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理学研究科・若林准教授の宇宙植物実験がJAXA「きぼう」日本実験棟で実施予定

2010年05月06日掲載

研究・産学

理学研究科の若林和幸准教授が代表を務める実験「重力によるイネ芽生え細胞壁のフェルラ酸形成の制御機構(Ferulate)」が、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の「きぼう」日本実験棟で5月に行われます。この実験テーマは、宇宙生命科学分野の研究を対象とした国際公募に応募し、選定されたものです。
この実験について、若林准教授にお話を伺いました。

理学研究科・若林准教授の宇宙植物実験がJAXA「きぼう」日本実験棟で実施予定

―今回、どのような実験をされるのでしょうか

この実験では、従来、宇宙植物実験で多く用いられてきた双子葉植物ではなく、単子葉イネ科植物であるイネを用います。そして、イネ科植物に特徴的な細胞壁構造であるフェノール化合物(フェルラ酸、ジフェルラ酸)による多糖間架橋(ネットワーク)の形成に対する微少重力の影響を調べます。
予め3つのグループに分けた種子を宇宙で発芽させ、4日後、5日後、6日後にそれぞれ凍結して保存します。地上に持ち帰ったのち、さまざまな分析を行います。

―この実験・研究は、将来どのような応用が見込まれていますか

一つは植物の品種改良です。細胞壁は植物が形を保つためのフレームのようなもので、細胞壁を強くすることで、風雨に強い植物をつくることができます。風雨に強い植物をつくる研究はこれまでも行われていますが、今回の実験では細胞壁のフェルラ酸やジフェルラ酸などのフェノール化合物の変化を調べることで、「より効率的に強い植物をつくる」ポイントを見つけられるのではと思っています。また、かなり先の話になると思いますが、「宇宙農業」にも応用できると考えています。

―若林先生の実験が選定された理由はなんだと思いますか

科学的意義や仮説検証性に加えて実現性だと思います。
地上では同じ実験を何回も繰り返すことができます。しかし、宇宙実験は基本的に一回限りなので、地上での研究やこれまでの宇宙実験に基づいて、宇宙実験によって検証すべき明確な仮説が立てられ、その検証(実験)方法が確立されていることが必要となります。
さらに、宇宙実験では、現場での実験操作を研究者本人が行えないことや、宇宙での実験設備・装置・手法・時間が制限されていること、微小重力環境であることなどから、複雑で長時間の操作を必要とする実験は難しく、実験操作の簡素化や自動化などの工夫が必要です。例えば、植物を育てる際の水やりにしても、軌道上では水が浮遊してしまい、地上のように「水をまく」というやり方は出来ないため、別の方法で行います。

―大阪市大の宇宙植物実験はかなり盛んですね

私達の研究室がはじめて宇宙実験を行ったのは、保尊教授が代表を努められた1998年の「RICE」実験で、これは大阪市立大学でのはじめての宇宙植物実験となりました。この実験には私も参加しました。この後も、保尊教授の「Resist Wall」実験が国際宇宙ステーションを利用して行われ、さらに、「Resist Tubule」実験が、2010年度後半から2011年度にかけて行われる実験に選定されています。また2009年には神阪盛一郎名誉教授の「Space Seed」実験も行われました。市大関係者は数多くの宇宙植物実験を行っていて、他の大学に比べても多いと思います。

―宇宙で育てたイネが戻ってきてからの予定は

順調にいけば今年8月にイネを地上に回収し、その後1年くらいかけて、分析していきます。
イネ科植物には、イネやコムギなどの食糧生産に欠かすことのできない重要な植物が含まれています。今後、細胞壁のフェノール化合物の代謝機構を調べることで、植物が重力に抗して自分の体を支えるメカニズムを解明し、地上での品種改良や宇宙での食糧生産のための基礎的研究につなげていきたいと思っています。

<参考>
宇宙航空研究開発機構(JAXA)
「きぼう」日本実験棟
理学研究科植物機能生物学研究室