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植物の低温傷害とその耐性機構の解明

私たちの研究目的は、植物の低温傷害機構、もしくは低温耐性機構について、生理学的な理解を深めることにあります。低温、特に凍結下における植物の生理学的研究は100年以上もの長い歴史がありますが、近年の研究は、主に低温馴化過程における遺伝子発現やシグナル伝達の理解に重点が置かれていました。その中で、いくつもの非常に重要な発見がもたらされましたが、その一方で、これらの研究の基盤となる生理学的仮説に関しては、あまり大きく進歩しませんでした。この背景には、実際の低温・凍結下において、どの様な傷害が生じているか？、もしくは、どの様な機構で傷害を防いでいるか？、に関する研究を行うことに、非常に困難を伴い、また、その様なことを問う研究者も少なくなってしまったことにあります。
　この様な中で、私たちは、実際の低温・凍結下において植物に何が生じているか？、について傷害もしくは耐性機構の観点から、また細胞・組織・植物体の３つのレベルから研究を行っています。特に最近は、凍結機械ストレスを中心に研究を進めています。凍結ストレスは、細胞に２つの質的に異なる物理ストレス、すなわち機械的ストレスと脱水ストレスを与えますが、これまでの研究は主に脱水ストレスに主眼が置かれ、機械ストレスに関する研究はほとんど行われていませんでした。現在までのところ、私たちは、凍結機械ストレスの影響とその耐性機構について、新規の知見を得ることに成功しました。
　一方で、この新規発見には、光学顕微鏡による凍結下における細胞観察の技術向上が不可欠でした。凍結下における顕微鏡観察は、氷晶の屈折率が水と異なるため高解像度による観察は非常に困難を伴います。現在もまだ、以前より改善したとはいえ、高解像度による観察とはいえない状況です。今後も、詳細な凍結下における細胞生理学的知見を得るため、顕微鏡による観察技術の向上を図っていきたいと思っています。