マメ科植物と根粒菌：共生って楽ではない！| 奈良女子大学佐伯和彦教授

奈良女子大学理学部化学生命環境学科佐伯和彦教授

マメ科植物と根粒菌：共生って楽ではない！

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マメ科植物と根粒菌：共生って楽ではない！

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30分のミニ講義を聴講しよう！共生窒素固定入門：植物とバクテリアの共生

マメ科の植物には窒素分の乏しい土壌でも育つ能力があります。これは、根粒菌というバクテリアと共生するからです。両者の共生は容易に見えますが、実はお互い選り好みがあります。何種類もの分子を利用して何回も相手を確認し合う仕組みについて概説します。

先生からのメッセージ

理学部では、技術だけを習得してもすぐに古くなります。例えば私の学生時代、DNA配列を決めるというだけでも最先端の学問になりました。ところが、20年足らずの間にそれは簡単にできるようになり、もはや単なる技術で、サイエンスとは言えません。理学部の研究スタイルは、技術を直接利用するというよりも、その仕組みを理解すること、つまり原理を理解し、方向性を見つける点にあります。このような考え方を身につけようというマインドがあるなら、ぜひあなたも一緒に学びましょう。

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夢ナビ講義も読んでみよう幅広い分野とコラボすることで、遺伝子研究はさらに発展する

淀君も愛でたミヤコグサミヤコグサを知っていますか？　黄色い花を咲かせるマメ科の植物で、北は北海道から、南は沖縄まで日本中のあちこちで見られる雑草です。このミヤコグサは遺伝子の配列が明らかになっているため、マメ科の植物の研究に適し、モデル植物として使われます。背丈が低い多年草で、早く花が咲いて種がとりやすい点も研究にぴったりです。ミヤコグサの祖先は、中国の雲南省あたりから中央アジアに居たのですが、ヨーロッパへ伝わっていったものが西洋ミヤコグサへと進化し、日本にきたものがミヤコグサへと進化してきました。古くは淀君（秀吉の側室）が好んだ花と言われています。連続的に分布するが例外もある日本の野生ミヤコグサは各地に分布していますが、遺伝子を調べてみると、ほんの少しずつ異なっています。普通は、近隣の地域のものほど似ていて、例えば、近畿のミヤコグサは、地理的に近い中部や中国地方のものなどとほとんど同じになります。ところが、中には、山陰や北陸、北海道と、連続しない地域で非常に似たものが見つかります。人は通常、食べることもできないミヤコグサをわざわざ運んだりしませんから、荷物などに偶然くっついて運ばれたと考えられます。このようなミヤコグサの分布を調べることで、昔の人の動きや移動の経路がわかると期待されています。ミヤコグサは根粒菌という、窒素ガスを利用できる細菌と共存しており、この菌の移動も調べることができます。根粒菌は人に無害な細菌なので、安全に調べられるのです。伝播(でんぱ)の様子がわかると、インフルエンザなどの病原体などの感染ルートの予測に役立つかもしれません。理系、文系の枠を越えて、研究を進めるミヤコグサの遺伝子の分析など、ゲノム（細胞中のDNAの総体）の解析は進歩が早く、さまざまな研究に生かせるようになりました。遺伝子を歴史や文化、社会学などほかの分野の視点で見ることで、さらに実用的な技術や知識を得られるかもしれません。遺伝子研究はまだまだいろいろな可能性を秘めています。