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こんにちは、レンです。
シーズン4の惑星大気の世界はいかがだったでしょうか?
惑星大気の話から、宇宙関連の様々な面白い話を聞くことができました。
シーズン5では、海洋微生物の世界として、現在会社を経営されている方から、
非常に面白い微生物の研究の話を聞くことができ、
どのような思いで今の授業を行うに至ったかを聞くことができました。
それでは本編どうぞ。
本日のゲストは海洋微生物学の環境学博士であり、元海洋微生物学者。
現在は株式会社多用代表取締役の熊谷洋平さんにお越しいただきました。
本日はよろしくお願いします。
よろしくお願いいたします。
熊谷さんとはツイッターを通してお話しさせていただきまして、
今回ゲストとしてお越しいただけることになりました。
海洋微生物の話をいろいろ広めていたりですとか、
面白いブログの記事とかも拝見させていただいていて、
すごい今日は楽しみにしています。
簡単に自己紹介の方をお願いいたします。
本日呼んでいただきありがとうございます。
株式会社多用の熊谷と申します。
私ですね、もともと2018年に東京大学の大気海洋研究所というところで
修士博士といいまして、そこで海の微生物の研究をして博士号を取得しました。
その後1年ぐらいIT企業で機械学習エンジニアとかやったりしたんですけど、
その後アカデミアに戻ってきて海洋研究開発機構、
ジャムステックっていう横須賀にある国立の研究所ですね。
そこでポスト読を2年半ぐらいやった後、
ポスト読やってる間に片手まで研究所に兼業申請を出して会社を立ち上げて、
ついこの間の7月にジャムステックを辞めて会社の方に占業かというそんな感じの身分ですね。
本日はちょっと研究の話、かつてやっていた研究の話をメインに横になするということでよろしくお願いいたします。
はい、よろしくお願いします。
そうですね、最近熊谷さん自身はいろんな人の研究発表とかを主催する立場に
おそらく多くなっているのかなと思いますけども。
なんかそうですね、はい。
ご自身のやっていた研究とかを話す場があまりなかったということで。
そうですね、最近ちょっと自分の研究の話をすることが全然ないので、
なんか多分最近僕のことを知った人はこいつは何なんだって思ってるかと思うので、
そういう人に向けた自己紹介的な話ができればなということで、
今日は微生物学者としてお話しできればと思いますので、よろしくお願いいたします。
はい、よろしくお願いします。
じゃあ早速海洋微生物のお話の方に入っていきたいと思います。よろしくお願いします。
よろしくお願いします。
じゃあ一番最初ですね、最初の研究の一番イントロになるような
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とっかかりの部分っていうのはどういうものになるんでしょうか。
あー、とっかかりの部分。
海の微生物学者全般に関する話だと思うんですが、
僕自身はですね、僕自身が海の微生物を始めた理由はいくつかありまして、
まずもともと僕は光合成の研究がしたかったんですね。
父親が環境アセスメントで、ずっと昔から地球温暖化に関する本を読まされたりとか、
環境問題にすごい強い興味があって、
単純にもう光合成の研究して、
光合成をめちゃくちゃ強い光合成のやつを作れば解決できるんじゃないかみたいな、
そういうモチベーションで、
光合成とか合成生物学とかそっちの方に興味があって生物系に進みまして、
学部は早稲田大学でシアノバクテリアノっていう光合成をするバクテリアですね、
それの研究をしていたんですけど、
学部時代ちょっと研究が辛くなってきて、
これは何個か理由がありまして、
まず技術的なことを言うと、僕自身致命的に不器用で、
実験が下手で、
あんまりウエットなことをガリガリやるのが辛いっていうのが1点と、
あと使ってたシアノバクテリアっていう生き物は、
いわゆるモデル生物と言われるような、
いろんな人がもうすでにめちゃくちゃ研究してる生き物を使っていたわけですね、
で、当時の学部時代の僕の印象では、
なんかもうこれこんなにわかってる生き物をもっと研究して、
新しいことなんか見つけられるのかみたいな、
もうやり尽くされちゃってるんじゃないかみたいな、
やり尽くされてんじゃんみたいな、
結構銃箱の隅をつつくような研究をみんなしているようなふうに見えてしまったんですね、
学部時代の乏しい知識では。
なんかメジャーな分野だと結構ありがちなところではありますね。
研究者もはい、めちゃくちゃいて、
で、なんかどうせやるんだったら誰も扱ってない生き物を扱った方が、
もっと根本的に面白い大発見みたいなのがあるんじゃないかみたいな、
ぼんやり思いまして、
で、それで環境にいる細菌をターゲットにしようということを考えたっていうことですね。
で、もともとバクテリアやろうと思ったのは、
人間とか高等な生き物ってなんかわかりっこない気がしていて、
やっぱ一番シンプルな生き物だったら、
多少、なんかその生命現象のすべてを理解するみたいなことに、
まあより近づきやすいんじゃないかなという。
なるほど、じゃあモチベーションとしてはもう、
どっかの部分ってよりかは、
もうすべて把握したいっていうモチベーションが。
すべて把握したいというか、
まあなんか単純になんか、
でかい肝って理解できる気がしなかったんでしょうね。
そのうちのどこを切り取ってやるとか、
なんかそこのこだわり、
強いこだわりがあったわけがないので、
なんか多分脳の仕組みを知りたいとか、
多分なんかそういう、
何かもうちょっと細かいテーマで興味があればよかったんですけど、
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その漠然と生物を理解したいというモチベーションだとやっぱり、
やっぱこうまあよく言われるのが、
人間ってまだバクテリアすら一から作れてはいないので。
そうですよね。
まあしかも、
まあいわゆるなんか進化の流れで言うと、
まあすごい初期の方のものほど、
やっぱり形はシンプルで、
全体が把握しやすくてみたいな。
そうですね。
のはあると思うんですけど、
よくだからそういう進化関連で、
微生物の研究する人とかも、
まあよくいると思うんですけど。
おっしゃる通りです。
まあそういうところにも結構興味があったっていう感じですか。
そうですね。
なのでまあなんか、
進化とか、
生態とか、
生理学とか、
まあそういうことがいろいろやりたかったので、
バクテリアだとまあいろいろやれそうだなというのと、
で、
まあ環境にいるやつをやろうって思った時に、
やっぱり漠然と海を選んだのは、
やっぱ生命の起源みたいなものに一番近いというか。
ああそうですよね。
なんか、
なんか先ほど光合成っていう話があったんで、
そこだけ切り取ると植物とかでもいいんじゃないかなみたいなのは、
ちょっと思いましたけど。
そうですね。
植物の強制微生物とかも、
ジャンルとしてはすごいあるんですけど、
まあやっぱり、
地球環境っていうことを考えると、
やっぱ海って広いんで、
とにかく広いし、
なんか一様な系が、
均一にものすごい広がってるんですね。
で、
やっぱ植物の強制菌とかだと、
やっぱりこう、
すごいマイクロハビタットというか、
細かい生息環境がすごい違うんですけど、
地域差みたいな。
はい。
海って比較的一様な条件が、
かける海の体積分広がってるみたいな、
そういう世界なので。
ああ、なるほど。
そんなにめちゃめちゃ差があるわけではないっていう、
見方もできるってことですね。
そうですね。
結構海って、
海の氷層0メートルから200メートルまでを、
まあユーフォティックゾーン、
有光層っていって、
そこまでは基本的には光が届く。
で、200メートル、
まあ海って一番深くて1万メートルぐらいなんですけど。
1万メートル、はい。
で、そのうちの1000メートルとかを超えると、
もうかなり海って一様な環境で、
世界中どこの海でも。
で、実際に生物群集としても、
微生物群集とかもかなり似通ってるんですね。
なんか深海とか想像つかなかったり、
あとは結構最近にならないと、
まず深海にそういうのを探索しに行くのも、
結構大変そうだなと思うんですけど。
そうですね。
で、やっぱりそこはすごいボトルネックで、
やっぱ海洋研究って、
サンプル撮るのがめっちゃ難しいっていうのが、
ボトルネックになる部分もあって、
で、結構国際的に大きな共同研究プロジェクトとかで、
世界中の海からサンプリングするとか、
なんかそういう結構、
知性学的な要素があるというか、
当然なんか国ごとの利権というか、
経済水域とかにも関わってきますし、
確かにそうですね。
遺伝子資源とかの話になると、
なので結構そういうビッグサイエンス的な側面は当然強いですね。
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うーん、なんかその辺のフィールドワークはすごい重要そうですよね。
そうですね。あと単純に研究性めちゃくちゃ高いんで、
そうなんですか。
1個作るのが100億とかの世界だったりするので。
それ確かにな。
すごい耐圧能力みたいなのを備えてないといけないですもんね。
潜水艦みたいな。
そうですね。
深海探査艇とか作るの、
潜水艇作るのめちゃくちゃ高いですし、
あと単純に無人の深海探査艇でも、
それを積む母艦というか、
船から深海探査艇を下に落とすんで、
小型のものを。
で、その母船みたいなものも当然、
そんなことをやれる船ってあんまり作られてないので、
はいはい、そうですよね。
当然オーダーメイドというか何というか、
結構設計から一からやらなきゃいけないとかで、
結構大変ですね。
日本だとやっぱりジャムステック海洋研究開発機構というところが船だと強くて、
立地的には隣に造船所があるようなところに、
造船ドックがすぐあるところに隣接してて、
研究所自体もすごい海の近くで、
研究所の目の前に港があって、
そこに船が常に停泊してるみたいな。
すごいですね。
じゃあもうサンプル取ってきてすぐ解析というか、
そこの中実際にどういう感じで、
実験というか解析みたいなのをしているのかなっていうのも
聞いてみたいんですけど。
そうですね、やっぱ船乗ると、
船の上も研究船なんで、
一通りのラボは備えてるんですね。
もう船の上にあるんですね。
あるんですよ、研究船、リサーチベシクルだとあって、
ちょっとたぶん知らないとびっくりするのが、
船の上の研究設備、
ディープフリーザーとかそういうのも含めて、
全部紐でぐるぐるになってるんです。
なるほど、場所が変わっちゃうからみたいな。
はい、卓上に置いてある遠心器とかいうのとかも全部、
面白いですね。
基本的には固定されてて全部。
それ面白いな。
で、そうですね、固定するためのペグみたいなやつが、
そこここにあったりとか。
でもイメージそんな船の上で、
細かい作業とかやるの大変そうだなって思いますけど。
サンプルの固定まではやらなきゃいけないんですよね、少なくとも。
保存しなきゃいけないみたいな。
保存しなきゃいけないので、
例えば海水ってもう海水の中の微生物取ろうと思ったら、
海って微生物そんなにいるわけじゃないので、
とんでもない量ろ過しなきゃいけないんですよ。
DNAを読もうとかと思ったら、
たとえば100リットルの水をろ過して、
もう1枚のフィルターにして、
そこのDNAを読むみたいなことをするんで。
100リットル?
そうですね、100リットルのサンプルをもう、
それでもう1サンプルなんで。
え〜。
100サンプルとかもう詰めないじゃないですか。
そうですね。
だからもう、
で、当然海水の時点ではバクテリア生きてるんで、
当然凍結保存とかもしなきゃいけないとか考えると、
もう絶対に船の上でフィルターかけて、
生物部分だけ濃縮して保存するみたいな作業は絶対に必要になるわけですね。
なるほど。
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で、そこから実際に研究所に持ち帰って、
そうですね。
収出してくるみたいな感じですかね。
そうですね、そんな感じですね。
そんな感じですね。
で、洗浄作業は結構そういうサンプルの、
そもそもサンプリングで、
何個かサンプリングの方法があって、
もう本当に原始的なやつはバケツ採水って言って、
バケツを海の表面に投げて水を取るっていうことも平気で行われます。
めちゃくちゃ原始的ですね、それ。
でも海洋表層のサンプルがとりあえず欲しい時って結構あるんで、
そういう時は結構カジュアルに、
カジュアルにそういうことをすることもありますし、
あと、逆に表層の水をきっちり取る手段ってそんなになかったりして、
深いところの水は、例えばボトル採水って言って、
ボトルがいっぱいセットされた重しのついたやつを沈めて、
はい。
例えば100メートルとか50メートルごとにボトルが開いて、
あー、えー。
その水深の水が引き上げる過程で取れるみたいな。
えー、面白いですね、それ。
まあそういう装置があるわけですよ。
あー、なるほど。
それで、深さ何メートルっていうのを一発で、
そうですそうですそうです。
まあいろんなサンプル取れるっていうことですね。
はい。で、もうやっぱりそういう大掛かりの装置使っちゃうと、
0メートルって逆に取りづらくて。
あー、確かに。
すくえばいいっていう感じになっちゃう。
あとまあ、引き上げるタイミングで多分水もちょっと混ざっちゃったりしますし、
はいはいはい。
そういうこともいろいろ考えると、
もうバケツをほん投げてそれで取るみたいな。
こともなんか本当の表装がやりたければあるとかですね。
えー、面白いな。
そこから、じゃあそのまあいろんな深さの海の浸水ごとにとかサンプルを取ってきて、
で、そこからどういうまあ分析とか研究につながっていくんですか?
まあ、いろいろあって、
まず海洋学一般で言うと、
もうとにかくその海中の元素の動態ですとか、
まあ有機物無機物がどういうふうに海で動いていて、
で、それが気候変動にどのような影響を受けているかみたいなのが、
まあ一個海洋化学みたいな分野がありまして、
それも当然自ら分析するので、
そういうサンプルを取ったり、
あとはまあ生物で言うと、
まあよくやられるのはやっぱり微生物ですね。
海においてはやっぱりその炭素循環のドライバーの一番重要なのって、
やっぱりあの原核生物なので、
まあとにかく海洋微生物学のビッグクエスチョンはやっぱりあの元素循環で、
その地球温暖化とかの兼ね合いで、
その炭素の動態とかがやっぱりみんな興味あるわけですよね。
ああ、もう微生物にも含まれているようなっていうことですか?
そうですね、まあそもそも海って、
あの微生物が光合成によって植物プランクトンが炭素を固定して、
でその植物プランクトンが固定した炭素が、
植物プランクトンの死骸とかが沈航することによって深海に運ばれて、
だから炭素の貯蔵庫になってるわけですよ。
なるほどなるほど、CO2みたいのをどんどん下に持っていくようなイメージですね。
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そうですそうですそうです。
で、なんかあの例えば地球温暖化1個取っても、
あのステーシスっていう現象が知られていて、
温暖化ってあのあるところで結構その、
これ下手なこと言えないな。
下手なこと言いませんが、
空気中のCO2濃度がなんか思ったより増えてない停滞みたいな時期があって、
それって何かというと海中の二酸化炭素濃度が上がってるみたいな。
あーめちゃめちゃ微生物たちが固定してるからっていうことですか。
微生物がめちゃくちゃ固定してるのか、
まあ原理はそんなに僕は詳細にはわかんないんですけど、
まあとにかくあの空気のことだけじゃなくて、
やっぱそれ炭素のリザーバーって当然海洋も大きなリザーバーですし、
当然陸上植物のすごい大きな炭素のリザーバーなので、
なので結構そういう全球的に考えていかなきゃいけないっていう分野なわけですよね。
まあ海洋はやっぱりえっと、まあ何と言ってもその体積がでかいので、
じゃあそうですよね。
地球上最大のバイオスフィアなわけで。
なんか光が当たってる部分の、
なんかシンプルに表面積だけ考えてもものすごい量でありますね。
そうですね。
なるほどな、すごいスケールが大きい話になってきましたけど。
そうですね、やっぱ海洋微生物学者がよくやりがちなレトリックとしても、
×海の体積をすぐしちゃうんですよ。
それ。
なんかすごい限られたサンプルで取ったデータを、
まあ大体これは氷層から200mぐらいまでは多分これと同じような計が成り立ってるから、
×海の体積だとこれぐらいの水がみたいな。
カーボンで言うと何万トンがみたいな。
それはでもそういう計算にならざるを得ないってことですよね、きっと。
そうですそうです、環境学ってだいたいそういうことで、
だって地球温暖化とかの話になる、
そういう何トンのCO2排出みたいな、何トンのCO2固定とかってめちゃくちゃ概算なんで。
そうですよね、測れないですもんね。
測れないんで、めちゃくちゃ概算しかできないんで、
かといってそれはやらなきゃいけないことなんで、
それはそれで正しい。
なるほどなるほど、なんかなんとなく海洋微生物学の全貌というか、
まあいろいろまだあるんだと思いますけど、
中でも実際に微生物の研究っていうことで、
いわゆるその微生物がどういう遺伝子を持ってるかとか、
そういう研究につながってくるわけですか。
そうですね、海の微生物やってる人大きく2種類いまして、
海洋微生物学者と微生物海洋学者っていうのがいるんですよ。
ややこしいですね、すごい。
これって違いパッと想像つけますかね。
海洋微生物と微生物海洋。
でも海洋微生物はなんというか、
シンプルにその海の微生物そのものの学問。
そうです、おっしゃる通り。
微生物海洋学ってなるとなんかもう少しさっき話されていたような、
スケールの大きい。
完全におっしゃる通りですね。
あってますか。
結局海洋が知りたくて微生物を使うのか、
海の微生物が知りたいのかって違いで、
なるほどなるほど。
さっき言ってたような元素循環の話とかって、
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主に海洋微生物学のメインテーマで、
地球だとか海だとかそういうジオキミカルなものが知りたいので、
素材として海の微生物を使うみたいな、
そういうセンスですね。
で、そういう人たちがかなりメジャーにいるっていうのがありますと。
で、僕はどちらかというと、
結構中間的な立場ではあるんですけど、
僕自身の興味としては海洋微生物学で、
海に生きている微生物そのものが知りたいと。
それが実際なんだろうな、何物であるかとか、
そういうところにフォーカスしてるわけです。
だから生体とか生理とかそっちですね、どちらかというと。
生命現象のそのものが興味があるっていう感じで、進化とかですね。
実際にその中で研究の対象にしていたものはどういうものになるんですかね。
僕がやっていたのはですね、
まず僕もともと光合成を学部時代やっていたので、
その絡みもあって、
ロドプシンっていう光利用遺伝子を持っている、
海のバクテリアを研究していました。
ロドプシン、なるほど。
これちょっと僕、
ポッドキャストで別な番組の方でロドプシンの話ちょびっとだけしたんですけど、
人の目は何で見えるのかみたいな話はしてて、
そこでもまた出てきたっていう感じですけど、ロドプシン。
そのロドプシンと一緒ですね。
一緒、といえば一緒で、
ロドプシンって大きく微生物タイプと進化学生物タイプ、
人の持ってるやつと微生物タイプって別のロドプシンなんですけど、
タンパク質の構造としては同じような7回膜貫通型の
光需要タンパク質ということで、
かなり似た特徴を持っていまして、
ロドプシン自体の機能としては光を何らかの形で
バイオロジカルな機能にコンバートするみたいな、
ざっくり言うとそんな機能で、
海の微生物が持ってるロドプシンって、
光が当たるとATPが作れるみたいな機能を持っていまして、
ATPは生命のエネルギー共通通過と言われるようなやつ、
つまりエネルギーですね。
光エネルギーを生命のエネルギーに直接コンバートするみたいな、
そういう役割を持っていまして、
それって光合成じゃんっていうところだと、
光合成との違いとしては炭素固定をしないんですよ、直接は。
なるほど、じゃあ普通に光が当たって、
ロドプシンに構造変化とかが起きて、
多分それが1回電気刺激とかに変換されるんですか?
ちょっと詳しく話すと、光駆動型のプロトンポンプとして働きまして、
プロトンポンプってことは、
細胞内膜にありましてプロトンを外側に排出するんですね、光が当たると。
だからプラス極のものを細胞の外に出して、
そうするとATP合成構造がプロトンノード勾配を使ってぐるぐる回るので、
イメージ、ダムの水流回るみたいな、
そんな感じですよね、タービン回すみたいなのが。
その例え1回も思いついたことなかったですけど、すげえいいですね。
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本当ですか?
5年ぐらいこの研究したけど、確かにダムの例えいいな、それは。
ダムの水が落ちる力を利用して電気作るみたいな、
そういうイメージを僕は持ってますね。
完全にそれですね、それを5年前に知りたかった。
7年前。
そんな感じですね。
そんな感じの機能を持っていて、
これが2000年代初頭ぐらいに見つかったんですけど大発見で、
結構これは最初海から見つかったときはすごい大騒ぎになって、
なんでかというと、もともと海の光利用って光合成ベースで話が進んでて、
例えば衛星データで海の色を見ることで、
クロロフィルがどれぐらいあるかって海の量大体わかるんですよ。
衛星からわかっちゃうんですか?
海の色で衛星データでわかるんですよ。
緑色なんで、やっぱ植物プランクトンって。
でもそれで量までわかっちゃうんですね、なんとなくの濃度みたいな。
そうです。ざっくりですけど。
大体それでこの海域はあんまりクロロフィルがないから、
あんまり光合成してないんだねとか、あんまり光利用しなくて、
そういう炭素固定っていう文脈だとあんまりだよねみたいな、
そんな話をしてたわけですけど、
ロドプシン型の光利用を行うバクテリアが、
海洋表層だと全部の原核生物の半分ぐらいいるんじゃないかみたいなのが、
2000年ぐらいにわかりまして、
それでもうそういう、全然緑色じゃなかった海。
そんなに植物プランクトン全然いないような海でも、
微生物はちゃんと光を利用してるみたいなことが、
2000年ぐらいにわっと明らかになりまして、
でも結構最近っちゃ最近ですね。
そうですね。背景としてメタゲノムっていう技術がやっぱりありまして、
海の微生物の遺伝情報をそのまま全部まるっと読むみたいな、
そういう技術がちょうど出だした時期で、
メタゲノム最大の発見の一つというふうに言われてますね、ロドプシンは。
そうなんですね。さっきも言ってたような、生物まるまる理解したいみたいなのが、
その微生物とかに含まれているDNAとかを全部読んじゃう、
みたいなところが一番気をしたっていうところです。
そうですね。やっぱりそういう遺伝子を読む技術って、
もう現在進行形でめちゃくちゃ進んでるわけですけど、2000年に入ってから。
よく言われるのがムーアの法則を超えるようなスピードで、
半導体の進歩よりも速いスピードで遺伝子を読む技術は進化していると言われるわけですが、
その恩恵を一番最初に大きく受けたのは微生物で、
なんでかというと、とにかく人とかに比べて遺伝情報がすごい少ないので、
すごい早い段階でもう一つの生き物のゲノム情報をまるっと読むっていうのが、
かなり安価にできるっていう世界になったんですね。
なるほど、なるほど。簡単に読めちゃうっていう。
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簡単に読めちゃうっていう。
なので結構そういう最前段のアプローチが、
コストが他の植物をまるっと全ゲノム読むとかと比べてめちゃくちゃ安かったので、
結構早めにそういう技術が導入されていったっていう背景もあって。
なるほどなるほど。やる人もすごい増えそうですよね。
そういうコストもかからないってなってくると。
あと単純に見えないので、微生物って見てもよくわかんないので、
遺伝子データから迫るしかないっていうのもあって。
確かに。確かに行動とかそんなにいろいろわかるわけではないですよね。
そうなんですよね。顕微鏡を見たって、僕は顕微鏡を見るのすごい嫌いなんですけど。
あ、そうなんですか。
何を感じればいいのかよくわかんないんで。
確かになんかすごい定性的というか、表面上のことしかわかんないですよね。
そうですね。いや、顕微鏡のちゃんとした研究かっこいいのはめちゃくちゃあって、
そういうのを人がやってるのを話し聞くのはすごいかっこいいな、面白いなと思うんですけど、
やっぱ自分でやるにはちょっとあんまりそこは向いてなかったですね。
そういうものを見るっていうのは。
じゃあどっちかというと、そこから出てきた遺伝子の情報を読み解くっていう方で。
もうそうですね。完全にDNAデータになった状態でビッグデータ解析みたいな、
そういうアプローチの方が僕には合っていたっていうことかなと思いますね。
なるほど。それが実際に先ほど言っていたロドプシン関連の遺伝子とかそういう話になってくるんですかね。
ホットキャストアプリでフォロー・レビューいただけますと大変励みになります。
次回のエピソードもお楽しみに。
