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再生医療技術でサンゴ礁を絶滅の危機から救いたい!

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NEXT GOAL
SUCCESS
上田正人
kansai、教授
Pledged: 3,190,055 JPY
Target Amount: 2,000,000 JPY
NEXT GOAL: 3,000,000 JPY
Funded
159 %
Supporters
167
Days left
Closed
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Reached the funding target!

皆さまのおかげで目標金額を達成することができました。
本当にありがとうございます!
達成直後はホッとしましたが,今は正直なところ震えております。。。
もうこのプロジェクトは我々だけのものではないからです。
サポーターの皆さんのちょっとしたアイディアなども頂きながら,着実に研究を進めていきたいと思っております。

我々は,一人でも多くの方々に,同じ研究グループの一員として本プロジェクトに参加して頂くことを望んでいます。
その近道として,NEXT GOAL(プラス100万円)を設定し,クラウドファンディングへの挑戦を貪欲に継続することとしました。
プラスαで得られた研究費は,①掛け流し式水槽の大型化,②海底に設置するブロックの増設に充てる予定です。現地(与論島)で試験できるサンプル数が増加しますので,研究の進展が早くなるだけではなく,データの精度が向上します。

これまでにご支援頂きました皆さまには,このプロジェクトの情報拡散にもご協力頂けますと幸いです。引き続きよろしくお願い致します!

Comment from academist staff
異分野融合で、サンゴの増殖に挑む

Maiko Abe

サンゴ礁は多様な海洋生物のすみかや産卵場所となり、海洋の生態系の重要な役割を担っています。しかし、近年は絶滅の危機に直面し続けています。現在もさまざまな保全活動が試みられていますが、その深刻な状況の打開策には至っていません。再生医工学が専門の上田さんは、あるとき脊椎動物の骨とサンゴの形成メカニズムが同じであることに気がつきます。そこで、ヒト用のインプラント技術を応用しサンゴを増殖させる研究を行っています。目標とするサンゴ礁再生までには長い時間がかかるため、多くの方々の協力が必要となります。異分野の発想でサンゴ礁保全に挑む上田さんのプロジェクトに、ご参加と応援をよろしくお願いします!

絶滅の危機にあるサンゴ礁

サンゴ礁は地球表面の0.1%の面積を占めるに過ぎませんが、そこには9万種類もの多様な生物が生息しています。また天然の防波堤としての役割もあり、防災の観点からも重要です。さらに、光合成やサンゴ骨格形成による二酸化炭素の吸収や固定化など、地球の炭素循環における重要な役割も担っています。このように、サンゴ礁は大気、海洋、地殻、生命圏の結節点として人類を含めた多くの生物に多大な恩恵を与えています。

しかし近年の急激な気候変動や人的要因により、サンゴ礁は破滅的な状況にさらされ、このままでは80年以内に絶滅するといわれています。ニュースなどでも頻繁に取り上げられている「サンゴの白化」は、共生している褐虫藻が失われることで白い骨格が透けて見える現象です。光合成によって生産される栄養が途絶えるため、この状態が一定期間続くとサンゴは死滅してしまいます。

現在、天敵の駆除や赤土流入の削減といった対症療法的な保全活動と同時に、断片移植や受精卵からの繁殖によってサンゴを積極的に増殖させる再生活動が試みられています。しかしながら、断片移植では1片から1個体にしか成長できず、受精卵は年に1〜2回の産卵の時期にしか採取チャンスがないなど、現状のサンゴ再生手法は効率が良いとはいえず、サンゴ保全の有効な打開策には至っていないのが現状です。

脊椎動物の骨形成とサンゴの骨格形成は、ほぼ同じメカニズム?

私は再生医工学、バイオマテリアルを専門とし、人工関節などのチタン製インプラントを生体へ早期に馴染ませる研究を行ってきました。人工材料であるチタン表面の化学状態を適切にコントロールすることで、骨をつくる「骨芽細胞」に生体骨であると認識させ、骨を早期につくらせる方法を開発しています。

2015年に、サンゴ礁再生の研究グループから海水中で使用可能な金属材料に関する相談があり、研究会に参加することになりました。そこで、興味本位で解剖学の資料を調べてみると、骨とサンゴの骨格形成過程において非常に興味深い類似性が存在することに気がつきました。骨では、骨芽細胞が産生したコラーゲンにリン酸カルシウムが沈着し、結晶化することでハイドロキシアパタイトの骨格を形成します。一方、サンゴは刺胞動物(イソギンチャクやクラゲなど)に分類され、「ポリプ」と呼ばれる個体に存在する「造骨細胞」から分泌された有機基質に炭酸カルシウムが沈着することで骨格を形成します。つまり、骨格の物質こそ異なりますが、形成メカニズムはまったく同じであるといえます。

私はまず、表面に骨形成促進効果が確認されている化学処理が施されたヒト用インプラントを、サンゴにインプラントしました。するとその表面には、サンゴの軟組織であるポリプが旺盛に拡張することがわかりました。さらにCTで内部を観察すると新たな骨格形成も明瞭に観察されました。

ポリプの人工的な単離による増殖の効率化

研究を進めているなかで、ポリプの「ストレス忌避反応」に出会いました。水温上昇など周囲の環境が悪化すると、そのストレスによりポリプが剥離・脱離する「ベイルアウト」と呼ばれる現象です。これまでは白化の原因である褐虫藻の放出と同様、ネガティブな現象として捉えられていました。しかし再生医療の研究者にとって、軟組織を増殖させ、それによって骨格をつくらせることは極めて自然な発想です。そこで私たちの研究グループは、ストレス忌避反応を人工的に誘発し、サンゴ片からポリプを採取する研究に着手しました。さらに、その単離したポリプをサンゴ増殖基盤に固定化する手法も開発しています。

この手法であれば、一度の操作で大量のサンゴ増殖起点を作製することが可能で、時期にも依存せず、年に何回も行うことができます。現在は研究室内の水槽において、非造礁サンゴのポリプの単離から増殖、骨格形成まで再現性が確認できています。次のステップとして、海沿岸に掛け流し式の水槽を設置し、ポリプを基盤に固定・安定化させた後、海に戻して経過観察を行うトライアルを繰り返すことで最適な生育方法を検討します。さらにはポリプの単離が難しい造礁サンゴのポリプの単離・生育の研究へ広げ、サンゴ礁再生を目指したいと考えています。

Why we need your support

今回いただいた支援金は、掛け流し水槽の設置やサンプル架台の海底設置に使用したいと考えています。研究拠点は、これまでも断片移植の研究で協力を得ている鹿児島県の与論島です。与論島は、現在もサンゴにとって良好な環境が維持され、さまざまな種類のサンゴが生育しています。

サンゴの成長は種類にもよりますが、年に数cmであり、サンゴ礁再生まで考えるとその研究は長期戦です。このような環境問題に関する取り組みは、研究者や企業だけでなく、地域の方々、多くの一般の方々と問題を共有し一緒に取り組んでいく必要があると考えています。また、このような環境保全活動も基礎研究の上に成り立っていることをお伝えしたく、クラウドファンディングの立ち上げを計画しました。

研究者だけではどうしても視野が狭くなってしまいます。皆さまには研究費のサポートだけでなく、ご意見やアイディアを発信していただき、同じ研究グループの一員として本プロジェクトに参加していただけることを望んでいます。皆さまのちょっとした疑問が研究を大きく進展させると信じています。

本研究の共同研究者
・高橋智幸(関西大学社会安全学部 教授)
・徳重英信(秋田大学大学院理工学研究科 教授)
・鶴田浩章(関西大学環境都市工学部 教授)
・米津大吾(関西大学システム理工学部 准教授)
・上坂菜々子(関西大学大学院化学生命工学専攻 修士課程1年)
・猿渡ちひろ(関西大学化学生命工学部 研究補助員)

***
ご寄附いただいた皆様へ、確定申告により税制上の優遇措置が適用される領収書を関西大学より発行致します。

なお、領収書の日付は、お申込み受付日やカード決済口座からの振替日ではなく、アカデミスト株式会社より関西大学に入金された日付となります。
このことから、領収書の日付は2022年1月以降となるため、2023年実施の確定申告で適用されることについてご留意ください。

【法人・団体様からのご寄附】
・全額損金算入が可能です。(法人税法第37条第3項第2号)

【個人様からのご寄附】
・所得税…寄附金額(総所得金額の40%を上限とする)から2,000円を差し引いた額を、当該年の課税所得から控除することができます。
・個人住民税…関西大学を寄付金控除の対象法人として条例で指定している都道府県・市区町村(大阪府・大阪市、堺市、吹田市、高槻市)にお住いの方は、個人住民税の控除を受けることができます。
***

Profile

上田正人

専門は再生医療・バイオマテリアル。サンゴではありません。これまで大阪大学、関西大学、ケンブリッジ大学で、細胞プリンターやインプラント表面の骨形成に関する基礎研究に携わってきました。2015年からサンゴ礁再生に関する研究グループに参画し、今ではこれがメインの研究領域になりつつあります。再生医療分野では、基礎から応用まで、詳細かつ多彩な研究が進められています。患部に細胞を生体内に注入したり、培養した細胞シートを貼付したり、組織から単離した細胞の利用は、医療にパラダイムシフトをもたらせました。これまでこの分野で学んだ知識や経験、テクニックをサンゴの増殖に転用する研究を進めています。海岸工学やコンクリート工学などの研究者と協力し、門外漢だからこそできる切り口でサンゴの高効率増殖を実現したいと考えています。

Project timeline

Date Plans
2021年12月 研究設備のセットアップ
2022年2月 現地試験開始
2022年5月 チタン基盤へのポリプ固定開始
2022年9月 日本金属学会発表
  • 以降 日本金属学会、日本バイオマテリアル学会、Materials Research Society(MRS)、The Minerals, Metals & Materials Society (TMS)などで継続的に成果発表

Pledge Rewards

1,000 JPY
Featured: 研究報告レポート(PDF)、 寄附金領収書
研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

本研究に関する進捗状況をPDFファイルで報告します。

24 supporters are supporting with this reward. (No quantity limit)

5,000 JPY
Featured: 研究報告レポートにお名前掲載、寄附金領収書
研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

皆さまにお送りする研究報告レポートにお名前を掲載いたします。

41 supporters are supporting with this reward. (No quantity limit)

10,000 JPY
Featured: サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm)、寄附金領収書
サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

サンゴを増殖させるチタン基盤に陽極酸化でお名前を刻印します(8mm×40mm)。試験終了後は、岩盤に固定しサンゴ礁再生の起点とする予定です。

79 supporters are supporting with this reward. (No quantity limit)

30,000 JPY
Featured: オンラインサイエンスカフェ、寄附金領収書
オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

オンラインのサイエンスカフェにご招待いたします。今回のプロジェクトやその進捗についてお話しいたます。

13 supporters are supporting with this reward. (No quantity limit)

50,000 JPY
Featured: サンゴ増殖の基盤にお名前や画像を刻印(40mm×40mm)、寄附金領収書
サンゴ増殖の基盤にお名前や画像を刻印(40mm×40mmに1名) / オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

サンゴを増殖させるチタン基盤に陽極酸化でお名前や写真などを刻印します(40mm×40mm)。試験終了後は、岩盤に固定しサンゴ礁再生の起点とする予定です。

4 supporters are supporting with this reward. (No quantity limit)

100,000 JPY
Featured: 論文に謝辞掲載、寄附金領収書
論文に謝辞掲載 / サンゴ増殖の基盤にお名前や画像を刻印(40mm×40mm) / オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

本プロジェクトの成果を学会や論文で発表する際、謝辞にお名前を掲載いたします。

5 supporters are supporting with this reward. (No quantity limit)

200,000 JPY
Featured: 個別ディスカッション権
個別ディスカッション権 / 論文に謝辞掲載 / サンゴ増殖の基盤にお名前や画像を刻印(40mm×40mm) / オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

1対1での個別ディスカッションにご招待いたします。ご要望があれば、与論島における現地実験フィールドにもご招待いたします。

1 supporters are supporting with this reward. (No quantity limit)

Supporters will be charged the funding amount only if the project reaches the funding goal (JPY 2,000,000) before 17:00 on November 11, 2021 (JST: GMT+9).
Payment options
Credit cards (VISA, Mastercard), bank transfer, convenience store payment, Pay-easy and PayPal are available
Securities

SSL encryption communication is used in this Web site, and the informations filled out are safely transmitted.

1,000 JPY

研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

24 supporters back
(No quantity limit)

5,000 JPY

研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

41 supporters back
(No quantity limit)

10,000 JPY

サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

79 supporters back
(No quantity limit)

30,000 JPY

オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

13 supporters back
(No quantity limit)

50,000 JPY

サンゴ増殖の基盤にお名前や画像を刻印(40mm×40mmに1名) / オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

4 supporters back
(No quantity limit)

100,000 JPY

論文に謝辞掲載 / サンゴ増殖の基盤にお名前や画像を刻印(40mm×40mm) / オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

5 supporters back
(No quantity limit)

200,000 JPY

個別ディスカッション権 / 論文に謝辞掲載 / サンゴ増殖の基盤にお名前や画像を刻印(40mm×40mm) / オンラインサイエンスカフェ / サンゴ増殖の基盤にお名前刻印(8mm×40mm) / 研究報告レポートにお名前掲載 / 研究報告レポート(PDF) / 寄附金領収書

1 supporters back
(No quantity limit)

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