客觀日本

【先驅科研人】挑戰植物器官再生之謎,查明機制提高組織培養效率

2024年10月11日 科學家訪談
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池内 桃子
奈良先端科學技術大學院大學
先端科學技術研究科 特任副教授
出生於日本埼玉縣。2012年完成東京大學研究生院理學系研究科生物科學專業博士課程。理學博士。曾任理化學研究所基礎科學特別研究員、新潟大學理學部副教授等,2022年起任現職。2022年入選「創發研究員」。

Q1. 爲什麼選擇成爲一名研究人員?
A1. 被驗證假說的植物所吸引

我從小就對植物感興趣,喜歡和家人一起去徒步旅行,觀察高山植物。在這程序中,我逐漸萌生了「想親自去發現還不爲人所知的事物」的念頭,於是開始考慮成爲一名自然科學研究工作者。我希望搞清楚植物的花朵和葉子的形狀是如何決定的。

我之所以選擇現在的專業領域,是因爲透過大學的學習,我感受到了假說驗證型研究的魅力。即使有一個有趣的現象或假說,如果沒有能對其進行驗證的技術或方法,最終也只能停留在假說階段。我對利用模式植物擬南芥進行的分子遺傳學研究取得的輝煌成果頗爲感動,因此決定進入生物學系植物學專業學習。

植物不能自行行程,是一種被動的存在,可能被動物食用,也可能被拔除。儘管如此,它們仍能在地球上繁盛,這說明植物擁有與動物不同的生存策略。我希望能揭示植物所獨有的生存策略。

Q2. 您的研究目標是什麼?
A2. 確定決定細胞分化命運的因素

植物具有自行開墾受損組織的「組織開墾能力」,以及從傷口或單個分離的細胞中生成新組織的「器官再生能力」。我的研究主題就是查明這些機制的原理。在創發研究中,我的研究内容是揭示控制器官再生能力的機制。

當取出植物的組織剖切進行人工培養時,會形成一種名爲「癒傷組織」的細胞團塊,這種細胞塊有可能分化成爲根、葉等各種器官。爲了確定決定癒傷組織分化「命運」(例如是否會產生芽)的因素,我們培養了擬南芥的組織並分析了其控制因子,結果發現了一種名爲「WOX13」的蛋白質,它在基因表現調控中發揮着轉錄控制因子的作用。

此外我們還發現,透過調節WOX13,可以顯著提高基因工程中不可或缺的組織培養效率。今後,計劃進一步查明器官再生機制的詳細程序,並研究其他植物中是否也能產生類似效果。

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切斷岩菸草科植物葉片後,小芽再生的情景。自然界中有許多植物具有尚未查明終極因數的有趣的再生反應,令人驚歎。

Q3. 您對立志成爲研究人員的人有何建議?
A3. 廣泛學習,全力挑戰

在讀研究生期間,我的研究並未能按預期順利展開,獲得博士學位時,對能否在研究的職業生涯中取得成就而感到過不安。然而,我認爲學生時代認真思考的「如何解決問題」經驗對現在的研究工作有很大幫助。此外,在做博士後時,我以背水一戰的決心全力投入到了一個新的研究專案中。當時的研究主題一直延續至今。

近年來,專業教育有早期化的趨勢,但我希望高中生和大學生在深入學習自己喜歡領域的同時,也能認真學習其他領域的知識。廣博的知識、邏輯思維能力以及英語是研究者必備的。此外,爲了思考如何應用自己的研究成果或創造的技術,擁有跨越專業領域的知識以及瞭解社會需求也是非常重要的。

自然界中有許多現象,如植物的再生能力,至今仍未查明其原理。新的發現只能透過不斷的積累獲得。請各位務必開闢屬於自己的道路,挑戰更多的謎題。(TEXT:村上佳代)

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與實驗室中優秀的夥伴們齊心協力,互相切磋,一起推進研究

原文:JSTnews 2024年10月號
翻譯:JST客觀日本編輯部

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