客觀日本

【日本學者在中國】發現植物新現象的漫長之旅——西方見聞錄

2020年08月17日 人物往來

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請問您在中國開展研究活動的契機是什麼?

2013年10月至2017年3月期間我一直以先驅研究員的身份在名古屋大學做研究,因爲過於沉浸在研究中,完全沒考慮過研究員之後的事情,以至於從2017年4月開始我失業了。正當失業後不知如何是好之際,名古屋大學的東山教授對我說:「笠原,去到外面的世界看一看吧」,並向我推薦了中國的福建農林大學。當時我想,反正已經失業了,這種時候哪怕是天涯海角,只要有個地方能讓我做研究,我都會感激不盡的,於是從2017年7月開始到福建農林大學工作。

不過,話雖如此,一旦冷靜下來之後還是擔心得不行:「一說中國,就覺得哪裏不安,街上會是什麼樣子呢?」。雖說已經是一個很老套的話題了,但我當時腦海裏出現的中國,真的就還是堺正章的《西遊記》裏描寫的世界那樣。而且工作地點也不是日本電視上經常出現的北京上海,而是此前自己從未聽說過的福州市,說不定現在還會出現妖怪之類的。另外,也不知道去這種地方能否做研究,總之,就是越想就越覺得不安。

不過,到了福州開始生活了就發現,街上雖然有點髒,其實也就是一座普通的城市,至今未能見到孫悟空和豬八戒等。研究設備也充實完善,讓我確信「在這裏只要幹就能出成果!」。後面我會詳細介紹,選擇來福州是正確的,我非常享受我現在的研究生活。

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福州市内的寺院。會讓人想起《西遊記》裏犍陀羅國的大雷音寺

請介紹一下您的研究方向和所在研究室的基本情況

讓我從稍早之前的時間開始說起。我2001年開始到美國猶他大學讀博士,在那裏做研究。當時在Gary Drews教授的手下從事植物雌配子體(產生植物種的部分)的研究。最初交給我的工作是,確定雌配子體缺陷突變體的基因。

爲了確定基因,我當時完全廢寢忘食地撲在研究上,但由於性格終極因數,我逐漸對這項工作感到嫌惡,所以便要求Gary教授讓我做一些更有趣的事情。於是他對我說,「那就反過來,透過調查基因表現去發現基因,怎麼樣?」,我覺得這個想法很有趣,便決定做這個課題。這個研究要從確立基因解析法開始入手,從零起步。

現在利用新一代測序儀(New Generation Sequencer)能在短時間内有效應答基因表現,但2002年的時候只有老式的微陣列(Microarray),而且需要花費的成本巨大,所以無法進行基因表現的綜合解析。沒有辦法,當時只好透過RT-PCR在Gel上一個一個解析基因,這種現在簡直無法想像的原始方法去研究擬南芥的基因表現。

當時有些人刻薄地譏諷說:「笠原就是個傻子。那樣做要做到猴年馬月」,但我還是每天瘋狂地做着PCR。說個題外話,當時由於在實驗臺前坐得時間太久,我得了痔瘡,現在仍然沒有復健的跡象。經過上述不懈努力,雖然花了1年多時間,但我終於發現了僅在雌配子體中表達的候選基因。

其中一個基因是MYB98。幸運的是,我發現MYB98基因僅在雌配子體内的助細胞(吸引花粉管所需的細胞)中表達,而且發現其突變體僅在助細胞中存在缺陷。另外還顯示出了非常有趣的表型,由於助細胞發生突變,花粉管無法到達雌配子體,受精會失敗。這就是在世界上首先發現僅在助細胞中出現,而且花粉管吸引失敗這一基因表現的瞬間。

發現這個基因我特別高興,因此給兒子起名叫「光生」。不久後,我接到了當時以研究花粉管吸引而聞名的名古屋大學東山教授的邀請,於是從2007年開始到東山教授的研究室工作。

在名古屋大學,我在東山教授的研究哲學的指導下從事發現植物新現象的研究。有一天,我發現了即使花粉管在植物的助細胞中一度受精失敗,另一個助細胞也可以吸引另一個花粉管受精,這一被名爲「受精恢復系統(Fertilization Recovery System)」的現象。這個現象是我從事研究以來首次發現的植物現象,心中湧現出與發現新基因的那一刻完全不同的喜悅。之後我還在JST先驅研究專案的大力支援下,發現了花粉管的内容物進入雌配子體後出現的與受精無關的胚珠增大現象「花粉管依賴性胚珠增大」(POEM:Pollen Tube-dependent Ovule Enlargement Morphology)。再之後,如前所述,我在東山教授的幫助下,獲得了到中國做研究的機會。如果當時期滿離職的話,就沒有今天的自己,請允許我藉此機會向東山教授表示衷心的感謝。就這樣,我於2017年7月開始在福建農林大學開啓了新的研究生活。

在福建農林大學,我可以設定自己喜歡的研究題目,按照自己的喜好開展研究。所以作爲主要的研究課題,我決定進一步研究當年在JST先驅研究專案時代發現的POEM現象。並且之後在中國也發現了新現象以及相關的重要基因。這項内容尚未發表,不便在這裏透露太多,簡單來說就是,終於解開了爲什麼植物不受精就無法產生種這個科學疑問。不僅如此,還發現這種現象與植物營養有關,因此在農業上也是非常重要的現象,也可以說是一種基因。以前從沒想過自己會在中國發現這麼有趣的現象,因此,還要藉此機會感謝我所在的研究所所長楊貞標先生,是他允許我在中國自由地開展研究。

當然了,這個結果並不是我一個人發現的,而是我和研究室成員一起努力的結果。我剛到福建農林大學赴任時,學校爲方便我做研究,爲我配備了兩名優秀的研究助手謝禮洋和劉曉燕。就是在她們的努力下,我才得以發現這種新現象的。

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研究室2017年剛成立時的3名成員。左起依次爲筆者、謝禮洋和劉曉燕

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福州市内兩座寺院中的另一座。左起依次爲劉曉燕、筆者和謝禮洋

現在我的研究室裏共有7名成員,包括1位名叫Prakash Babu Adhikari的博士後、1名助手(劉曉燕)和4名研究生,大家都有自己的研究課題,各自都在努力推進研究。我經常告訴研究室成員,不要去模仿別人,儘可能發現新現象,自己去發現基因,那種喜悅是無以倫比的。這就像是在從未有人到過的雪山上第一次留下自己的足跡,朝着山頂奮進。我很期待將來有一天,我研究室的某位成員能發現全新的現象並告訴我。

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2019年研究室的新成員。後排左起依次爲何嘉樂、Prakash Babu Adhikari、筆者、黃陳,前排左起依次爲伍小燕、劉曉燕和朱紹威。

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我們發表的論文照片被Plant Molecular Biology期刊(5月號)用作封面

請介紹一下中國的研究環境與日本有何不同。

從廣義的研究環境來說,並沒有特別感覺到日本這裏好或者中國那裏好,但從狹義上來說,感覺日本和中國的研究生之間存在很大的不同。

說實話,在日本,研究生尤其是碩士研究生大部分時間都花在找工作上,基本沒時間做研究,但中國的學生可能因爲讀研時間長達3年,所以花在研究上的時間非常多。這對PI來說是非常值得感謝的,我覺得還是中國學生的研究生活更充實。不過,我對中國的實際求職情況並不十分了解,也許只是碰巧現在在我這裏的學生研究和求職的平衡掌握得比較好而已,所以並不敢斷言。各位讀者還請見諒。

您對日本的年輕研究人員有什麼建議?

如上所述,我覺得在中國會遇到意想不到的有趣機會。另外,請大家放心,中國不會像古代那樣出現妖怪(笑)。我認爲,中國比較適合像我這樣想做自己喜歡的研究的人。

覺得自己適合的人可以把到中國開展研究作爲一個選項。也許由此就能開啓一個以前從未了解過的研究世界。現在經濟形勢較好,也許求職活動可能更重要,但我希望日本的年輕研究人員知道還有一個這樣的世界,能傳達到這一點我會覺得很高興。

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福州的熊貓世界。熊貓靠近時,隔着玻璃都能感受到它們的體溫。

笠原 龍四郎

笠原 龍四郎
福建農林大學Department of Life Science/ HBMC教授

簡歷
2007年 取得Ph.D學位。University of Utah (Prof. Gary Drews Lab.)
2007-2013年 名古屋大學 博士研究員。(東山哲也教授研究室)
2013-2017年 JST先驅研究專案 專職研究員。(磯貝彰教授研究領域)
2017年-至今 福建農林大學 教授。

日語原文

日文:JST Science Portal China編輯部
中文:JST客觀日本編輯部