客观日本

【先驱科研人】挑战植物器官再生之谜,查明机制提高组织培养效率

2024年10月11日 科学家访谈
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池内 桃子
奈良先端科学技术大学院大学
先端科学技术研究科 特任副教授
出生于日本埼玉县。2012年完成东京大学研究生院理学系研究科生物科学专业博士课程。理学博士。曾任理化学研究所基础科学特別研究员、新潟大学理学部副教授等,2022年起任现职。2022年入选“创发研究员”。

Q1. 为什么选择成为一名研究人员?
A1. 被验证假设的植物所吸引

我从小就对植物感兴趣,喜欢和家人一起去徒步旅行,观察高山植物。在这过程中,我逐渐萌生了“想亲自去发现还不为人所知的事物”的念头,于是开始考虑成为一名自然科学研究工作者。我希望搞清楚植物的花朵和叶子的形状是如何决定的。

我之所以选择现在的专业领域,是因为通过大学的学习,我感受到了假设验证型研究的魅力。即使有一个有趣的现象或假设,如果没有能对其进行验证的技术或方法,最终也只能停留在假设阶段。我对利用模式植物拟南芥进行的分子遗传学研究取得的辉煌成果颇为感动,因此决定进入生物学系植物学专业学习。

植物不能自行移动,是一种被动的存在,可能被动物食用,也可能被拔除。尽管如此,它们仍能在地球上繁盛,这说明植物拥有与动物不同的生存策略。我希望能揭示植物所独有的生存策略。

Q2. 您的研究目标是什么?
A2. 确定决定细胞分化命运的因素

植物具有自行修复受损组织的“组织修复能力”,以及从伤口或单个分离的细胞中生成新组织的“器官再生能力”。我的研究主题就是查明这些机制的原理。在创发研究中,我的研究内容是揭示控制器官再生能力的机制。

当取出植物的组织切片进行人工培养时,会形成一种名为“愈伤组织”的细胞团块,这种细胞块有可能分化成为根、叶等各种器官。为了确定决定愈伤组织分化“命运”(例如是否会产生芽)的因素,我们培养了拟南芥的组织并分析了其控制因子,结果发现了一种名为“WOX13”的蛋白质,它在基因表达调控中发挥着转录控制因子的作用。

此外我们还发现,通过调节WOX13,可以显著提高基因工程中不可或缺的组织培养效率。今后,计划进一步查明器官再生机制的详细过程,并研究其他植物中是否也能产生类似效果。

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切断岩烟草科植物叶片后,小芽再生的情景。自然界中有许多植物具有尚未查明原因的有趣的再生反应,令人惊叹。

Q3. 您对立志成为研究人员的人有何建议?
A3. 广泛学习,全力挑战

在读研究生期间,我的研究并未能按预期顺利展开,获得博士学位时,对能否在研究的职业生涯中取得成就而感到过不安。然而,我认为学生时代认真思考的“如何解决问题”经验对现在的研究工作有很大帮助。此外,在做博士后时,我以背水一战的决心全力投入到了一个新的研究项目中。当时的研究主题一直延续至今。

近年来,专业教育有早期化的趋势,但我希望高中生和大学生在深入学习自己喜欢领域的同时,也能认真学习其他领域的知识。广博的知识、逻辑思维能力以及英语是研究者必备的。此外,为了思考如何应用自己的研究成果或创造的技术,拥有跨越专业领域的知识以及了解社会需求也是非常重要的。

自然界中有许多现象,如植物的再生能力,至今仍未查明其原理。新的发现只能通过不断的积累获得。请各位务必开辟属于自己的道路,挑战更多的谜题。(TEXT:村上佳代)

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与实验室中优秀的伙伴们齐心协力,互相切磋,一起推进研究

原文:JSTnews 2024年10月号
翻译:JST客观日本编辑部

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