昨今分子遺伝学分野では、大量塩基配列解読技術の普遍化や人工知能を駆使した表現型解析の自動化、そして精度の高いゲノム編集技術の普及など大きな変化を経験しています。これからも続く研究環境の変化を素早く捉えることで、個別遺伝子の機能解析に集中してきたこれまでの分子遺伝学から前進し、生命現象のダイナミックスとネットワークへの理解を目指す研究に挑戦します。
生物の発生成長繁殖は、周辺環境との継続的な相互作用を通して最適な方向へ展開していきます。その一例として、限られたエネルギー源の有効活用のための成長と耐性間の拮抗関係（growth-defense tradeoffs）の概念が導入されましたが、その具体的な分子機構に関しては、未だに多くが不明のまま残されています。私は、植物を用いた分子遺伝学研究の道中、真核生物共通の細胞ストレス応答性遺伝子制御機構であるUPR（unfolded protein response）を媒介する転写活性化因子bZIP28を転写抑制因子に機能転換することが、植物の開花を著しく遅延させることを発見しました。劣悪環境において開花を急ぐ植物の生理現象を、遺伝子制御の側面から解明する格好の研究材料と捉え、本研究課題を遂行しました。
次世代シーケンス法による網羅的遺伝子発現解析（RNA-seq）を行いました。野生型植物に任意の春化処理を施すことで変動を示す遺伝子群が、bZIP28により開花遅延を引き起こした植物でどのような挙動を示すか調べた結果、栄養成長と開花を共に促進するジベレリン酸生合成に関わる遺伝子群や日長変動に応答して開花を促すCO遺伝子の発現が強く抑制されていることを発見しました。さらに、これらの遺伝子の発現を制御する上流プロモーター領域から、bZIP型転写因子の結合ターゲットとなるシス因子が多数発見されました。以降生化学的検証を重ねることで、ストレス信号による開花促進経路を確立し、自然科学だけではなく農業価値を追求する研究に展開していきます。
生物・生命系領域
