挑戦者の自己紹介
松永 幸大
動物の細胞が、植物の力を利用できるようになったら、どんなことが起こるでしょうか？
私は今、植物や藻類が持つ能力を動物細胞に取り入れ、これまでにない機能を持つ細胞をつくる研究に挑戦しています。
この研究の原点のひとつは、大学生の時に知った「細胞内共生説」です。私たちの細胞の中でエネルギーをつくるミトコンドリアや、植物の光合成を担う葉緑体は、はるか昔、別の微生物が細胞の中に取り込まれ、共生して生まれたと考えられています。異なる生物を細胞の中に取り込み、その能力を利用する。この仕組みへの興味が、現在の研究につながっています。約8年前、私はこの細胞内共生を実験室で再現する研究を本格的に始めました。現在、私たちは、植物や藻類の能力を取り入れた動物細胞を、Plant（植物）とAnimal（動物）を組み合わせて、「プラニマル細胞（Planimal cell）」と呼び、その実現を目指しています。目標は、単に植物と動物を混ぜ合わせることではありません。何十億年もの生命進化が生み出した「共生」という仕組みを、現代の科学の力で再現し、新しい技術につなげたい。それが私の研究の夢です。
あなたが研究を通して成し遂げたいことはなんですか？
自然界には、驚くような動物と藻類の共生がすでに存在しています。たとえばサンゴは、体内に藻類を共生させ、その光合成によって作られた物質を利用しています。藻類がいなくなったサンゴは白化して死んでしまうことがよく知られています。また、一部のウミウシは、食べた藻類から葉緑体を自分の細胞内に取り込み維持することで、半年以上の絶食にも耐えられます。つまり、動物が植物や藻類の能力を借りて生きる仕組みは、決してSFではなく、自然界に実在する生命現象なのです。
私は、この現象をヒントに、植物や微生物の能力を動物に取り入れた新しい生命システムをつくることを思いつきました。その第一歩が、プラニマル細胞です。まず明らかにしたいのは、「異なる生物が、ひとつの細胞の中で安定して共存し、お互いの能力を利用するのは何が必要なのか」という基本原理です。この仕組みがわかれば、光のエネルギーを利用して物質をつくる、これまでになかった細胞を生み出せます。たとえば、光を当てることで酸素を供給できる人工組織が実現すれば、再生医療にも新しい可能性が広がります。さらに将来的には、食料やエネルギーが限られた宇宙環境で、植物や微生物の能力を利用して生命を維持する技術にもつながるかもしれません。
どのようなアプローチで実現しようとしていますか？
細胞内共生を実験室で成立させるには、いくつもの壁があります。最初の壁は、「どうすれば動物細胞に藻類を取り込ませることができるのか」でした。普通の動物細胞は、別の細胞を積極的には取り込みません。そこで私たちは培養条件を工夫し、外部のものを取り込みやすくなる「パクパク細胞に変える技術」を開発しました。この方法を利用して、藻類から取り出した葉緑体を動物細胞へ取り込ませたところ、驚いたことに、取り込まれた葉緑体は、動物細胞の中でも少なくとも2日間、光合成に関わる反応を続けていたのです。これが、私たちの第1世代プラニマル細胞です。
次の壁は、「藻類が持つ遺伝情報を動物細胞に移せるか」でした。葉緑体を長く働かせるためには、葉緑体だけあればいいのではありません。光合成を支える多くの遺伝子は、葉緑体の中ではなく藻類の核DNAに存在するからです。そこで私たちは、藻類と動物細胞を融合させ、藻類の染色体を動物細胞へ移しました。その結果、藻類が持つゲノムの約97％に相当する巨大なDNAを、動物細胞の中で長時間維持することに成功しました。これが第2世代プラニマル細胞です（2026年11月、国際科学誌 Nature Communicationsに掲載）。しかし、移した藻類の遺伝子のほとんどは、「眠った状態」でした。そこで私たちは今、藻類の遺伝子を動物細胞の中で目覚めさせ、実際に働かせる第3世代プラニマル細胞の開発に挑もうとしています。
今回の研究テーマはなんですか？
今回のプロジェクトで挑戦するのは、第3世代プラニマル細胞の開発です。最初の課題は、動物細胞の中で眠っている藻類の遺伝子を目覚めさせることです。私たちはすでに、DNAの状態を変えることによって、一部の藻類遺伝子が活性化することを確認しています。今回、必要な遺伝子を選んでONにする方法を開発します。次の課題は、動物細胞に取り込まれた藻類を、すぐに分解させないことです。動物細胞には、侵入した異物を分解する仕組みがあります。そこで、その仕組みを制御し、藻類をより長く細胞内で維持する方法を開発します。
さらに、プラニマル細胞を作る過程で得られた技術を、生物個体へ広げるために、魚を用いた基礎研究にも挑戦します。魚の体内で藻類がどのくらい生きられるのか。藻類の光合成機能を魚の体内で維持できるのか。藻類と共生する魚は、どのような姿を見せるのか。その答えをまだ誰も知りません。だからこそ、その先に何が見えてくるのかを楽しみにしています。
研究費サポートのお願い
プラニマル細胞の研究を始めてから、約8年がたちました。最初は、動物細胞に葉緑体を取り込ませることさえ難しい挑戦でした。しかし、試行錯誤を重ね、第1世代では葉緑体の光合成に関わる働きを確認し、第2世代では藻類のゲノムを動物細胞の中に維持するところまで進むことができました。そして今、いよいよ、その遺伝情報を動物細胞の中で働かせるという、次の壁が見えてきました。もちろん、第3世代プラニマル細胞の実現は簡単ではありませんが、ひとつの壁を越えるたびに、それまで見えなかった新しい生命の仕組みが見えてきます。
この研究が将来、医療や物質生産、さらには宇宙での生命維持に役立つ日が来るかもしれません。しかし、その未来にたどり着くためには、今、目の前にある課題を一つずつ解決していく必要があります。
前例のほとんどないフロンティア研究だからこそ、新しい発想を試しながら研究を進めていきたい。そのためには、公的研究資金に加え、自由な発想で挑戦を続けるための研究費が必要です。皆さまからいただいたご支援は、プラニマル細胞の作製や遺伝子解析、そして研究の進展を皆さまにお伝えする活動などに、大切に使わせていただきます。
生命には、まだ私たちの知らない可能性が数多く眠っているはずです。植物と動物の境界を越えて、生命の新しい可能性を切り拓く。その挑戦を、ぜひ皆さまと一緒に進めていきたいと思っています。
プラニマル細胞の未来をともに創るパートナーとして、どうか温かいご支援をよろしくお願いいたします。
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技術相談や共同研究相談に関しましては、東京大学TLO（技術移転機関）を介して実施しておりますので、下記より御連絡ください。
https://todaitlo.com/contact
推薦者コメント
石川 麻乃
小さな藻類と動物細胞を共生させ、植物の誕生につながった細胞内共生を実験室で再現する。初めて聞いたら「そんなこと無理だ！」と思うようなプロジェクトを、松永先生は独創的な発想と粘り強さで、一歩一歩着実に進めてきました。私は、同じ専攻に所属する研究者として、その姿をずっと感嘆の思いで見つめていました。そして今回、藻類の膨大な遺伝情報を動物細胞の中で維持することに成功したのです。次は、その遺伝子を実際に働かせるという、さらに大きな挑戦が待っています。これからも、日本から世界の度肝を抜く研究成果を発信していただきたいと思います。皆さんも松永先生のプラニマル細胞研究をぜひ応援してください。
木村 宏
動物細胞の中に藻類のゲノムを入れた細胞を創ったら何が起こるか？この大胆な問いに松永さんは挑み、藻類ゲノムの大部分を動物細胞内で維持することに成功しました。私も共同研究者としてプラニマル細胞のプロジェクトに参加していますが、特に興味深いのは、取り込まれた藻類の遺伝子のほとんどが「眠っている」ことです。遺伝情報を受け入れることと、それを働かせることは別の難問なのです。次は、この遺伝子を目覚めさせることへの挑戦。生命の仕組みを理解する上でも、新しい技術を生み出す上でも、可能性に満ちた研究だと思います。ぜひ皆さまの応援をお願いいたします。
稲田 のりこ
数年前、所属学会から「30年後の植物科学」について書いてくださいとの依頼があり、私は「動物細胞に光合成をさせる研究をしている研究者」が出てくるショートストーリーを寄稿しました。なんと今回松永さんは、私が30年後の世界として書いていたことを一気に現在に引き寄せてしまいました。脱帽です。松永さんのパワー、粘り強さ、情熱を持ってすれば、近い将来「ちょっと小腹が空いたから光合成するか」なんてことが可能になるかもしれません。ぜひぜひ、応援お願いします！
研究計画
| 時期 | 計画 |
|---|---|
2026年11月 |
クラウドファンディング開始 |
2026年12月 |
パシフィコ横浜で開催される第49回日本分子生物学会シンポジウムにおいて研究成果を発表 |
2027年1月-3月 |
藻類を共生させた光合成メダカの研究成果を国際学術雑誌に発表 |
2027年4月-6月 |
スーパーコンピュータを活用した大規模言語モデルAIを使用したプラニマル細胞の高速設計を開始 |
2027年6月-9月 |
プラニマル細胞中の藻類遺伝子をONにする方法を国際学術雑誌に発表 |
| 研究計画をもっと見る | |
2027年10月-12月 |
プラニマル細胞中の藻類を分解させない方法を国際学術雑誌に発表 |
2027年12月 |
福岡国際会議場で開催される第50回日本分子生物学会シンポジウムにおいて第3世代プラニマル細胞の成果を発表 |
2028年1月-12月 |
プラニマル細胞を使用した新規有用物質の生産研究を開始 |
2029年1月-12月 |
プラニマル細胞の宇宙空間実験への準備を開始 |
リターンの説明
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本研究に関するオンラインサイエンスカフェにご招待します。
開催は、2027年1月22日（金）20時を予定しています。
当日ご参加いただけない場合でも、録画をお送りします。
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プラニマル細胞オリジナルTシャツをお送りします。
発送は2027年1月を予定しています。
※ 画像はデザインの完成イメージです。実際の製品とは、色味やプリントの風合いが多少異なる場合があります。
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なお、発表後にはその様子を画像でお送りします。
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