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平成29年度(第14回)日本植物学会賞の選考結果報告

2017年6月26日

=平成29年度(第14回)日本植物学会賞の選考結果報告=              
 日本植物学会は、大賞を初めとして、学術賞、奨励賞、若手奨励賞、特別賞を制定し、植物学に関する研究業績と、日本植物学会員としての学会への貢献に対して表彰を行っています。選考にあたっては、自薦、他薦、代議員推薦などの幅広い募集により、多くの傑出した研究者、才能ある若手研究者の積極的応募を促す方式がとられています。
 平成29年度も例年同様多数のご推薦、ご応募を頂きました。そこで、平成29年4月15日(土)に日本植物学会賞選考委員会を本学会事務局に於いて開催し、第14回日本植物学会賞受賞者を決定しましたので、此処に選考結果を報告いたします。


【大賞】
 会員による推薦を受けた選考対象者について、研究業績、後進の育成、日本植物学会員としての植物科学への貢献等を様々な角度より審議した結果、選考委員の全員一致により、大隅良典氏を大賞受賞者に決定いたしました。

大隅 良典(東京工業大学特任教授)

 大隅良典氏は、オルガネラを含む細胞質成分を液胞に輸送して分解するオートファジーの仕組みを、世界に先駆けて明らかにされました。出芽酵母におけるオートファジーの解析系を一から構築されるとともに、多くのオートファジー欠損変異体を単離し、その原因遺伝子の機能を次々に解明されました。さらに、オートファジーに関わる遺伝子が真核生物に普遍的に存在していることに注目し、動物や植物を用いた研究も展開され、オートファジーが真核生物における普遍的な現象であり、その分子機構の大枠が植物や動物で保存されていることを証明されました。この発見を端緒として、動植物の発生や高次の生理機能にオートファジーが密接に関わることが次々と明らかにされ、オートファジーは細胞生物学のみならず、様々な研究領域における主要な研究対象として、現在も世界中で盛んに研究が続いています。当然ながら、大隅氏は植物のオートファジー研究のパイオニアでもあり、栄養飢餓応答に加え、老化や病原菌応答、緑葉ペルオキシソームの品質管理など、植物の多様な生命現象に、オートファジーが重要な役割を果たしていることを次々と明らかにされました。日本植物学会の運営にもご尽力くださり、1995年から1997年まで専務理事を務められた他、理事、学会賞選考委員長、第78回大会名誉会長などを歴任されました。何より、2016年のノーベル生理学・医学賞の単独受賞は、日本植物学会員をはじめ、植物科学に従事する者にとりましても大いなる喜びであり、また誇りとするところであります。このように、大隅氏の日本植物学会および植物科学の発展に対する功績は極めて大きく、日本植物学会賞大賞にふさわしいものと判断いたしました。

 

【学術賞】
 会員による推薦を受けた2名を選考対象者として、研究業績のプライオリティー、独創性、国際的評価、植物科学の発展への貢献、さらに日本植物学会員としての活動を通した植物科学への貢献などについて審議した結果、沈 建仁氏を学術賞受賞者に決定しました。

沈 建仁 (岡山大学異分野基礎科学研究所)
「光合成光化学系IIと光化学系I複合体の構造と機能に関する研究」

 沈建仁氏は、植物、藻類、シアノバクテリアを材料とし、世界をリードする光合成研究を行ってこられました。近年は、光合成の明反応にかかわるタンパク質複合体の結晶構造解析を軸として、めざましい成果を次々と発表されています。光合成による酸素の発生は地球環境と生物の繁栄と進化を支えています。つまり、光による水分子を分解するしくみの解明は植物学、ひいては基礎科学の最重要課題のひとつです。光化学反応によって段階的に水を分解する反応では、光化学系Ⅱ複合体の活性中心に存在するマンガン・カルシウムクラスターが重要な役割を果たすことが以前からわかっていましたが、それまでの結晶構造解析の分解能ではその詳細は不明でした。氏は自身の手法を独自に改善して、2011年に飛躍的に分解能を高めた好熱性シアノバクテリアの光化学系Ⅱ複合体の構造を発表されました。これによって、マンガン・カルシウムクラスターの構造が初めて可視化され、この構造に基づいて理論生物学と実験生物学による統合研究が実現することになりました。氏は、その後もX線自由電子レーザーによる構造解析によって、光合成における水分解反応の段階的な進行におけるタンパク質と配位子の構造変化とその役割の解明へと大きく発展させておられます。このようなダイナミックな水分解機構の解明は、植物学の長年の夢でしたが、さらに重要な応用研究への橋渡しにもなっています。また、藻類の光化学系Ⅱ複合体の構造決定により、光合成の進化の重要な一端を解明されました。陸上植物の光化学系Ⅰとアンテナの超複合体の詳細な構造決定により、これまでの定説を覆す新しい光エネルギーの流れの調節機構を明らかにされました。これらの研究は大きなブレイクスルーとなり、光合成研究における新しい分野が創出されました。以上のように、沈氏の業績は、日本植物学会学術賞にまさにふさわしいと評価されます。

 

【奨励賞】
 会員推薦と自薦とを合わせて14名の選考対象者がおりました。まず、各審査員が、申請書類を基にした書面審査を行い、5段階評価とコメントを記した評価表を作成しました。選考委員会では、全委員の評点とコメントの集計結果を基にして合議により審議を行いました。選考に当たっては、研究内容、研究分野、日本植物学会大会に於ける発表の状況やJournal of Plant Researchでの論文発表など、本学会における活動を考慮しつつ総合的に評価しました。その結果、優れた研究を行い、将来の発展が期待される若手研究者として、風間 裕介、末次 健司、桧垣 匠、吉田 大和(五十音順)の4氏に奨励賞を授与することを決定しました。

風間 裕介(理化学研究所仁科加速器研究センター)
「重イオンビームの変異特性に関する研究とそれを利用した植物巨大Y染色体の精密マッピング」

 重イオンビームは、細胞を通過する際の単位長あたりのエネルギー(LET)がγ線やX線よりもはるかに大きく、生物への突然変異誘発に有用な放射線と考えられます。これまで植物の育種等への応用が期待されてきましたが、ビームの変異特性等の知見が乏しく、変異誘発を思いどおりに操るのは困難でした。風間氏は、植物における重イオンビームの変異誘発効果に関する研究を重ね、変異率が最大になるLET: 30 keV/µm を見出すとともに、誘発される変異の規模がLETの強さに依存すること、つまり低LETで誘発される変異の多くは塩基置換や短い欠失であり、高LETになると大きな欠失や染色体再編成などの大規模変異の割合が増加することことなどを明らかにしました。これにより、ユーザーの目的や材料に応じたLETを選択するという新しい照射技術を確立し、オンデマンド変異誘発への道を開きました。さらに風間氏は、この技術を育種だけでなく植物分子生物学や遺伝学にも導入し、重イオンビームで生じる欠失と独自開発した DelMapper を用いて、雌雄異株植物ヒロハノマンテマの巨大 Y 染色体ゲノム決定の礎となる精密マップを完成させました。このマップはヒロハノマンテマ研究にブレイクスルーをもたらし、その進展に大きく貢献しています。風間氏の一連の研究は、植物科学研究に新たな扉を開くものであり、今後の植物科学の進展を大いに期待させるものです。

末次 健司(神戸大学理学研究科)
「菌従属栄養植物の分類学的整理と生態解明」

 地球上の様々な生物が相互に密接な関係を保ちつつ生態系として存在していることは総論としてよく知られていますが、個々の実例にはまだまだ不明な点が多く残されています。末次健司氏はこれまで、陸上の共生系である送粉共生系と菌根共生系の解明を通じ、相利共生系とそこに潜む寄生者がどのように生物多様性や群集構造および生態系機能を形成しているかを研究してきました。最近では、暗い林床に生活する従属栄養植物の多くが自動自家受粉に依存していること、クロヤツシロラン(ラン科)が菌食ショウジョウバエによる受粉機構をもっていること、ツチアケビ(ラン科)が種子散布を風散布ではなく、様々な形態的進化を遂げて動物散布に依存していることなどを、実証的に観察・報告しています。また、新種の発見を含め、従属菌栄養植物の特徴を鋭く捉えた報文を次々と発表しています。その結果、論文数は50を超え、その成果が共生系の理解に大きく貢献していると同時に、末次氏の行動力と洞察力、発見事実を論文にまとめる力を表しているものとして、高く評価されました。今後、引き続く発見と統合的考察によりさらなる活躍が期待されます。

桧垣 匠(東京大学大学院新領域創成科学研究科)
「定量的画像解析に基づく植物細胞骨格の研究」

 植物細胞の形態形成において、細胞骨格が重要な役割を果たしていることは良く知られています。この細胞骨格の役割を理解するためには、可視化した細胞骨格の動態を、顕微鏡を用いて定量的かつ統計的に観察することが極めて有効です。しかしながら、このような解析を行うためには、細胞骨格を可視化した植物を作出・栽培し、顕微鏡を用いて観察する分子細胞生物学的な研究(いわゆるウエット研究)と顕微鏡観察の結果を定量的・統計的にデータマイニングする生命情報科学的研究(いわゆるドライ研究)の両方が必要であり、現実的には一人の研究者が両方を担うのは難しいことから、研究の進展が遅れることが多いという状況でした。このような中、桧垣氏は、日周期依存的な気孔開閉運動におけるアクチン繊維の動態(束化・配向・密度)を自ら開発した画像解析法を用いて定量評価しました。そして、この解析法を用いてアクチン繊維の動態に関する多数の共同研究を展開しました。さらに、細胞構造特徴に基づいて、生物画像を高速・高精度に自動分類するソフトウェアや任意の細胞構造を自動的に認識・検出する画像解析システム、複数細胞の統計的画像処理技術、画像計測技術と数理モデリング手法を組み合わせた研究アプローチなどを開発し、気孔の開閉機構や使用表皮細胞の形態形成の制御機構の一端を明らかにすることに成功しました。このような桧垣氏のこれらの研究成果は極めて独自性が高く、植物科学における幅広い研究の推進に貢献しており、今後のさらなる活躍が大いに期待されます。

吉田 大和(理化学研究所生命システム研究センター)
「色素体とミトコンドリアの分裂増殖システムを読み解く:一分子レベルか  ら一細胞レベルまでの定量的な理解へ向けて」

 色素体(葉緑体)とミトコンドリアは細菌の細胞内共生に由来するオルガネラであり、必ず既存のオルガネラが分裂することで増殖します。吉田大和氏は、大学院生時代からこれらのオルガネラの増殖機構について研究を進めており、色素体およびミトコンドリアの分裂装置の単離を主な業績として2009年に日本植物学会若手奨励賞を受賞されています。吉田氏は、これらの研究を更に推し進め、単離した色素体分裂装置のマルチオミクス解析等から、植物界に広く保存された構造である色素体分裂リングがポリグルカン繊維であり、その繊維構造が糖合成酵素PDR1を起点として合成されることを発見しています。オルガネラ分裂装置の単離技術から、ミトコンドリア分裂遺伝子ZEDやオルガネラ分裂制御遺伝子TOPなどの新規分裂遺伝子の同定も行なっています。また、酵母タンパク質発現系を利用した色素体分裂装置の再構成実験により、色素体分裂に関与するFtsZ1およびFtsZ2がヘテロ重合体を形成して働くことが重要であり、進化中に生じたFtsZ遺伝子の重複が分裂装置の動力機構を大きく向上させたことを見い出しています。これらの成果は、オルガネラ分裂機構の詳細な分子機構の解明に大きな前進をもたらすもので、世界的にも高く評価されており、今後の更なる活躍が期待されます。

 

【若手奨励賞】
 自薦と会員推薦を合わせて4名の選考対象者がおりました。本賞は、大学院生やポスドクなど意欲にあふれた若手の研究者を顕彰することを目的としています。奨励賞と同様の方法で書面審査と合議による選考を行いました。その結果、総合的評価が高かった大西 由之佑、小川 敬子、高橋 大輔(五十音順)の3氏に若手奨励賞を授与することに決定しました。

大西 由之佑(首都大学東京理工学研究科)
「被子植物における核合一制御機構:イネ in vitro受精系を用いた構成的アプローチ」

 被子植物において受精は子房組織の奥深くで短時間に起きることから、その緒過程を生きたまま詳細に観察することは難しく、そこにはまだ多くの謎が隠されています。卵細胞と精細胞が出会い、その後互いの核が融合に至るまでの道筋(核の合一)もこのような謎の1つです。
 大西由之佑氏はこのような問題を明らかにするため、イネにおいて雌雄の配偶子を電気的に融合させるイネin vitro受精系に着目し、受精の過程を3次元的かつ定量的にリアルタイム観察できる実験系を新たに構築しました。その結果、一連の核合一過程は8つのステージに分類でき、さらに特定のステージで特徴的な遺伝子発現を見出しました。また核合一過程中の受精卵では、アクチンメッシュが卵核に向かい移動しており、このアクチンメッシュの卵核方向への継続的な集約が精核と卵核の融合に重要な役割を担っていることを見出しました。さらに大西氏は、このin vitro受精系を発展させ、卵細胞、精細胞、体細胞の各細胞を任意に組合せ融合させることに成功し、例えば卵細胞同士の融合による核合一反応の観察などから、受精卵における核合一反応は、卵細胞由来の情報だけで十分であり精細胞は不要であること、また精細胞は核合一反応を促進する働きがあることなどを見出しています。このように独自性の極めて高い実験系を自在に操ることで、受精卵のごく初期発生を支配する重要な制御機構が大西氏の手により今後も新しく解明されるものと大いに期待されます。

小川 敬子(関西学院大学 理工学部  申請時:早稲田大学 教育・総合科学学術院)
「クロロフィル蛍光測定によるシアノバクテリアの代謝系相互作用の解析」

 光合成における光エネルギー変換の中核をなす反応中心複合体は、陸上植物 から真核藻類やシアノバクテリアまで、極めてよく保存されています。しかし、真核生物の光合成は葉緑体で隔離されているのに対し、原核生物のシアノバクテリアでは、細胞の中に光合成をはじめとする全ての代謝系が混在しており、各代謝系は相互に影響し得る状態にあります。小川氏の研究では、従来から光合成研究の手法の一つとして多用されてきたクロロフィル蛍光測定を、光合成そのものではなく、光合成の状態に影響を与える代謝相互作用を検出する方法として採用しました。そして、広い範囲の代謝の影響を、極めて簡便に、かつ非破壊的に検出する方法を確立することに成功しました。クロロフィル蛍光測定は陸上植物を中心に発展してきた手法です。そのため、クロロフィル蛍光測定をシアノバクテリアに適用する際に問題点が見られることは、これまでに多くの研究者に指摘されてきました。小川氏は、この問題の原因が代謝系間の相互作用であることを示し、その解決策を提示しました。この成果は、シアノバクテリアの光合成研究に寄与するだけでなく、代謝産物の定量に基づくメタボローム解析からは得ることのできない、新たな代謝系間の相互作用の解明へとつながるものです。意欲的な若手研究者としての小川氏の今後の活躍が期待されます。

高橋 大輔(マックスプランク植物分子生理学研究所)
「細胞膜及び細胞膜マイクロドメインの低温馴化応答性と凍結耐性」

 温帯地域の越冬性植物は気温の低下により凍結耐性を向上させます。この現象は「低温馴化」と呼ばれます。高橋大輔氏は植物の低温馴化過程における細胞膜マイクロドメインに着目した研究を進めてきました。マイクロドメインは特定の脂質や蛋白質が集積している細胞膜領域であり、動物細胞においてはそこに集積するGPIアンカータンパク質等の脂質修飾タンパク質が重要な生理機能を担っていることが示されています。一方、植物における分子種や機能はよく分かっていませんでした。
 高橋氏は近縁でありながら凍結耐性が明確に異なるカラスムギとライムギを用いて、低温馴化過程におけるマイクロドメイン組成の詳細な変動解析を行うとともに、GPIアンカータンパク質の低温馴化応答性の網羅的解析を行いました。その結果、それぞれ200種を超えるマイクロドメインタンパク質を同定し、GPIアンカータンパク質の蓄積パターンと凍結耐性の間に相関があることを発見しました。次にシロイヌナズナより多数のGPIアンカータンパク質を同定し、その中から実際凍結耐性に関わるGPIアンカータンパク質を特定することに成功しました。研究歴7年にして筆頭著者の原著論文と総説を合わせて6報発表するなど活躍しており、高橋氏の低温馴化機構の解明に向けた今後のオリジナルな展開が期待されます。

 

【特別賞】
 本賞は植物科学や日本植物学会の発展に貢献した個人または団体を、活動の形や、活動する分野、年齢を問わず、広い視野から顕彰し、様々な方面から植物科学の活性化を図ることを目的としています。今年度は、「教育」分野で1名の選考対象者がおりました。各選考委員による書面審査を行った後、その集計結果を基にして、選考委員会で合議による審査を行いました。その結果、飯田秀利氏に特別賞(教育)を授与することと決定しました。

飯田 秀利(東京学芸大学・名誉教授)
「研究者であることを生かした小学生への生物教育実践」

 飯田秀利氏は、これまで Ca 2 +チャネルに関する分子生物学、植物科学等の基礎研究を行うとともに、植物学をはじめとした生物学教育の実践に積極的に取組んできました。近年、全国的に多くの大学教員が高校への出前授業などを実施し、社会貢献をしています。その中で、飯田氏の教育実践の特徴は、小学生を対象として生物教育を展開したこと、さらに、その教育を受けた卒業生(つまり中学生)にも引き続き生物教育を行っていることにあります。すなわち、小、中、高校の過程で最も理科に興味があると言われる小学生に向けて、植物ならびに動物やヒトに至るまでの生命の不思議について分かり易く解説してきました。さらに、このような教育活動が特定の学校に限定されることのないように、この教育活動の一部を、小学校のホームページに掲載し、広く世の中に公表してきました。そして、このホームページの掲載記事をまとめた著書「分子生物学者、小学校長になる! --朝礼と学校だよりで伝えたかったこと--」を出版しています。理科が好きだと感じている生徒が多い小学生のうちに、研究者が知的好奇心を刺激することは、小学生が中学生、高校生、大学生になっても「理科好き」を維持する上で大きな効果があるとともに、日本の科学の発展の基礎になると期待されます。よって、飯田氏の活動は日本植物学会賞特別賞(教育)に相応しいものと考えられます。

平成29年度日本植物学会賞選考委員会
大原 雅(委員長)
池内昌彦、石田健一郎、上田貴志、加藤美砂子、川口正代司、高野博嘉、出村 拓、藤田知道、邑田 仁


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