東京大学 大学院新領域創成科学研究科 先端生命科学専攻

海洋は地球表面積の約70%を占める広大な生息環境であり、 過去30億年以上にわたり進化のゆりかごとして多様な生物を育んできました。気候システムの変動に対して海洋生物と生態系はどのように応答するのか？そうした地球環境の変化に対して私たちはどのように適応できるのか？本分野では、海洋における生命現象を進化、生態、物質循環の観点から総合的に探究することにより、海洋生物の適応能力や生存戦略を新たな切り口から浮き彫りにするとともに、海洋生態システムの維持と変動のメカニズムを理解することを目指しています。 研究の調査フィールドは、日本各地の沿岸域から極域や熱帯外洋域にまで広がっており、現場での体験も重視して研究を行っています。

海洋生態系の基礎生産者で、年間500億トンの炭素を固定して いる植物プランクトンと、基礎生産を魚類等高次生物に転送し、 年間9000万トンの漁業生産を支える動物プランクトンを主な対象として研究を行っています。沿岸研究施設や調査船等を活用したフォールド観測を行うと共に、実験室内での飼育実験・分析 により、プランクトンの遺伝的特性および生理・生態を把握し、 プランクトンが食物網動態や地球規模の物質循環に果たす役割を明らかにすることを目的としています。以下のテーマで研究を行っています。

・次世代シークエンサーなどを用いたプランクトンの多様性と生物地理

・フィールド研究による重要プランクトンの生活史・生態解明

・海洋生態系の食物網構造と被食―捕食関係

・化学分析技術を活用したプランクトンが物質循環に果たす機能

海水中には細菌、原生生物、ウィルスといった微生物群集が生息し、有機物や栄養塩類と様々な相互作用をしながら海洋生態系を形作っています。海洋微生物は、自然環境の持続性、地球規模の環境変動、人の健康といった問題に深く関わり、新たな遺伝子資源としても期待されていますが、そのほとんどが難培養性であることから未解明の部分が多く残されています。また、微生物との相互作用によって生成・分解される海洋の有機物についても、大気中の全二酸化炭素量に匹敵する巨大な炭素プールでありながら，多様で複雑な化学組成のためにその動態を十分に理解するに至っていません。海にはどのような微生物が生息し、どのような働きをしているのか？微生物の働きによって、海洋生態系はどのように維持され、将来はどのように変化してゆくのか？地球環境の変動の理解や海洋環境の保全・再生を視野にいれつつ、先端的な手法を用いてミクロ生態系の仕組みを研究しています。以下のテーマで研究を行っています。

・フローサイトメトリーや放射性トレーサー手法を用いた微生物食物網の構造と機能の解析。

・微生物群集と有機物の相互作用を、細胞外加水分解酵素の活性や有機物利用に関わる遺伝子発現から解析。

・化合物別同位体比による生態系物質循環機構の解明。

・海洋エアロゾル生成過程における微生物動態と雲核活性への影響解明

・魚類マイクロバイオームの多様性と機能