応用バイオ学科 の最近のブログ記事

　大学時代には誰でもするアルバイト。でもコンビニやレストランのスタッフといった誰でもできる仕事が多いだろう。自分の専門を生かし、一生できる仕事につながるバイトに巡り合うという運の良い学生は少数派だ。樋口先生はその少数派の一人。どのようなバイトだったのか。そのいきさつを伺った。

――先生は新潟県立長岡高校から茨城県の国立筑波大学第三学群情報学類に進学されました。大学時代は何を研究されたのですか？

「僕は情報と言いながらプログラムを書くのは好きではないということもあって、アナログフィルターの研究をしてました。当時の筑波では中に入ってから工学か情報科学科、要するにハードかソフトに分かれたのだと思います」

――アナログフィルターとはあまり聞いたことがありませんが、どのような用途に使うのですか？

　「今はあまり使うことがないと思うのですが、コイルとコンデンサーを組み合わせて作るアナログ回路によるフィルターの設計方法です。例えばデジタルオーディオなどで、いろいろなアナログ信号をデジタル化するにしても、必ずデジタルにする前にアナログフィルターで、必要な周波数を取り出したり、要らない周波数をカットしたりするフィルターが必要なのです。

　それを小型化したり、特性を良くしたりする、どちらかと言えば地味な感じの研究です」

――それで大学院まで進まれます。

　「研究職に進みたかったので、やはり大学院まで行ったほうが良いと思ったのです。それで研究室に入ったら、そこで先輩から代々引き継がれていた、電総研の実験補助的なアルバイトがあって、それをやることになりました。

　電総研は電子技術総合研究所の略で、現在は産業技術総合研究所、産総研というのですが、日本のエレクトロニクス研究の総本山のようなところです。それが同じ筑波研究学園都市にあったということがラッキーだったのです。

　最初は、色々な回路のハンダ付けの手伝いなど雑用をしていました。何しろ学生のバイトですから。そのうち賀戸 久先生がどこからか電総研に戻ってこられて脳磁計の研究をすることになったのです」

――脳磁計というと脳の磁力を測るのですか？

　「はい、そうです。脳磁計は脳の中のごく微弱な磁力の変化を観測して脳のさまざまな研究をするための計測器です。CT やMRIは人体の形状から病変を診断しますが、脳磁計は脳の神経活動から起きる磁場変化を微細に計測できるのです。

　すごく弱い磁場を測るので、昼間だと車やいろいろな機器が動いていて、計測の邪魔になります。そのために、夜中に観測しなければならないのです。当時、賀戸先生が狙っていたのは、すごく脳の深いところから出る信号なので、レベル的にはすごく小さいのです。」

――それで、夜中でも大丈夫な学生アルバイトが被験者となった？

　今までKITの多くの先生にインタビューしてきたが、自らの進路を小中学生時代の適正調査で決められたという方には初めてお会いした。しかも、そのままバイオテクノロジーの研究職に進まれ、麹菌というライフワークのテーマ、一筋に歩んでこられたという。
先生のこれまでの歩みの一端を伺った。

――先生が研究職を選ばれたのは何かきっかけがあったのですか？

　「小、中、高校が筑波大学（旧教育大）附属という一貫の国立実験校でして、多分、小学か中学ぐらいの時に、将来どのような職業が向いているかの進路調査をされたことがあります。その結果、基本的には専門職系で規模が20人くらい一番適するというデータが出たのです。それ以上の大きいところだと、補佐する役には向いているけれど、リーダーとしては向かないという結果が出たのです」

――そんな低学年での調査の話、初めて聞きました。面白いと言っては失礼ですが、それは筑波大学の心理学とかの先生の研究の一環なのですか？

　「あまり記憶は確かではないのですが、生徒全員がやらされたわけではないと思います。筑波大の先生のところに行って、大学生のお兄さん、お姉さんと一緒に。我々、生徒たちが学生さんにあれこれ指示を出す形で、向き不向きを見ていたようです」

――余計なお世話という感じもしますが（笑）。

　「その結果を信じまして、"それなら"ということもあって、大学で研究しようという感じです。バイオテクノロジーが華やかになり始めたころで、遺伝子組換えとか、そのような分野にいければと思いました」

――それで大学は東京理科大学に進まれて、大学ではどんな勉強を？

　「理工学部の応用生物学科です。4年生で教授からはかなり自由にやらせていただきました。その時は放射線抵抗細菌といって、放射線を当てても死なない微生物の研究をしました。放射線の照射をする必要があるので群馬県高崎市にあった原子力研究所まで行って実験させてもらいました。」

――放射線は何を使うのですか？

　「ガンマ線です。ガンマ線滅菌という方法では、通常の菌はほとんど死ぬのですが、その中でも生き残る特殊な菌がいたのです。4年生の1年間だけですので、研究はあまり進みませんでしたが、その菌は遺伝子の修復系が異常に強かったと思われます」

――大学院からは東大に進まれました。

　「入った研究室では、教授が昔やっていた麹菌の研究をやらないかということで、それから、ずっと今日に至るまで主に麹菌関連です。

　通常でしたら、途中で研究テーマが変わるのですが、うまい具合に産業技術総合研究所（産総研）にポスドクで行けました。当時、産総研もゲノム解析ができるようになっていたので、麹菌のゲノム解析をやらせてもらえたのです。麹菌の取り扱い、遺伝子解析に慣れている人が欲しいとのことでした」

――それはラッキーでした。

　日本酒造りはワインなどとは比較にならないほど複雑で手間がかかる。お米の主な成分はデンプンのため、そのままではアルコール発酵できない。そのため麹菌を加えてデンプンを糖化させ、それをさらに酵母によってアルコール発酵させなければならない。この世界に誇る伝統的バイオテクノロジーが杜氏の高齢化で危機に瀕しているという。相良先生はコンピュータを使って、この技術を継承しようとしている。

――先生は埼玉の春日部高校から学習院大学の理学部に進学されました。何かきっかけはあったのですか？

　「特にないのです。いろいろ受かって自宅から一番近いということで選んだのです。学習院大学は理学部だけで工学部はありません。私は理学部の化学科にいましたがもともと有機化学や生化学に興味を持っていました。ちょうどその頃、学習院大学OBの三浦謹一郎という偉い先生が東京大学を定年になって戻ってきて分子生命科学研究所を作り、化学科の学生も受け入れてくれるというので、卒業研究を1年だけさせてもらいました」

――大学院は東京大学の農学生命研究科に進まれます。

　「今の自分の研究にも繋がっていますが、この農学研究科は全くバイオの実験をしないでコンピュータだけを使って、シミュレーションや遺伝子解析をしているのです。

　自分が卒業研究をしていた時代というのは、いわゆる当たるも八卦、外れるも八卦みたいな実験だったのです。いろいろなものを作って、それを遺伝子の中に組み込んで、それを見て、うまく行ったものを見つけて、次に持っていくというようなことをしていました。

　それでも実験はうまくいかないことが多く、これだったらコンピュータを使ったほうがうまく行くのではと考え始めました。昔からパソコンが好きだったので。

　それで、あれこれ探して、当時からコンピュータを使っていた東大の農学生命研究科を見つけて採ってもらったのです」

――そう言えば、数年前にスパコンで生命現象をシミュレートするアーティフシャル・ライフという研究が流行りましたが、最近はあまり聞かないですね。

　「今は扱えるデータが増えたので、それほどすごいシミュレーションをしなくてもデータを時系列で追って行けば、ある程度、答えが分かってくるようになったのです。昔は少ないデータから結果を得るために計算に工夫が必要だったのですが、今はコンピュータの性能が上がって、扱えるデータが増えたので、昔のようにすごい計算をしなくても単純な計算で意外とうまくいってしまうことが分かってきたのです。私の研究分野はコンピュータの進歩でこの10年くらいでものすごい変化が起きています」

――それで産業技術総合研究所（産総研）の研究員を経て05年から縁あってKITにこられました。現在はどのような研究をされているのですか？

　「ここKITでは理論だけではなく実験もしなくてはならないので、今は塩麹のいろいろな特性を調べたりしています。その先にはIoT（ Internet of Things ）がらみで、いわゆるセンサーを作っていろいろやっていこうと。

　実験で実際に使うセンサー類を自分たちで作って、今までの実験機械というのは、ずっとデータを測ったりしていなかったので、自作センサーでデータを図り続けていこうみたいなことをしています」

――具体的にはどのような分野ですか？

　坂本先生は高校時代、文系科目が得意で友人に理系と思われていなかったという。その「隠れ理系」がいかにしてバリバリの理系研究者になったかの裏には興味深いストーリーが隠されていた。　

----先生は神戸女学院高校から神戸大学理学部生物学科に進学されました。1995年1月17日の阪神淡路大震災の時はどこにおられたのですか？

　「総合研究大学院大学博士課程の3年で、その頃、愛知県岡崎市の国立基礎生物研究所に籍をおいていました。1月10日に博士論文を提出していたので、一瞬、実家に帰ることも考えたのですが、ずっと論文で書き物をしていたから、実験もしなくてはと共同研究先の東京大学に行こうと決めていました。愛知も多少は揺れたはずですが、早朝なのでぐっすり寝ていて全然気がつきませんでした。神戸が大変なことになっていると連絡頂いて初めて知りました。

　でも、もし帰っていたらすごくやばかったです。実家は明石なので神戸ほど被害はなかったのですが、私の部屋は2段ベッドで、本棚がちゃんと固定していなかった状態だったので、それが倒れてきてベッドはつぶれていました」

----それは運が良かったですね。あの震災で神戸大では学生さんだけで39人も亡くなられていますから。先生が生物系に進まれたのは生き物が好きだったのですか？

　「私は高校のとき、みんなにあまり理系と思われなくて。古文や歴史とかの成績が良かったもので（笑）。隠れ理系のような。興味があったのは生態系のようなものですね。森林とでもいうのかな。そのような所で植物たちが競争して、どんどん変化して行くような植生とかマクロな研究したかったのです。当時DNAなんか見ても全然ピンとこなくて（笑）。それで亜熱帯の森林を見にいったりしました。

　父親に言ったら"そんなことをしているなら、俺はもう金を払わん"と言われまして、では近場でということで神戸大に入ったのです。

　神戸大にはそういう植生の専門で私と話があうような先生がいらっしゃらなくて、逆に教養過程の微生物の先生と仲良くなったりしました。

　私はすごく鈍くさいというか、教養では中国語のクラスだったのですが、そこでは理学部だけでなく農学部の学生も一緒なのです。そのようなクラスで基礎生物実験の授業で解剖があります。農学部の学生たちは早く終わらせたいのでサッサとネズミさんをばらしてチャーッと帰っていくのです。

　でも私はかわいそうというのもあるのですが、せっかく死んだのだからちゃんと見てあげなくてはと丁寧にやって、きれいにスケッチして、終わって顔を上げたら"あれ？誰もいない"みたいな。そんなのでビリになると、授業を担当している先生が、じゃあ一緒にネズミを埋めようかみたいな話になったりしたのです。その先生に免疫の本の輪読会などで教わっているうちに、小さいミクロの世界も悪くないなと」

----修士ではどんな研究をしたのですか？

　今でこそ、医療にとって工学との連携は当たり前のことだが、河原先生が大学院を出られた約40年前はまだ珍しかった。先生は工学部から医学部の助手になるという当時としては稀な道を先駆者として歩んでこられたという。

----先生は早稲田の応用物理のご出身です、元々は何の研究をされていたのですか？

「光関連の研究室にいたのです。4年の時はホログラフィーをやっていました。昔の卒業研究でホログラフィーを撮ろうとしたのですが、すでに色々な所で使われているので、ただ撮影するだけでは面白くないと思っていました。たまたま眼科の先生から眼底写真というのは暗箱の中を写すのと一緒だから結構難しいのですよという話をうかがったのです。そこで、眼底写真、眼底のホログフィ--を撮影してやろうかと」
　
----ホログラフィーとは簡単に言えば立体写真のことですよね、すると、眼底が立体的に浮き上がって見えるのですか。

　「中の血管の交差状態とかもきれいに見えましたし、1枚の写真で目の奥の眼底と瞳の虹彩、20何ミリ離れていますが、全部写っています。きれいに撮れたと喜んだのですが、それはそれで終わってしまった。解像度は悪かったりして利用が進まなかった」

----それでも、目の研究を続けられた。

　「目のことを調べているうちに、目の機能のほうが面白くなって、それで修士から目の機能を計測したりしました。その頃はファィバーオプティクス、胃カメラなどの出始めでしたので恩師の先生もその方面に興味を持っていました。

　恩師ご自身は目の研究は行わなかったのですが、視覚は重要だということで、私の5年先輩で目を専門にしている人が助手として研究室にいたのです。早稲田は古い大学のせいか、あまり手取り足取りでああせい、こうせいとか言われない研究室でしたので、相談するけれども、実際はみんな自由にまかせてみたいな感じでした」

----それで、早稲田を出て東海大医学部に行かれます。これは珍しいケースですよね。

　「ええ、それは珍しかったですね。ちょうどドクターが終わる頃に、順天堂大学医学部の眼科に有名な先生がいらして、そこでいろいろな装置の計測をしていたのです。その先生に大学に残りたいと相談したところ、東海大学医学部の病院の眼科を紹介していただいたのです。医学部はできたばかりで、眼科の新しい教授もちょっと変わったことをしたかったかもしれないのです。僕自身も面白かったです」

----東海大医学部で2年半勤め、次は工学部に行かれます。

　「ええ、光学工学科のほうへ異動します。眼科の先生にはここは臨床だから医学部出身でないと上に行けないので、早いうちにどこか探して出てっていいよと言われていました（笑）。ただ、2年くらいは、ここにいてねとも。

　たまたま同じ東海大工学部の光学工学科に早稲田の先輩がいて、ちょうど空いたからおまえ来ないかという話がでて。眼科の先生も同じ東海大なら用ができたら来てもらえるから、それは良いということになったのです」

----光学工学科というのも他の大学に比べてかなり早いですね。

　アオカビから抽出した抗生物質のペニシリンを始めとして今まで人類はカビをうまく利用してきた。しかし、小田先生によると、カビはもっと広範囲に利用出来る可能性があるという。その背景をうかがった。

——今、何故カビなのですか？

　「カビは細菌や酵母より高等な微生物です。遺伝子や菌種の多様性が非常に大きいので、まだ見つかっていない有用なものがたくさんいます。発酵、酵素生産、微生物変換、さらには有害物質の分解除去まで利用できます。幅広い産業に利用することができるので、カビは最強のポテンシャルを持つ微生物であると考えています」

——研究室の紹介記事に「カビの培養は難しく、その利用は限られていた」と書いてありますが、素人考えではカビはモチなどにすぐ生えてくるので培養は簡単そうですが。

　「日常生活のカビと工業利用のカビはスケールが違います。普通の工業生産ですとタンク培養です。タンク培養というのは、水の中に培地成分とよばれる餌が入っています。それにカビを植えて攪拌しながら培養するのです。カビが増えてきて形が1～2mmのビーズ状にうまく揃えば良いのですが、そうならず塊になってしまう事があるのです。あるいは菌糸という目に見えない細胞が糸状に増え続けると培地自体がどろどろになって攪拌できなくなってしまうこともあります」

——なるほど工業レベルの規模での培養は難しいということですね。

　「はい。そうです。カビが増えないと困ります。しかし、うまくビーズ状に形が制御できれば良いのですがそれが難しいのです。実際、企業にいた時、私が直接かかわってはいないのですが、タンク培養でビーズ状にならず、どろどろになって莫大な損をしたことがあります。医薬関連だとコストが高いですから」

——そうした欠点を克服してカビを大量に培養するために新型のバイオリアクター（生物を利用して生化学反応を行う装置）を開発しているのですか。

　「まず液体培地という、栄養が水にとけている層があります。その中に中空微粒子という、非常に軽くて、あっという間に浮いてしまうポリマーの微粒子を入れます。これが浮くことで、培地の中のカビを全部引っかけて培地の上で増殖させるのです。放っておくと微粒子を取り込んだ非常に強いカビのマットができます。

　さらに、その上に有機溶媒をのせます。これがうちの売りでもあります。微生物は普通、有機溶媒があると死んでしまいます。毒性があるので。うちのシステムですとカビが元気な状態で、発酵生産もするし、バイオコンバージョン（微生物変換）もするのです。こうしたバイオリアクターを3種類、開発しています」

——どうしてカビが死なないのですか？

　日本を代表し象徴する鳥、国鳥はキジだ。国蝶はオオムラサキ。では「日本を代表する菌類、国菌は何か？」と聞かれて即答できる人はまだ少ないのではないか？　答えは麹菌。2006年に日本醸造学会大会で認定されたという。日本酒、みそ、醤油といった日本の醸造食文化になくてはならない菌なので当然と言えば当然である。尾関先生は大学院修了後、大手酒造メーカーの大関酒造に入社以来、この麹菌と関わってきた。

——どうして酒造メーカーに入いられたのですか？

　「私は出身が名古屋なので、知らない関西にもなじんでみたいと。たまたま早めに就職の募集がありましたので応募しました。大関は灘の蔵元で創立1711年ですから来年は300周年になります。景気が良かった280周年は全社員集めてハワイに行ったこともあります。
　
　日本酒の製造法は極めて複雑で、麹菌を入れて麹を作る工程と、それから作った麹と蒸し米とを一緒にして酒母（しゅぼ）という、こちらは酵母を純粋培養したようなものとを一緒に混ぜるようにします。米のでんぷんを麹菌の持っている酵素で溶かしているのです。

　要するに麹菌を生やして麹を作り、それから酵母でアルコール発酵する。でんぷんをブドウ糖まで酵素分解したものを、酵母が栄養として取り込んでアルコールと炭酸ガスをつくる。少しづつ並行しながら糖化と発酵をやって行くので、並行複発酵といわれる日本酒独特のものです。そこで麹が重要となるのです」

——酒造メーカーとしては良い麹菌を見つけるため研究するのですか？

　「麹菌はどちらかというと麹菌の業者から購入するのです。専門用語でいうと種もやしと呼び、業者はもやし屋さんといいます。日本酒用、みそ・醤油用、焼酎用という麹を育成して純粋培養した胞子を売っています。各メーカーは自分の会社でもやしをつくるところも中にはありますが基本的にはそういう種もやし屋さんから購入してきます」

——しかし、生物に任せるわけだと、毎年同じ味のお酒を作るというのは難しいでしょうね。

　「ええ、米によっても違います。今年の米は非常に溶ける米だったそうです。毎年、最初の造りというのが大体9月か10月。規模によって違いますが、今年の米がどういう性質なのか調べます。麹が作りやすいのかどうか、蒸すとどういう性質になるのか。お酒を仕込むときは普通の米もたくさん入れますので、その米がよく溶けるのかどうかというようなことです。杜氏さんは最初はかなり神経質になっています」

——そのような時に先生のような研究者がアドバイスするということですか？

　「そうやって現場にフィードバックするような新しいお酒の仕込み方とか、あるいは現場で使えるような酸の多いような酵母とか、ちょっと変わったタイプのお酒用にアルコール発酵能力が強い酵母とか、そういうのを少しづつ育種改良していくという技術はもちろんございます。

　灘、伏見の大手の酒屋さんはある程度、そのような目的のために研究者を入れ出したのです。総合研究所という名前がついたのが大関が最初でした」

——先生はそこで研究の統括リーダーも務められ、産、官、学の麹菌ゲノムプロジェクトに大関代表として参画されたのですね。

　「はい、この麹菌ゲノムプロジエクトはヒトのゲノムプロジェクトと同様に、麹菌の全遺伝子情報を読もうというものです。醸造協会、産業技術総合研究所、製品評価技術基盤機構などが入り、2005年12月に解読に成功しました。ただ、その遺伝子がどんな役割をしているのか分かっていないのが、まだ3分の1とか半分くらいもあるのです。

　KITのこのゲノム生物工学研究所のことは私は知らなかったのですが、不思議なご縁で来ることになりました。今まで関わってきた麹菌のゲノム情報を利用してどのように産業利用に結びつけるかということを企業と連携して進めています。」

——具体的にはどんな研究開発が進められていますか？

納豆は人類を救う！

　ウエッブで「納豆」を検索していたら「納豆学会」という「ハーフ・シリアス、ハーフ・ギャグ」と自称する"学会"のホーム・ページが出てきた。学術学会ではなく、かといって「トンでも」系でもない、新潟県の熱心な納豆ファンによる納豆私設応援団のようだ。この学会のキャッチフレーズが「納豆は人類を救う！」

　バイオ・化学部応用バイオ学科の袴田佳宏准教授の納豆菌の研究はうまく行けば、人類とまで行かなくても日本人を救うことになる。袴田准教授は納豆菌を大量に培養して飼料として利用することを目指しているからだ。

　今、世界的に家畜の飼料が高騰している。影響を受けてスーパーや食肉店の豚肉や牛肉が確実に値上がりしている。食肉を取った後の動物の体を粉砕してつくる肉骨粉などの動物性飼料はＢＳＥ問題などで使用量が減少している。一方、植物性肥料の元となる穀物はバイオ燃料としての需要が高まり、価格が高騰してしまっている。日本は飼料をほとんど輸入しているのでリスクを負ってしまっている。どこの国も自国優先だ。この先、天候不順などで日本がいくら金を出しても飼料が入手できなくなる可能性は高まるばかりだ。

　しかし、納豆菌を大量に培養できれば安全で安心な飼料を自国でまかなえることになる。

――なぜ納豆菌に目をつけられたのですか？

　「金沢工大に来る前、１８年間、花王の研究所で洗剤に入れる酵素の開発をしていました。酵素は枯草菌（こそうきん）という細菌に作らせるのですが、この菌体が大量にとれるのですが使った後は廃棄されています。

　何かに利用できないかといつも思っていました。メーカーではそのような研究はできませんので、金沢工大に来て研究しようと考えたのです。納豆菌は枯草菌の仲間というか親戚みたいなものです。枯草菌の培養技術を生かして納豆菌を安く大量に取れれば肥料や家畜用の飼料になります」

――どうやって増やすのですか？

　「納豆は安全な食品で千年以上食べられています。市販納豆の１パック中に菌は数十億個もいます。栄養源は高価では意味ありません。今は近くの納豆メーカーから大豆の煮汁をもらってきています。

　大豆の煮汁はとろみがあって、ものすごい栄養価があります。この煮汁の中で大量に培養したあと乾燥して破砕します。問題はコストでより安く作るのが課題です。そのためにはより増殖しやすい変位株を見つけることが重要となります。」