを組み合わせて除染で失われ至るところに転がっています。
「農業のことは農た地力を回復するなどの研究テーマが生まれま民に聞け」も横井先生の言葉です。避難指示

す。農学は総合的な科学技術の集大成でが解除された地域には逆境に負けない現代

す。細分化されていた農学がいま復興という目の篤農家が戻っています。教員と学生が現場標を掲げて福島から不死鳥の如くよみがえろうに行き、篤農家と対話すれば課題が見え、江としています。

戸時代から続く伝統的な堆肥づくりに最先端※田付貞洋・生井兵治（2018）. 農学とは何か, 朝倉書店, p.3

教えて！Q&A

伝統、文化、景観などを最大限尊重することが農■ 復興知学には求められている。

2011年の原発事故以降に全国の大学等が福島の現場に入って得た福島復興に資する「知」。大学等の組織的な教育研究活動を支援し、大学間や研究者間の相互交流とネッワークづくりを推進するために、
2018年に文部科学省が「大学等の
『復興知』
を活用した
福島イノベーション・コースト構想促進事業」
を立ち上げた際に使われた用語。東京大学ではこの事業に採択された部局の研究者が連携して、2020年4月から駒場の学生を対象に福島復興知学講義を開講しています。

人口減 少によって衰 退している地 域は数 多い。
これらの地域では、災害と同様の社会破壊がじわ
じわと起こっている。地域と地球をよみがえらせるには、いたずらに経済的成長を求めることから決別する必要がある。私たちが目指すべき豊かさは別の地（文部科学白書2018
p.73）

平にある。

■ 国際教育研究拠点
福島の創造的復興に不可欠な研究および人材育成を行い、その経験や成果等を世界に発信・共有
するとともに、そこから得られる知をもとに日本の産業競争力の強化とイノベーションの創出を目指すための教育と研究の拠点。復興庁が2021年度内に基本構想を策定する予定。
５つの重点分野の１つとして農林水産分野があり、
東大農学生命科学研究科の研究者の参画も期待されています。

■ 復興農学会
国内外における自然災害・原子力災害等からの復旧・復興から得た農学・
農林水産業分野における知見・技術を、広く国内外に発信していく学術
的な非営利組織。2020年6月に設立されました。専門性という縦糸で発展してきた農学分野を、地域性という横糸でつなぎ、現場の声に耳を傾けながら専門家が一緒になって地域と農業の復興を果たし、日本および世界の農業・食料生
産の持続的発展へと展開することを目指しています。
東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

堤 伸浩

新しい農学に向けて始動した農学部の学生と教員による初の現地訪問
2012年10月に東大農学部の学生と教員が福島県飯舘村を初めて訪問し、農家から放射性セシウムによって汚染された農地の説明を聞きました。いまはここで純米酒「不死鳥の如く」の酒米がICTを活用した方法で栽培されています。

詳しくはこちら、

東大TV：飯舘村に通いつづけて8年半 -大学と現場をつなぐ農学教育26

http://www.iai.ga.a.u-tokyo.ac.jp/
mizo/edrp/fukushima/201017.html
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Yayoi Highlight
From the Dean’s Office愉しむ

気候変動と自然災害との関係が指摘され、生物多様性の重要性とその価値が認識、共有されている現代社会においては、環境保都市を例にとると近代は新陳代謝の繰り返

リュージュのまちなみにある種の感動を覚えるの景の獲得でもあり、いずれ日本らしい景観としてしである。常に再開発事業や駅の改良工事なはそうした無意識の集合による秩序にある。

評価され定着するかもしれない。

全がなぜ必要かという問いはもはや意味を持たない。その一方で、どが行われ、完成された同じ姿の都市をみるこ

近代に入ると景観要素となる個々の素材の歴史的に見れば、景観、風景の喪失と獲とは叶わない。東大キャンパスもしかりであり、管強度が向上し、かつてなかった高層建築の出

得はこれまでずっと行ってきた私たち人間の営環境の一側面とも言える景観については、“なぜ景観をまもる必要が

見の限り、
この約四半世紀は整備、改修、新現など形態、色彩の多様化が進展する。さら為でもあり、
それゆえに、なぜ景観をまもる必要あるのか? ”という問いが成立する。

築の工事の連続である。
それゆえ、景観が変に、情報、物質、技術の流動化、広域化も手があるのかという問いに答えを見出すのは難し化し続けるという前提を許容しつつ景観をまもる

伝って、私たちは優れた、あるいは費用対効いのである。解答するためのキーワードには、ことを論じなければならず、
このあたりが難しい。

果の高い素材、工法を選択できるようになった。

郷愁、地域への愛着、帰属意識などがあるが、近世以前は自然への畏敬、伝統的慣習にこうして、異なる個性を持っていたはずの場所

これからも社会的な価値意識を参照しつつ論

よって無意識に秩序をともなって景観が形成さで同じモノが見られるようになり、全体として均じ考察していく必要がある。

れた時代がある。瓦、板、茅で葺かれる屋根、質化がもたらされた。

農学生命科学研究科 森林科学専攻
森林風致計画学研究室

幼少の頃、私はこの号で紹介されているマウスとや ま も と き よ た つ山本清龍 准教授

同じことを経験した。当時、地方の家庭では、チーズはまだ馴染みのある食べ物ではなかったと思う。
大手乳業メーカーの扇形のチーズを叔母に手渡されて初めて口にしたとき、その匂いと食感の異常さに

石、土、泥で築かれる壁、塀など、一定範囲の

近年は、自然エネルギーへの回帰と並行し衝撃を受けた。その後しばらくは決してチーズに手を地域で同じ素材が用いられ、おのずと個々のて巨大な風車が立ち並ぶ海、山を目にするようのばすことはなかった。ところが、当時放映されていた景観要素の類似性は高まり、地域として統一さになり、新しい景観が立ち現れるようになった。

「トムとジェリー」に触発されて、もう一度体験してみた

れた景観パターンが形成されたのである。黒ヒューマンスケールを超えた景観、自然との調

石市中町の商家町、沖縄県竹富島の赤瓦の和が欠如した景観などと批判を加えることも可

集落、同じ色の屋根が美しく並ぶベルギーのブ能であるが、見方を変えれば新しい景観、風いという思いに駆られ、恐る恐る食べてみた。あ～ら
不思議。これがウマイ。その後チーズは私の好物とな
り、飲食店でもチーズを注文することが多い。強烈な匂いのウォッシュタイプが好みである。
かすかな匂いから、過去に経験したさまざまな情景を突如として思い出すことがある。そのときの部屋の様子や街並みなど、光の加減や色などとともに意外なほどはっきりとイメージできる。匂いの記憶が景観や感情とむすびついて、しっかりと脳の中に染みついているのだと思い知らされる。
匂いや味、景 観など私たちが五 感で得た刺 激
は、感情と複雑に絡み合いながら記憶され、私たちの心を豊かにしてくれる。私たちが研究の対象として

なぜ景観をまもるのか〜景観に対する問いと向き合う〜

新陳代謝する都市景観
神田川、聖橋、
お茶の水橋、茗渓通りに囲まれたJR御茶ノ水駅はその地形的条件の不利によりバリアフリーの整備が遅れていたことから駅前広場の整備とあわせて全面的に造り替えられようとしている。

教えて！Q&A

いる食料や環境は、人間の心にも深く関わりながら■「景観と風景」

やがて愉しみをかたちづくる。

景観は人間をとりまく環境のながめであり、視覚的特性を指す用語である。風景が美醜や快・不快など人間的文化的要素を含めた総合的主観的概念であるのに対し、景観は客観的分析的概念であるが、今日では景観の概念が拡大し広い意味で使用され
ている。
たとえば、
他の言葉との組み合わせとして景観解析がある一方で風景解析の呼称は見あたらず、
専門用語としては使い分けられている。
しかし、日常的には使い分けはなされておらず、どちらの語を用いてもよい場合が多い。

森林景観の評価構造■「景観の評価」
景観はきわめて主観的な概念であるが、景観に対する人の評価にある程度の傾向を読み取ることができる。東京大学と東邦大学の学生68人に行った16の森林景観の評価実験の結果から、人は自然性や印象性によってではなくアメニティ性（快適性）
によって森林景観の好ましさを評価していることが分かる。人に好まれる森林景観を整備するためには地面の雑草を刈り払い、枝打ちと間伐を行うことで見通しの良さや明るさを確保することが重要である。

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評価対象森林12（1964年植林）
シラカバ林

森林景観の評価構造に関する研究（山本，2003）■「景観をまもる手法としてのゾーニング」

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

都市の景観だけでなく、国立公園等の自然風景地の代表的な管理手法にゾーニングがある。
ゾーニングとは公園計
画や都市計画、建築計画等において、一つの空間全体を機能、用途、法的規制などを指標としていくつかの小部分に分ける作業または過程を言う。
とくに、風景計画では、対象地域をその景観特性を表す指標によって小地区に区分することを指す。
たとえば富士山では、ゾーニングによっておよそ五合目以上が特別保護地区に指定されており、風景の保護を図るため厳しい規制が行われている。

堤 伸浩

富山県砺波平野の散居村景観
富山県の砺波平野の散居村住居を取り囲み、防風、防雪の機能を持つ屋敷林は失われつつある。
窓やサッシの性能の向上により、屋敷林が果たす役割への期待が相対的に低下し、2004年の台風被害を契機に屋敷林景観が急激に変容している。

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詳しくはこちら、

7

富士山吉田口五合目（富士山で登山の起点となるのが五合目である。富士山信仰ではおよそ五合目以上は聖域とされ、自然公園法の下では特別保護地区に指定されている。近年の課題として富士山保全協力金の徴収率の伸び悩みなどがある。）

https://www.fuuchi.fr.a.u-tokyo.ac.jp
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Yayoi Highlight
From the Dean’s Office

闘うはコロナウイルスであるといわれています。従来

いが求められ、実験できる施設も限られていま型コロナウイルス感染症のパンデミックによって、 のコロナウイルスによる風邪は重症化することがす。一方、マウス肝炎ウイルスはヒトには感染せ2019年中国武漢市で発生したとされる新コロナウイルスはニドウイルス目に属するウイルスで、長い1 本鎖RNAをゲノムとして持っています。ヒトや動 物に感 染する多 数のコロナウイルスが知られていますが、基本的にコロナウイルスはそれぞれの世界は一新されたといっても過言ではありませあまりありませんでした。しかし、例 外があり、 ず、新型コロナウイルスの代替ウイルスとして通ん。街行く人々はみなマスクをし、ソーシャルディス

2002-2003年に流行したSARS（重症急性呼常の実験室で使用可能です。私たちはマウス

種に特異的であり、種を越えて感染することは稀です。私たちはタンスを気にかけています。
また、巷ではウィズコロ

吸器症候群）や今も散発的に発生がみられる

肝炎ウイルスを用いてコロナウイルスが宿主の新 型コロナウイルスと近 縁であるマウスコロナウイルス（マウス肝ナ時代の社会に対する提言が溢れています。

MERS（中東呼吸器症候群）はコロナウイルス

免疫機構から逃れるメカニズムについて研究によるヒトの重篤な病気です。

するとともに、コロナウイルスの効率的な不活化

コロナウイルスは二重脂質膜のエンベロープ炎ウイルス）
を用いて、コロナ禍に打ち勝つ術を探求しています。
緊急事態宣言中の5月5日、力石徹を名乗る贈りを持つウイルスで、約30kbの長い1本鎖プラス

新型コロナウイルスは不明な点が多く、いろ法についても検討しています。
これらの研究をいろな角度からの研究が必要だといわれていま

通じて、コロナ禍の社会に役立ちたいと考えて主から名古屋市の児童施設へマスクやおもちゃなど

獣医学専攻実験動物学研究室

センスRNAをゲノムとして持っています。動物にが届けられた。力石徹は有名なボクシング漫画「あしきゅう

しかし、新型コロナウイルスは厳密な取り扱
感染する多数のコロナウイルスが知られており、 す。

たのジョー」の登場人物である。添えられた手紙にはわしげる

久和 茂 教授

獣医学領域ではきわめて重要なウイルスです。

「俺のアッパーでコロナをダウンさせてやる！」と書かれ

私が研究しているマウス肝炎ウイルスはマウスにていたそうだ。

感染するコロナウイルスです。

ボクシングの闘いでは勝敗は明白である。感染症との闘いではどうだろう。天然痘との闘いでは、幸運にも効果が絶大であったワクチンを手中にして人類は勝利し、天然痘を撲滅したことになっている。しかし、イン
フルエンザや麻疹などの例からも明らかなように、多くの感染症との闘いでは完全な勝利は望めない。共倒れになるか、お互いに折り合いをつけて共存するかのいずれかであろう。グローバル化の進んだ現代社会
では、共倒れは種の絶滅を意味する。そうだとすれ
ば、折り合いをつけて共存するしかない。
本号 INFORMATIONにあるように、昨年度末
からすべての教職員と学生は、新型コロナウイルス感
染拡大防止のために、さまざまな形で対応してきた。
これらは新型コロナウイルスと共存するための闘いであることを、あらためて認識するべきであろう。許容されるリスクの範囲で、われわれの活動をどのように高めてい
くのかという課題と闘っているのだ。
「あしたのジョー」の力石徹は、主人公である矢吹丈との宿命の一戦で壮絶な闘いの末にアッパーでいます。

今回のウイルスに「新型」という修飾語が付コロナウイルス
いていますが、ヒトに感染するコロナウイルスも昔から知られていました。風邪の原因の10～30％とは何か

国際ニドウイルスシンポジウムでの集合写真
世界中のコロナウイルス研究者が集まる国際シンポジウムが約3年毎に開催されています。
これは2011年に米国ミシガン州で開催された時のものです。15回目のシンポジウムが今年開催される予定でしたが、順延となりました。今こそ、世界中の研究者が力を合わせて立ち向かわなければなりません。

教えて！Q&A

What is coronavirus?

勝利するが、試合終了直後に絶命する。名古屋市■ コロナウイルスの力石徹氏はなぜ矢吹丈を名乗らなかったのか、おウイルスは他の生物の細胞（宿主）を利用して自己を複製させる、極微小な感染性の構造体で、その内部に遺伝情報をコードするゲノムを持っています。
ウイルスによって形は異なり、
コロ
ナウイルスはその形態がコロナ（太陽の光冠）に似ているため、コロナウイルスとよばれています。
コロナウイルスなどの１本鎖RNAウイルスは変異しやすく、病原性などの性質も変わりやすいと考えられています（国立感染症研究所提供の新型コロナウイルスの写真）。

話をうかがってみたい。

■ 新型コロナウイルスはどこから来た？
新型コロナウイルス（英語の正式名称は、SARS-CoV-2）はコウモリ由来ではないかといわれています。
それは、コウモリから見つかったコロナウイルスのゲノムの塩基配列と新型コロナウイ
ルスのゲノムの塩基配列がもっとも似ているからです。ただし、コウモリからヒトへ直接来たのではなく、中間に別の動物が介在していたのではないかともいわれています。

■ 感染成立の３要因と感染防止対策
感染症は病原体、感染経路、宿主の３つの要因が揃ってはじめて成立します。新型コロナウイルス感染症（COVID-19）
を例にとれば、病原体は新型コロナウイルスで、宿主はヒトです。新型コロナウイルスは接触感染、飛沫感染、あるいはエアロゾル感染（空中に漂っている飛沫核を吸い込むことによる感染）
によって感染するといわれています。手洗いやマスクの着用は感染経路の遮断に有効ですので、励行をお勧めします。

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

堤 伸浩

マウス肝炎ウイルスの感染による多核巨細胞形成
マウス肝炎ウイルスが細胞に感染すると複数の細胞が融合し、多核巨細胞を形成します。新型コロナウイルスも同じように巨細胞を形成することが報告されています（https://www.niid.go.jp/niid/ja/basic-science/virology/9369-2020-virology-s1.html）。

2

詳しくはこちら、

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http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/jitsudo/index.html
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Yayoi Highlight
From the Dean’s Office

殖える
生物は繁殖によって個体数を殖やすことができます。
自然界では、環境からの資源供給や他の生物種との

ち りょく「稲は地力でとる」と言われ、水田土壌には稲が吸収する窒素養分を殖やす仕組みが存在しています。私達は「鉄還元窒素固定菌」がその立役者であることを発見し、窒素肥料を減らした環境調
和型の農業に応用する研究を開始しました。
応用生 命 化 学 専 攻
土壌圏科学研究室
せ の

お

け い

し

妹尾 啓史 教授

競合や捕食によって、生物種ごとの個体数は一定のバランスを保って維持されています。狩猟採集生活をしていた人類もまた、自然界の持つ奇跡的な予定調

「麦は肥料で、稲は地力でとる」と古くからべました。
その結果、水田土言われています。畑では窒素肥料を撒かない

壌に多く存在する「鉄還元と作物がよく育たないのに対して、水田におけ菌」が窒素固定に大きく寄る稲の生育は土そのものが持っている窒素養与している可能性を見出しま分の供給力（地力窒素）に大きく支えられていした。
そして、各地の水田土るのです。地力窒素の維持に貢献しているの壌から鉄還元菌を分離して、が、土壌中に生息する微生物の行う窒素変それらが実際に窒素固定を換反応（窒素固定）です。
この反応により、空行うことも確かめました（鉄還気中の窒素ガスが土壌中でアンモニア態窒素

元窒素固定菌）。
これは、水に変換され、稲などの植物が窒素養分として

田土壌の窒素固定微生物

根から吸収できるようになります。

に関する従来の定説を覆す

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群を網羅的に調べる最新の手法を用いて、水

私達はこの新知見を応用し、鉄還元菌によ殖やす技術を獲得しました。農耕牧畜の始まりです。

田土壌で窒素固定を行っている微生物を調る窒素固定を強化して水田土壌中の窒素養農林水畜産業はとても長い歴史を持ち、これまでに多くの技術革新がありました。近年では、地球の環境
収容力を超えた生産に対する危機感から、生産、加工、流通、消費のすべてのステージで持続可能性を達成することが求められ、多くの解決すべき新たな課
題が提示されています。
本号では、「殖える」を鍵に三つの研究を紹介しています。最初は、土の中で生きている鉄還元菌の話題です。この細菌は空気中の窒素を植物が利用可
能な形で土壌に取り込む能力を持つことが明らかになりました。この細菌の利用により、化学肥料の使用を低減させることが期待されます。次の話題は腫瘍で鉄で土を肥やす！

す。細胞の持つ殖える能力は、きわめて厳格に制御さは、窒素肥料を従来の60％に減らしても玄米収量が維持されました。

分を殖やす研究を行っています。鉄還元窒素

現代の農業には窒素肥料が欠かせません

固定菌の生育に必要な鉄を水田土壌に添加が、大量の窒素施肥は環境に悪影響を与えすると土壌の窒素固定活性が高まることを実るほか、肥料製造・使用時にも多くの化石エネ

験室内で確認し、現在は各地の水田で圃場

ルギーを消費し、地球温暖化の原因となりま試験を進めています。新潟県十日町市の水田す。私達の研究成果は、窒素肥料を低減した

では、鉄を含む資材を土壌に施用することに持続的かつ環境調和型の農業（低窒素農

よって玄米の収量が約10％増加しました。

業）の実現につながると期待されます。

低窒素農業
Low-nitrogen agriculture with iron-boosted soil fertility

教えて！Q&A■ 水田の優れた特徴
世界の主要穀物栽培面積の約1/4、日本では約4/5が水田です。水田は畑と比較して、連作障害が起こらない、
植物の養分として重要なリン酸の欠乏が起こりにくい、地下水汚染を招く硝酸態窒素の溶脱が少ない、温室効果ガスである一酸化二窒素
ガスの発生が少ないなどの利点を持っています。
これは、
水稲栽培期間の多くの間、土壌が水に覆われて酸素の少ない状態になっていることに由来しています。

世界の窒素肥料消費量の推移

れて私たちの体を形作ります。この制御が少しでも崩れ■ 窒素肥料ると腫瘍化し、場合によっては個体の死を招くことになり窒素は植物の多量必須元素の一つです。持続的な作物生産のためには土壌に窒素養分を補給する必要があり、人類はさまざまな工夫を行ってきました。化学肥料の発明・利用はその一つで、世界の作物生産は化学肥料の使用により飛躍的に向上し、多くの人口を養えるようになりました。
しかし近年、世界の窒素肥料の消費量が急激に増加しており（図）、窒素による環境汚染（地下水汚染、水系の富栄養化、温室効果ガス発生、陸上生態系の窒素循環の撹乱など）や肥料の製造・運搬・散布による化石エネル
ギーの消費が問題になっています。窒素肥料を減らした作
物生産はこれからの農業の重要な課題です。

ます。人間の経済活動が、地球の腫瘍化を起こさないよう願うばかりです。最後は、水素細菌の話題です。
この細菌は、水素ガスから得られるエネルギーを利用することで増殖しています。燃料電池のような仕組み
を、ある種の生物が備えていたことに驚きを感じます。
水田土壌から分離した鉄還元窒素固定菌

ジオモナス属（左）とアネロミキソバクター属（右、伊藤英臣博士提供）。
この微生物は酸素の無い条件で、酸素の代わりに鉄を呼吸に用いて生育します。

#

また、鉄資材を施用した中国広東省の水田で新発見です。

類は生物の殖える能力を人為的に制御し効率的にとができるようになり、豊かな生活を獲得しました。

"

水田土壌における鉄還元菌による窒素固定/'(6 /46 1038509!.*$鉄還元窒素固定菌は水稲根の分泌物や稲わらの分解物を養分とし、土壌中の鉄を呼吸に用いて窒素ガス
をアンモニア態窒素に変換します。
これによって土壌の窒素養分を殖や0 9/&-;<9:?>=:
/ *2+%)7/
すことに貢献0!93+)./*-&2+%
しています。
4,-

私達は土壌で活発に機能している微生物

用して、食料や繊維、燃料などを安定して調達するこ

#


 

和の中で生きていました。今からおよそ1万年前に、人私たちは、生物が本質的に持つ「殖える」性質を利

"

12

億トン

data: FAO

10
8
6
4
2
0
「人類は食料危機を乗り越えたのか？
ICA-RUS プロジェクト／国立環境研究所主催 食料問題セミナー報告」
より引用■ 鉄資材施用試験
田植え前、水田に水を入れる前に土壌の表面に鉄資材を撒きます（写真１）。数日後、水を入れて代かきをし、田植えをして稲を栽培します（写真２）。鉄還元窒素固定
菌は、鉄を呼吸に使って生育し、窒素固定を行います。収穫期で比べると、鉄資材を施用した区の稲は施用していない区の稲よりも緑が濃く、窒素養分を多く吸収したと考えられ、玄米収量も10％増加しました（写真３）。鉄は一度施用す
ればその効果は半永久的に続くと考えられます。

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

堤 伸浩
2

写真１

写真２

鉄 施用区

鉄 無施用区

写真３

9

詳しくはこちら、

http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/soil-cosmology/

3

Yayoi Highlight
From the Dean’s Office
学部長室から読む

気候が悪化すると森林は滅びます。森林が滅びると気候はさらに悪化します。悪化した気候の下では森林は二度と回復しません。気候

温暖化とそれに伴う気候変化の最大の元が私の研究者としての使命だと考えています。

の動きにいたるような計測を重ね、気候変化に凶は、大気中に残る二酸化炭素です。
この10

まず、森林の気候安定化装置としての能力

対して森林が変わっていく様子を再現・予測すの安定化装置として働いている森林を守るということは、私たち人類年来の研究で、森林の二酸化炭素吸収能力を知る必要があります。私たちは、森林の減少

るシミュレーションモデルを実測に基づいて開発と温暖化抑制能力は、
これまで考えられてきたよが国レベルの広域の降水量を減らすことを実際しました。最終的に、森林の変化と気候変化のの未来を守るということなのです。

りも遥かに高いこと、
そして、
まだ地球上には南のデータとコンピュータシミュレーションの両方か相互の関わり合いを知るために、森林変化モデ

アメリカの総面積の約半分という広大な面積

ら確認しました。
また、気候変化に対する森林のルを地球システムモデルに組込んだ大規模なシの森林回復の余地があることが明らかになりま

弱さ・強さを知る必要があります。
そのために、 ミュレーション～森林と気候の未来を読み解くした。

森林の環境への反応、例えば、一枚の葉の光

こと～の実行を計画しています。私たち人類の合成速度から森林生態系全体の二酸化炭素

未来を守るために。

森林科学専攻森 林 理 水 及び砂 防 工 学 教 室
く ま が いと も お み熊谷 朝臣教授

私が学生だった頃、多くの研究室で遺伝子の本体であるDNAの塩基配列を読むことが可能となりまし近年の気候変化による熱波と干ばつは、世た。当時は放射性同位元素で標識したDNA 断片を界中で森林衰退と樹木大量枯死を引き起こし

ゲルで分離し、Ｘ線フィルムに感光させて得られるひとつひとつのシグナルを目で追いながらATGCの文字にとができるのはせいぜい数十文字程度にすぎず、これなく地球スケールの気候まで変わります。
こうしを繰り返しながら数千文字からなるひとつの遺伝子のた森林喪失が導く気候悪化は、
さらなる森林成感がありました。今日ではDNAの塩基配列解析
技術は飛躍的に向上し、数万個の遺伝子から構成されるひとつの生物のすべての遺伝情報を、数日のうちに数万円程度で読むことができるようになりました。人間業では対処できないほどの膨大な量のデータが簡単に入手できるようになり、当時では想像もできなかったような手法で遺伝学の研究が進められています。
検出機器や情報機器の進歩により、サイエンスの多くの分野で同様のことが進んでいます。対処しきれない量のデータを獲得した人間は、データの関連性を人工知能によってモデル化し予測することを可能にしました。データを生産しながら強化学習したAI 囲碁プロ
グラムAlphaGoがプロ棋士に勝利したことは、時代の変化を象徴するトピックでした。
世はまさにデータ駆動型に移行しようとしています。
データをもとに、計算機が先を読むという時代になりつつあります。ところが、人工知能が導き出すモデルはブ

森林と気候の

送

大気輸
入力

降雨

外力

蒸発散

入力

送

大気輸

降雨

流出

外力

蒸発散

流出

用
再利る雨
され

また、森林回復が不可能になることで気候悪化が不可逆となります。私たちは、
この気候悪化の悪循環を断ち切るために、森林を守り育まなければなりません。
その戦略を考えること、それ
森林が失われたとき地表での水収支はどう変わるか？（Aragão, 2012, Nature 489, 217を改変）
湿った空気がやってきて雨を降らせます。
そこに（a）
森林があると、雨の大部分は蒸発散で大気に戻り、湿った空気はそのまま別の場所に行き、そこでも雨を降らすでしょう。雨と蒸発散の差し引きである流出は、
それほど大きくはなりません。
（b）
森林が無ければ、蒸発散も少ないですから別の場所に行く空気は乾燥して、そこでの雨は減るでしょう。流出も大きくなり、時に洪水を引き起こすこともあります。

■マレーシア熱帯雨林の動態

Imagine the future of forests and climate
教えて！Q&A■ 地表面のエネルギー収支が重要です。データ科学を駆使しながら本質を見抜くことのできる人材が求められているのだと感じています。

[短波放射収支]＋[長波放射収支]＝[使えるエネルギー：純放射]

ためには、モデルの奥に隠されたメカニズムを知ること

破壊を生み、
ますますの気候悪化を導きます。

未来を読む
地表面への太陽放射（短波放射）
は地表面の反射特性にしたがって上に反射します。大気からは赤外放射（長波放射）
が地表に向かい、地表面も長波放射を返します。
それぞれの収支を短波放射収支、長波放射収支として、これらの和が、地表面で熱を必要とする活動に使えるエネルギーである
純放射です。

ラックボックスのままです。人類が抱える課題の解決のa

ギー・水収支が大きく変わり、その地域だけで置き換えて読み取っていきました。1回の反応で読むこ情報を1年以上かけて読み解いた時には、大きな達bています。森林が失われると、地表面のエネル

森林があると短波放射も長波放射の収支も大きくなり純放射が大きくなります。純放射は、地表面で起きる水の蒸発に使われるエネルギー（潜熱）、
地表近くの空気を暖めたり冷やしたりして、その空気に乗って運ばれるエネ
ルギー
（顕熱）
、
そして地中に一旦蓄えられるエネルギー（地中貯熱）に分配されます。

[純放射]＝[潜熱]＋[顕熱]＋[地中貯熱]森林があると、蒸発散により潜熱への配分が増えて顕熱が減り、結果として、暑熱環境が緩和されたり、大きいスケールでは、大気の対流が弱くなったりします。

■ 蒸発散
植物は光合成のために二酸化炭素を葉の内部に取り入れようと気孔を開きます。すると、大気の乾燥具合に応じて葉から気孔を通して水蒸気が出ていきます。
これを蒸散と呼びます。
また、植物、特に大きな体を持つ樹木は、雨が降ったとき、雨のある割合
は葉や枝、幹に当たり、そのまま蒸発して大気に戻って行きます。
これと蒸散と合わせて蒸発散と呼びます。森林では、蒸発散が
降雨量の50％を超えることは珍しいことではありません。
東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

堤 伸浩

森林変化モデルと地球システムモデル
森林変化モデルによる、
さら地（西暦1400年）
から西暦2100年までのマレーシア熱帯雨林の
動態のシミュレーション結果。色の違いは機能別に分けた樹種の違い（PFT1〜4）を表しています。
このような森林変化モデルが地球システムモデルの中に陸上生態系モデルとして組み込まれて、森林と気候との関係を地球レベルで調べることができます。

■ 地球システムモデル
地球全体の気候・陸域・海洋の相互作用やフィードバックをシミュレートし、温暖化進行による気候変化のような未来の地球の姿を予測するために用いられます。森林変化モデルのような陸上生態系モデルは地球システムモデルの重要な部品です。

詳しくはこちら、

210

http://tomo-kumagai.eco.coocan.jp/index_j.html

3

Yayoi Highlight
From the Dean’s Office
学部長室から人間は太古から自然と共に生きてきました。現代でも自然の恵みを持続可能な形で活用することが国際的な課題になっています。課題

人間は海のどこに価値を感じるのでしょうか？

の価格はもっと複雑な要因が影響しているでるためには、生態系の価値感を関係者が共これが分かれば海洋を保全する戦略が立しょう。
これを解明するため、私たちは日本の20有することが大切です。国連食糧農業機関てやすくなります。
そこで私たちは、大規模なオン守る社会に対して様々な貢献をしてきました。
この中で私は、人間の側にその結果、同じ日に同じ魚が1つの漁港（１）人 間の食 料を得る場 所としての価 値、 した。

組みを肯定的に評価しています。私たちは、多スポットライトを当てた研究をしています。特に、自然の恵みやその土（２）二酸化炭素を吸収する機能などを持つに100キロ以上まとまって水揚げされたときは値様な価値を人間がどう認識しているのかを研場所としての価値、（３）人間にレクレーション段が中くらいの水準で安定する一方で、10キ究し、生態系の保全に向けた人間の協力を現存する動植物は、気候変動や外敵から身を守りな

地の社会を維持しながら、同時に収益性の高い農林水産ビジネスを成立させるためには何が重要かを追求しています。

の機会や、祭礼文化などを維持する機会をもロ程度以下の少量しか水揚げされなかったと持続させることに寄与したいと考えています。

がら、何億年という長期にわたって、進化しながら世たらす場所としての価値の３つを認識しているこきは、希少価値が出て極端とを明らかにしました。
そして日本人は３つめのに高くなるときもあれば、逆に文化的な価値を保全することを最も重視し、次半端な商品として敬遠されを達成するため、自然現象の解明や技術開発を通じて、農学はカ所 以 上の漁 港で水 揚げされた魚の浜 値（FAO）でも世界農業遺産を認定し、人間がライン調 査を実 施し、日本 人が海について、 （水揚げ場所での値段）を統計的に分析しま

生態系を保全する伝統的な農業や漁業の取代を繋げてきています。種子散布などの繁殖の際にしか移動できない植物も、身を守る様々な仕組みを有しています。その一つに動的抵抗性があります。例えば、病原菌の侵入や食害時の昆虫の唾液に反応して、遺伝子発現が誘導され抗菌物質や毒性物質が産生されることが知られています。抗菌物質等は光合成産物や養分を使って作られますので、常時、身農学国際専攻国際水産開発学研究室やぎの ぶ ゆ き八木 信行教授に食料生産の場所としての価値を重視してい極端に安くなるときもあり、値ることも分かりました。現代の日本人は、食料は段が安定しないことが分かり

農林水産省世界農業遺産等専門家会議委員、
日本学術会議連携会員なども務める

海外からも調達が可能である一方で、
レクレー

ました。

ションや祭礼などは海辺でしかできないものがあ

体中に蓄積しておくよりも、必要な時に、必要な器官

関係者の協力が必要です。

ることが背景にあると思われます。

に蓄積させる方が、低コストで防御できるというメリット

これには漁 業や農 業の従それでは、漁獲された食料としての魚の価があります。また40年近く前の学生時代のことですが、事者だけでなく、消費者や値を、人間はどう決めているのでしょうか？

いもち病抵抗性のイネは、病原菌の感染を受けた細生態系を守るためには、胞が速やかに壊死する過敏感反応を示し、病原菌教科書には需要と供給のバランスで商品の政府、更には近隣諸国などが増殖・拡大できないという講義を聞きました。細胞

値段は決まると書いてあります。
しかし遠隔地に多様な主体による協力が求の抵抗性を弱めることが個体の抵抗性を強めることに点在する多数の漁港で水揚げされる水産物

められます。協力を持続させなるという話は、私にとって新鮮な驚きでした。
植物にとって体内の水分を失うことは、枯死する
危険性が高まることになります。雨の少ない環境に生育する植物は、蒸散による水蒸気の出口である葉の増加を抑制して、土壌から水を集める根系を発達させるという、乾燥環境に適応した形態を示します。
気候が変わったときに、動物は新しい場所に速やかに移動することが可能ですが、植物の移動には長い時間がかかります。温暖化による気候変動は、異常気象の頻発だけではなく、北上してきた新たな病
原菌や昆虫に植物は加害されることになります。生態系の健全性を維持していくためには、すこしでも環境変化を遅くすることが求められます。

生態系を守るために、

鹿児島県の漁港に水揚げされるカツオ（筆者撮影）
日本漁業は、多数の漁業者が多様な魚種を対象として操業していることが特徴です。水揚げされた魚は、1日の水揚量だけでなく鮮度や旬など多くの要因で価値が決まります。
きれいな海という産地もブランドになります。価格形成メカニズムの分析は奥が深い研究になります。

その価値を知るWe need to understand the value of ecosystem and sharethe common goal toward its conservation.

石垣島に存在する世界最大級のアオサンゴ群落（筆者撮影）
サンゴ礁は、魚の産卵場や稚魚の生育場としての機能だけでなく、ダイビングなどの観光資源としても活用されています。
本文でいう文化的な価値を有する生態系の例です。

東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

丹下 健
2

東京大学 大学院農学生命科学研究科 国際水産開発学研究室

11

http://www.lgfs.ga.a.u-tokyo.ac.jp/
3

Yayoi Highlight
From the Dean’s Office
学部長室から導く動物にとって嗅覚は、獲物、天敵、異性など、生きて子孫を残すた

私たちの研究室の初代教授は、
ビタミンB1

います。例えば最近では、脳波を指標に、ヒトが者が発する体臭が決めてとなります。
このようめの情報を感知するために重要な感覚です。ヒトも香りで料理の美を発見した鈴木梅太郎先生です。当時のサンある匂いに対して持っている価値や記憶を測るに、嗅覚は、多くの動物にとっての生命線です。

プルが入っている箱を開けると、ビタミンB１の分ことができるようになっています。

また、動物だけでなく植物同士も匂いで会話を味しさや季節感を感じます。私たちは、生態環境で匂いやフェロモンが紡ぎ出す動物間コミュニケーションを理解し、ヒト社会での香りの有効利用を目指した基礎研究をしています。

繁殖行動としてカイコ蛾の雌は、非常に低濃度で作

応用生 命 化 学 専 攻
生物化学研究室

用する性フェロモンと呼ばれる化学物質（生理活性と う は らか ず し げ東原 和成教授

物質）
を体外に分泌して雄を引き寄せることが知られています。フェロモンには、アリが巣から餌の在り処ま

解物の匂いが漂います。
その瞬間、脳の中にヒト以外の動物の世界ではどうでしょうか。多しています。私たちは、生物間の化学信号を同

様々な情景と想いが巡り、記憶と情動の中枢

くの動物では、生まれて養育され、思春期を迎定して、感知・信号処理の仕組みを明らかにが刺激されます。匂いの嗅覚信号は、視聴覚

え、発情し、交尾をして子孫を残す、という一生することによって、地球上の多様な生命体の共と違って、脳の辺縁系にいち早く到達するからの全ての時期の行動が、匂いやフェロモンで進化の根底に迫ると共に、ヒト社会で必要とさです。
また美味しく食べれるのも季節感を感じる

制御されています。
また、生態系において食べれる動物制御技術の開発に貢献したいと思っのも香りがあるからです。
ところが、一般市民にるか食べられるかの駆け引きは、捕食者と被食ています。

アンケートをとると、五感の中で最初に失ってもいい感覚は断トツで嗅覚です。

での経路を仲間に知らせる道標フェロモンや外敵の存在を仲間に知らせる警報フェロモンなどが知られて一方で、見る・聞くの視聴覚の次のサービいます。植物では、北米原産で要注意外来生物にス標的として香りが注目されています。
しかし、指定されているセイタカアワダチソウが、根から他の嗅覚の個人差が大きいのと、効果のエビデン

植物の成長を抑制する化学物質を分泌して他の植スが弱いのがネックになっています。
また、「香

物を駆逐し分布を拡大していることが明らかになって害」などの新しい問題の解決も求められていまいます。この作用はアレロパシー（他感作用）と呼ばす。私たちは、美味しさにおける香りの効果をれています。このように生物が体外に分泌した化学
物質を介して同種や他種の行動や状態を誘導する

評価する、臭気に対するストレスを数値化する、行為をケミカルコミュニケーションと呼んでいます。ケミカ

香りが心に及ぼす影響を測る、患者さんの嗅ルコミュニケーションは、それぞれの種が生き残るための社会的行動を可能とする重要な仕組みです。
生物のケミカルコミュニケーションの農業への応用として、人工的に合成した性フェロモンを使って害虫を誘引して捕捉・殺虫したり、繁殖行動を撹乱したり生命を導く

効活用するための様々な課題にチャレンジして匂いの価値を測るの方法は、害虫の個体数の増加を抑制することを目指したもので、殺虫剤のような即効性はありません。しかし性フェロモンは目的の害虫だけに効果があり、薬剤抵抗性が高まることがないという特長があります。
生物がもつ自然界の仕組みを利用した防虫や除草の方法を開発して殺虫剤や除草剤の使用量を減らすことは、農業の生態系への負荷を減らすことにつな‟異性シグナル”

香害

脳機能計測

2000年代半ば頃、香りの強い柔軟剤が普及したときに、その強人間の脳の活動を非侵襲的に測定する方法で、脳の電気信号をい香りで不快になったり頭痛や吐き気などの症状がでるなど、苦情

捉える脳波測定法、血中ヘモグロビンの動態変化で神経活動の発が殺到した。そのとき、香りによる害ということで「公害」をもじって

火を測る機能的磁気共鳴画像法(fMRI)や近赤外光イメージング法

新しくできた言葉。現在では、原因は嗅覚ではなくて痛みの一種で（NIRS）などがある。近年、脳の活動パターンから、目で見たものや、あることがわかっている。香りの感じ方には個人差が大きくあること聞いたりしたことをデコード（復元）することができるようになっている。

から、私たちは、遺伝型、食環境、経験などの情報をもとに、機械

私たちは、現在、匂いのデコーディングに挑戦している。

学習やAIを使ってテーラーメード的に香りを提供できるような技術

また、MRI, PET, CTなどのの開発を目指している。

脳イメージング技術は、臨れている。

フェロモン(Pheromone)
ギリシャ語の「Phero：運ぶ」と「mone:ホルモン」が合体した言葉で、「ある個体が発して、同種の他個体において、特定の行動の誘発や生理的な変化を引き起こす物質」と定義される。1959

丹下 健

ラット

♥

ラット

♂

♀
ratCRP1
図2 動物同士の化学コミュニケーションによる駆け引き
ラット間 で 使 われている異 性シグナ ル（ratCRP1）
を、マウスは天敵シグナルとして「盗聴」
して、体温や心拍数の低下と共に活動量を減少させて身をすくめる体勢に入る（獣医学専攻桑原先生との共同研究）。

マウス‟天敵シグナル”!

年にドイツのノーベル賞学者が、カイコ蛾で異性を引き寄せる物質を発見した時に作られた言葉。私たちは2010年にマウスの涙に性行動を制御するフェロモンがあることを発見して話題になっ

詳しくは、東京大学 大学院農学生命科学研究科 応用生命化学専攻

た。フェロモンは、害虫や害獣などの動物の行動を操作するのにhttp://park.itc.u-tokyo.ac.jp/biological-chemistry/

役立つ。

2

意味記憶と一致しなかったとき、刺激後400 msec付近にネガティブにでるN400という脳波信号がある。
それを指標に、ヒトがその匂いに対して持つ意味記憶を評価することができる（岡本特任准教授グループ）。

教えて！Q&A

床医療現場で汎用さ東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

図１ 嗅いだ匂いとその意味記憶との一致度を脳波で測る

Measure the valueof the smell

することによる害虫防除の研究が進められています。こがります。

覚特性を評価するなど、匂いをポジティブに有12

3

Yayoi Highlight
From the Dean’s Office
学部長室から咲かす

イネの開花期の研究を始めて、二十年が経つ。やればやるほど、作物の開花期は、収穫のタイミングだけでなく、 を作成した。花芽形成を抑える遺伝子を強力

コストを考えてのことである。
これらの工夫によっ複雑な仕組みが見えてくる。キリがない。そこで、発想を変えてみた。

果実・実生の収量や品質に大きな影響を与えに働かせたのである。できたイネ系統は、株分て、農薬刺激により花芽形成時期を自由に誘る重要な農業形質である。花が咲く時期は、そけで維持しているが５年間以上、一度も咲いて導できるイネを生みだすことに成功したのであの環境応答性を含め、遺伝子の働きで決まる

いない。
その上で、
フロリゲン（花芽形成ホルモる。ポット栽培ではあるが、野外での開花誘導

ので、一旦、特定の品種を栽培し始めると、あン）遺伝子を、人為的な刺激で発現誘導できも確認した。次は、水田環境での栽培試験をとは、おてんとうさまに任せて、花が咲くのを待つる遺伝子を作り出し、それも、イネに導入した。

実施したいと考えている。一緒に研究を進めてことになる。
そこで、我々は、栽培開始後であっ人為的な刺激は、特定の遺伝子を誘導できる

くれる若手研究者や、社会実装に向けての共ても、栽培する側が希望する時期に開花する

市販の農薬の一種を使うことにした。安全性や同研究先を募集中である！

「咲く」仕組みを知るのではなく、「咲かす」工夫をすることにしたのである。Analyze（分解する・分析する）
から、Synthesize（合成する・創り出す）への転換。それが、花咲爺さん計画である。

植物は、決まった季節に芽吹き、花を咲かせ、葉を農学生命科学研究科
生 産・環 境 生 物 学 育 種 学 研 究 室

落とすなどの季節現象を示します。春に花を咲かせるい

ざ わ

作物を創出できないかと考えた。
これができれたけし

井澤 毅教授植物もあれば、夏や秋、冬の植物もあります。寒い冬のある地域に生育する樹木は、寒くなる前に冬芽をば、全く新しい能力を持った作物を生みだした

形成して低温や凍結に対する芽の耐性を高め、冬ことになる。バイオマスや収量や品質の調整をを迎える準備をします。植物が季節の移り変わりを感栽培地に合わせて最適化することができるの

知する情報の一つに日長があり、例えばこれから寒くだ。育種選抜から、栽培地に合った開花遺伝

なることを日長が短くなること、実際には夜が長くなるこ子の組み合わせを選ぶという縛りを取り除くこととから情報を得ています。

図１「花咲爺さん計画」のアイディア

だってできる。

花卉栽培では日長と花芽分化の関係を利用し、左）通常のイネは、短日でEhd1が発現し、Hd3a/RFT1 を誘導する。長日で、Ghd7が発現し、Hd3a/RFT1を抑制す
Ghd7を強力に常に働かせるこる。中）とで、内在性のHd3aを抑え込む。咲かないイネができる。右) 内在性のHd3aを抑えつつ、
プラントアクティベーターで誘導がかかる人工Hd3aを創出し、導入。農薬刺激で花が咲くイネができる。

イネは、短日植物であり、通常は、日長による葉を造る芽から花になる芽が発生する花芽分化の

開花期の制御を受けている。つまり、いずれは時期を、自然条件よりも早めたり遅らせたりすることに
よって開花時期の調節が行われています。ある時間

咲く運命を背負っているのである。
そこで、開花よりも日長が短くなる（夜の時間が長くなる）と花芽分期を自由に設定するために、
まず、咲かないイネ化が誘導される短日植物であるキクの栽培では、夜中に照明を点灯させて暗期を中断して連続暗期の花咲爺さん計画。

長さを短くして花芽分化を遅らせたり、夕方から覆いPlan ofHanasaka Jiisan

をかけて暗黒にし、連続暗期を長くして花芽分化を早めたりする操作が行われています。
日長の変化と気温の変化との関係は緯度によって異なり、例えば同じ樹種でも生育地の緯度が高いほどより長い日長で冬芽形成が誘導される傾向があり、生育地の環境への遺伝的適応が認められています。近年、温暖化に代表される気候変動が顕在化し、季節外れの高温や低温が観測されることが頻繁になってきました。温暖化しても日長の季節変化は変わりません。自然植生にどのような影響が生じるのかが危惧されます。

教えて！Q&A

光周性フロリゲン（花芽形成ホルモン）

多くの生き物は、一年の中で最適な時期に生殖活動を行

約80年前の接ぎ木実験等から、植物の花を咲かせるホル

うように、季節変化を予期する能力を持つ。その予期能力

モン（生体内を移動する化学物質）の存在が提唱され、フの中で、年次変動のない環境変化である日長の変化を認ロリゲンと命名された。そして、2007年に、日本やドイツの識できる能力を光周性と呼ぶ。植物や鳥類での研究が盛研究者により、それが、約175アミノ酸からなる小さいタンパ

んであり、概日時計と光信号伝達系の相互作用により日ク質をコードする遺伝子が正体であることが明らかとなった。

長を認識していることが遺伝子レベルで明らかになっていフロリゲンは、植物が日長の変化を認識することで、葉の維る。イネは、短日植物であり、日長が短い栽培環境で花芽管束領域で転写・翻訳され、維管束を通って、茎の先端に形成が誘導される。

運ばれる。そこで、花芽形成遺伝子をＯＮにすることで、花芽形成を起こす。イネでは、Hd3aやRFT1と呼ばれる。

プラントアクティベーター農薬
特定の遺伝子の働きを誘導することで、植物がもつ内在性の耐病性機構を活性化する作用機作を持つ特殊な農薬。イネの農薬で言えば、オリゼメートやルーチンという商品名で、市販されている。今回の研究では、これらの農薬で活性化を受け東京大学大学院農学生命科学研究科長 ･ 農学部長

丹下 健

2

通常品種

る遺伝子を、遺伝子発現を網羅的に解析する手法（いわゆる、トランスクリプトーム解析）で特定し、遺伝子の働き方を調整する領域のDNA配列をHd3aフロリゲン遺伝子に融合することで、農薬で活性化されるフロリゲン遺伝子を創出した。

遺伝子導入した品種

2014/10/20撮影

図２ 野外でのポット栽培実験

比較対照：出穂 誘導個体：出穂 非誘導個体：未出穂133