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奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス領域

Research 研究

教員

西條教授 教授

西條 雄介

安田助教 助教

安田 盛貴

John助教 助教

Dominguez John Jewish

研究室ホームページ

https://bsw3.naist.jp/saijo/

全学オンラインセミナー

2022年度に開催されたBio Discovery Session(全学オンラインセミナー)のアーカイブ動画の一覧です。
Bio Discovery Session

Webメディア

NAIST Edge BIOは、奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス領域 の各研究室で取り組んでいる「最先端」の研究プロジェクトや研究成果について、研究者だけではなく受験生や一般の方にも分かりやすく紹介するためのWebメディアです。
NAIST Edge BIO 第14回

研究・教育の概要

植物は、ヒトのような獲得免疫を持たないにもかかわらず、病原菌を防ぎながら多様な微生物と共生して生存しています。しかも、同じ微生物でも、環境や宿主の状態によって「味方」にも「敵」にもなります。植物は、どのようにそれらを見分け、関係を巧みにコントロールしているのでしょうか?

植物は、微生物の特徴分子(MAMPs)や自身のダメージシグナル(DAMPs)を手がかりに感染の様子を感知し、免疫と共生のバランスを柔軟に調節しています。私たちは、このダイナミックな免疫システムの調節が、植物を「植物+微生物の共生体」として成立させ、環境変動に対応する仕組みを研究しています。

さらに、有用共生菌の同定と機能解明を通じて、農薬や化学肥料を低減した持続可能な農業の実現を目指しています。分子レベルの発見から圃場試験まで、さらには社会実装まで視野に入れた研究です。フィールドワークやデータ解析、産学連携・事業化に関心のある方も歓迎します。

主な研究テーマ

環境変化(水・湿度や栄養条件)に応じた免疫制御

植物は環境のゆらぎをどのように感知し、病原菌防御と共生や成長とのバランスを最適化するのか? 変動環境下において植物がしなやかに免疫システムを再編・設計する分子原理に迫ります。

病原菌・共生菌が状況に応じて切り替える感染・共生戦略

微生物はどのように植物に感染し、宿主や環境の状態に応じて、感染戦略(攻撃か共生か)をコントロールするのか、微生物側の分子戦略も明らかにします。

植物と微生物の分子コミュニケーションに基づく共生・マイクロバイオーム成立機構

植物が微生物と展開する分子コミュニケーションの仕組みを明らかにし、共生制御原理の理解や共生菌の農業利用を推進します。

図1

(図1) 植物と微生物の関係性(共生するのか、病害を引き起こすのか)は、環境条件によって大きく変わります。私たちは、植物の生存や作物の生産に影響を与える、植物・微生物・環境の相互作用の仕組みを分子レベルで解明することに取り組んでいます。

図2

(図2) パターン認識受容体(PRR)は、微生物が持つ成分(MAMPs)や細胞ダメージによって生じるシグナル (DAMPs)を感知すると、防御応答を引き起こします。免疫受容体からのシグナルがどのように制御されているか、また環境の変化や菌の感染状況に応じてどのように調節されるのかを解明する研究を進めています。

図3

図キャプション (図3) 植物は、根の中に微生物を共生させることで、土壌から効率よく栄養を吸収しています。では、植物はどのようにして共生菌を引き寄せ、共生菌はどのように植物を見つけるのでしょうか? 私たちは、植物と共生菌がどのようにコミュニケーションを取り、共生関係を築くのかを研究しています。優良な無施肥水田でイネの共生菌を特定し(左)、根の内部で共生する様子(右上、電子顕微鏡写真)や共生を制御する仕組みを解明しています。さらに、共生菌を持続可能な農業に活用する取組みも進めています(右下)。