yokaのblog

琵琶湖で微生物の研究してます

SAME15@ザグレブ

ザグレブで開催されていたSymposium on Aquatic Microbial Ecology (SAME)に参加しておりました。

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 この学会は2年に1回の頻度でヨーロッパで開催されていて、前回のウプサラ大会、それからその2回前の2011年のロストックでの大会に引き続いての参加。この学会は「水域微生物生態学」に限定した会議なので、口頭発表はパラレルセッション無し(1つしか会場が無い)、ポスター発表数が200弱で、比較的こじんまりとしている。その分、巨大な学会では近寄りがたい大物研究者と話せチャンスも多い。今回の僕の発表内容(ポスター)は琵琶湖のウイルスメタゲノムの途中成果だったのだけど、海洋ウイルス研究の大家が話を聞きに来てくれて色々と良いアドバイスをもらうことが出来た(というより、色々と厳しくツッコまれてまだまだ議論が浅いことを痛感した)。僕が今滞在しているチューリッヒ大のメンバー・OBや共同研究者のグループはこの学会では一大勢力で、そこに混ぜてもらうことで人脈を広げることが出来たのも良かった。

 前回の大会では、研究がバイオインフォマティックスに偏りすぎ・頼りすぎ・引っ張られすぎているという印象があって、前回大会を振り返ったAMEの総括でも、「分子生物学だけでなく、色々な手法を組み合わせて研究対象にアプローチしていくことが重要だ」と締めくくられていた。それに比べると今回の学会はかなり多くの発表で顕微鏡の画像や動画が使われていて、生物学・生態学により近い研究が増えたという感想で、他の参加者も同じ印象を持っていたようだった。応用っぽい研究は少なくて、ザ・基礎研究といった研究が多数を占めていて「まだまだ人類には基礎研究に時間とお金を使う余力があるのだ!」ということに安心できた。

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↑恒例の爆音で踊り狂う懇親会。朝4時までやってたらしいのだけど、翌朝もセッションがあったので2時過ぎくらいで切り上げた・・・

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クロアチアということで海鮮を期待していたのだけど、ザグレブは内陸ということで、典型的なヨーロッパのパン肉肉ポテト肉な毎日。美味しいのだけど、ずっとはつらい。

f:id:yokazaki:20170912040532j:plain↑エクスカーションではプリトヴィツェに行った。素敵な場所だったのだけど、写真をよく見てもらうと分かるように、富士山の登山道のごとく混んでいて大変だった・・・行く途中にはまだ戦争の跡が残っている建物も多くあったけど、今は観光地としてうなぎのぼりの人気の国らしい。

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↑最終日はザグレブ最高峰(といっても路線バスで上まで行ける)の山へ。雲海から顔を出している山の向こうはスロベニア

 次回2019年のSAMEはポツダム開催とのこと。来年のISMEもライプツィヒなので2年連続ドイツに行くことになりそう。スイスに来てから学部時代に履修したドイツ語を少しずつ思い出しているところなので、そのまま使えるようになっておきたい。

湖岸の研究所

 チューリッヒに到着して1週間。少しずつ慣れてきて、具体的な研究の話も進みはじめた。自分がこれまでやってきた仕事を見せて最先端の研究者達からコメントを貰えることで、自分の研究のレベルを客観的に知ることが出来るし、何よりも鳥肌が立つくらい楽しい。よそ者が一人で乗り込んでどうなることかと思ったけど、申し訳ないくらいみんな親切にしてくれる。僕の論文を読んでくれていて、研究に興味をもってくれる人も多くて、そういう意味では、去年じゃなくて、成果が出始めた今年のタイミングで渡航できたことは良かったと思う。去年、頑張って書いた申請書を落としてくれた某組織には感謝したい。

 研究内容とは別に、もう一つ素晴らしいのが、研究環境。ラボはチューリッヒ湖の湖畔で、とにかく素敵な場所にある。

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↑この建物の中に、ラボと居室が入っている。2階のバルコニーでは夕方から学生たちが湖を眺めながらビールを飲んでいたりする。建物は古いらしいけど、中は改装してあって、とてもきれい。

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↑ラボの目の前が湖で、近所の人たちが日光浴や湖水浴をしにきている。団体がボート遊びやバーベキューをしていたり、結婚パーティーをやっていたりでとても賑やか。そんな横で、顕微鏡のぞいたり、PCRをやったり、Linuxでデータ分析してたりしている。研究に疲れたら、泳ぎに行ったり、ヨットで遊んだりしている。自由すぎる。

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↑今日はチューリッヒ湖の採水に連れて行ってもらった。調査船は生態研の船よりは小さいけれど、様々な細かい工夫が凝らしてあって、とてもシステマティックにサンプルがとれるようになっていた。何より、ラボの目の前に船がとまっていること、湖心の調査地点にたった10分でつくということが素晴らしい。120mまでの複数水深の鉛直調査が2時間弱で完結してしまった。これを多項目で2週間に1度、2008年からずっと続けていて、物凄い数のサンプルが蓄積されている。これは本当にすごい。

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↑遠くにはアルプスの山が見えている。今週末には雪が降り始めるらしい。

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↑湖畔には高級住宅街。銀行の偉い人とかが住んでいるらしい。チューリッヒではこれまでの海外の街に比べるとスーツを着た人を多く見かける。それでも、東京にははるかに及ばないけど。

 今のところ、とても快適で楽しい。せっかく慣れてきたところだけど、来週はクロアチアでの学会に参加。琵琶湖のウイルスゲノム乱獲ネタを世界初公開してきます。

修行してきます

関西空港におります。 

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 これから11月2日まで、2ヵ月半ほどヨーロッパに滞在予定。早めに海外に滞在して研究する経験を積んでおきたいと2年くらい前から画策していたのだけど、今回有難いことに京都大学教育研究振興財団から渡航費用を支援いただけることになり、かなり自由な立場で行かせてもらえることになった。ただ自由ということは裏返すと、全て自分の責任で動かなければならないということだ。また予算はこちらから出ているとはいえ、僕を受け入れてもらうにあたって、少なくないリソースを相手にも割いてもらうことになる。ただお客様的に滞在するだけではなく、積極的に動いて、自分にとっても相手にとっても実りのある機会にしたいと思うし、できれば共同研究に発展するような関係が作りたいと思う。

 ただまだ今は、どのような環境・日々が待っているのか読めないことだらけで、どこまで具体的なことが出来るのか想像もつかないし、考えても不安になるだけだ。とにかく早く現地に適応して、先が見えるようになりたい。そして何より、初めての海外長期滞在を楽しみたいと思う。

淡水湖の深層に生息する細菌たち

新しい論文が公開されたので紹介。

ざっくりいうと、

淡水湖の深水層がオモロイ細菌の宝庫であることを報告

した論文。

僕は修士時代の研究で、琵琶湖深層に独特の細菌系統「CL500-11」が大量に生息していることを報告した。それ以降、

淡水湖の深層は未知の微生物の宝庫であり、他にもオモロイ細菌がいるはず

という仮説を検証したくて研究を行ってきた。昨年出した論文はその足掛かりで、CL500-11以外にも深水層に特異的な細菌が存在することを琵琶湖で明らかにした。

今回の論文は「琵琶湖得た仮説を全国の湖に拡張して検証する」という位置づけで、僕が博士課程に戻ってくる前から構想していた、学位論文のメインテーマとなる研究だ。

「大水深淡水湖の細菌図鑑」となるような徹底的・網羅的な研究を目指す

というコンセプトで、

  •  北海道から鹿児島まで、最大水深約50~200 mの全国10の大水深淡水湖を調査
  • 16S rRNA遺伝子アンプリコンシーケンスで各湖の細菌群集組成を網羅 
  • 特に注目する細菌系統についてはFISH法にて顕微鏡下で染色し、形態観察と定量
  • 得たデータをもとに先行研究や塩基配列データベースの情報を洗い出し、情報を統合的に整理

という流れで研究を行った。その結果

  • 湖の深層には表層とは全く異なる系統の細菌が生息する
  • これらの系統は世界中の湖に共通して生息する
  • その現存量は最大で全細菌の3割を越え、量的にも寄与が大きい

ということを示した。これで当初の予想通り、めでたく「湖の深層はオモロイ細菌の宝庫」ということを明らかにすることができた。

何が面白い/すごいのか

表向きの回答

今回見つかった「湖の深層に生息する細菌たち」はいずれも培養が難しく、その生態・性質は謎に包まれている。彼らの存在量(これらの系統は湖水1mlあたり10万細胞以上が満遍なく存在している)を考えると、水中の有機物の循環や微生物食物網で不可欠な役割を担っている可能性が高い。今後これらの細菌の生態を詳細に調べることで、物質循環や生態系の重要なプロセスを明らかにできる可能性がある。この問題に挑戦するために、今は各細菌のゲノム情報を構築し、代謝機能などの分析を進めている。

裏で考えていること

「オモロイ細菌の宝庫」というのは湖の深層がもつ一つの側面でしかなく、この生態系にはまだまだ発見が眠っていると考えている。例えば、この研究系は

 なぜ地理的に離れた湖に同じ系統の細菌が生息しているのか?

という疑問に応えうると考えている。摩周湖深層水と琵琶湖の深層水は物理的に隔離されているのに、同じ系統の細菌が生息している。それはなぜか?実は細菌は鳥にくっついて移動してたりするのだろうか?この問題に対してはすでに16S rRNA遺伝子塩基配列の1塩基多型を分析することで、ヒントが得られつつあって、今後さらに解像度を上げてその実態を解明する予定だ。

現在進めているゲノムの分析でも、すでに今回の論文の発見を一部覆すような結果が出ていたりして、次々と新しいデータが得られている。大水深淡水湖は「オモロイ細菌の宝庫」のみならず「オモロイウイルスの宝庫」であり「オモロイ遺伝子の宝庫」であり「オモロイ生命現象の宝庫」でもあると僕は考えていて、そういう方向に研究を成長させていきたいと考えている。そのためには、まずは足場を徹底的に固める必要がある。だから僕はこの研究を「湖の深層にオモロイ細菌がいる」という単なる記載的な研究で終わらせず、湖の深層を「新発見の鉱山」へと開発していくための足掛かりと位置付けている。

(余談)論文投稿プロセス

今回の研究は、2015年の夏に調査して、秋~翌春にかけてデータを出して、2016年の夏に論文を書いて、 11月に投稿した。そこから最初のDecisionまでが4か月弱。ここは本当に長かった。この5月に提出する学振PDの申請に業績を間に合わせたかったこともあり、焦りとストレスの募る日々だった。ようやく返ってきた査読結果はMinor Revision。3名の査読者がいたのだけど、うち1名は実質Major Revisionではないかという修正量で、約2週間かけて直して送り返した。そこからさらに1か月以上待たされ、再査読も覚悟してもう5月中の受理は諦めていたところ、突然アクセプトの連絡で、なんとか申請に間に合わせることができた。なんでこんなに査読が遅いんだと思っていたけど、同じ日に公開された他の論文を見ても、大体11月頃に投稿していたので、みんなそんな感じなのかなぁと。今回は初めてプレプリントサーバーのBiorxivを使ってみたのだけど、おかげで論文がなかなか世に出ないストレスが多少軽減できたのは良かった。プレプリントサーバーに関してはメリットデメリット色々言われているけど、今回使ってみた感想として総じて言えば「思っていたほどの反響は無いけど、同業者の一部は確実に読んでくれている。差し支えないものに関してはどんどん使ったら良いのではないか」という意見だ。プレプリントサーバーの普及は急速に進んでいるから、人口が増えてきたら状況も変わってくるだろうと思うけれど。

そういうわけで、博士課程に戻ってくる前から構想していた研究が一通り論文になったのは嬉しい。当初想定していたよりも研究は順調に進んでいると思う。一方で、すごい人を見ればキリがなくて「自分はまだまだだし、まだまだ行けそうだ」という感覚もある。まだまだこれからです。

 

 

 

 

学生最後の1年

 今日から新年度、博士課程も残り1年を切った。会社を退職して研究に戻ってきて2年、ここまでは研究の勘を取り戻すことに必死だったけど、だんだんこの生活が当たり前になってきて、良い意味でも、悪い意味でも、緊張がほぐれてきた気がする。

 研究に戻ってくる前から重々分かってはいたことだけど、研究者の将来はとても厳しい。しばらく研究していれば具体的なキャリアパスが見えてきて前向きになれるかとも思ったけど、むしろ世知辛い話を直接耳にする機会が増えて、ますます自分の将来を案ずるようになった。僕には、嫌なことが起こりそうになったら、最悪を想像することで予防線を張って、いざその事態が起こった時の精神的ダメージを軽減するような本能が備わっている。だから、研究に復帰するために無我夢中だったフェーズが終わった今、あまり将来に期待せず、いつ辞めることになっても良いように、淡々と研究に接するようになったと思う。

 もちろん研究は楽しいし、毎日本気でやっている。僕は今の仕事が自分に合っていて、前職を辞めて戻ってきて良かったと心の底から思っている。だけど、全身全霊で研究を愛することはしない。

「自分には研究しかない」と思うことをしなくなった

というほうが分かりやすいかもしれない。研究が続けられなくなったときの精神的ショックが怖いし、研究にしがみつくために不利な選択を強いられることが嫌だからだ。この点は、会社を辞めて「これからは命懸けで研究に身をささげるのだ!」と意気込んでいた2年前とは明らかに考え方が変わった。

 研究に対する情熱が無くなったということではない。むしろ、研究は当初の想定以上に色々なことが分かってきて、ますます面白くなってきている。変わったのは、本気で研究を楽しむ自分の上に、もう一段メタな自分を置くようになった、ということだと思う。

「本気」から「淡々と本気」になった

と言ってもいいかもしれない。冷めた目の自分が、没頭しすぎないように常に監視している。もっと言うと、

別に研究以外でも本気を出そうと思えば出せるし、何ならいつでも辞めてやるぞ

と思いながら研究している。というか、そう思うことで安心を得ようとしている。

 こういう考え方の人間は、業界には歓迎されないだろう。それは、何か業界全体にとって不利な出来事があった時に、皆で一丸になって抵抗しようとせず、手のひらを返して真っ先に逃げ出してしまうからだ。だけど、色々考えてみたけど、元来悲観的な性格の僕は、常に研究を見限る準備をした状態で研究を続けることでしか、この厳しい業界で心の安定を得る方法がないのだと思う。

 もちろん、続けるからには本気でやるし、行けるところまで行きたいと思う。こうやって偉そうなことを書いているけど、今の自分は業績的には研究業界から見たらゴミ以下で、いなくなったって全然困らない存在だ。学生最後の1年、もう少しで良い論文が出せそうだし、次の研究の面白いデータもたくさん出ているし、海外にも長期滞在する予定で、D論を書いて、将来を決めなければならない。長い一年になると思う。引き続き、淡々と本気で頑張りたい。

2月琵琶湖

今日は琵琶湖調査の日。昨日までの大雪で北湖は沿岸から真っ白。今年は去年よりも雪が多くて寒いように感じる。
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全層循環が完了して、表層から深層まで酸素たっぷり、水温は表層から湖底まで7.9℃で均一な状態。透明度は7.9mと高くなっていて、ずっと優占していた緑藻は勢力が衰えてきた模様。濾過もいつもよりもスムーズだった。細菌数は3.8×106 cells/ml、ウイルス数は8.7×107 /ml。
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これで今シーズン調査はおしまい。この手作り濾過システムで1年間、水を採りまくった。毎月10Lを1,2回採って、60L採った月もあるから、延べ200Lは濾過しているのではないかと思う。今後しばらくはこのサンプルから生み出された膨大なシーケンスデータの解析に注力する。お世話になった船ともしばらくお別れ。
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船着場には春がきておりました。
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やっぱり現場に出てこそ生物の研究者だと思うので、早いところ分析したデータから新しい仮説を立てて、次の調査にまた来たい。琵琶湖という恰好の研究フィールドにいつでもどこでも簡単にアクセスできるこの環境は本当に素晴らしいと思う。

1月琵琶湖 もうすぐ全循環

 2017年の琵琶湖初め。先週末から続いていた冬の嵐で延期が続いていたけど、ようやく出ることができた。朝の気温は−3℃。船着場はスケートリンク状態で、ロープが凍った雪に埋まってしまっていた。
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比良山も真っ白。12月に雪が少なくて苦戦していたスキー場も喜んでそう。
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遠くの伊吹山もはっきりと。実は積雪世界一を記録した山だったりする。
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この嵐でついに琵琶湖も全循環か、と期待したけど、惜しかった。船上で確認した溶存酸素のプロファイル(↓写真の赤い線)を見ても、湖底直上の数mだけ酸素が低くて、ぎりぎりまだ混ざりきっていないことが分かる。
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表層水温が9.3℃、湖底が8.9℃。今月中には完全に混ざりそうですね。透明度は7.0mでした。
 これまでの研究で、琵琶湖には真冬の全循環の期間限定で優占する細菌がいることが分かっている。Acidobacteria門という土壌ではよく見られる系統の細菌なのだけど、水中に出てくるのはあまり聞かなくて、生態は分かっていない。この細菌が一体何をしているのか、今後採るサンプルで明らかに出来ればと思っている。