① 棘皮動物の発生過程における免疫機構の解明

  ウニやヒトデなどの棘皮動物は、発生の過程で透明な胚や幼生の時期をもつため、古くから実験動物として使用されてきました。今から約140年前、海産無脊椎動物の発生学を研究していたイリヤ・メチニコフは、ヒトデの幼生にバラの棘を刺す実験を行ったところ、バラの棘が食細胞によって包囲されることを観察しました。彼はこの現象に「貪食作用」と命名し、細胞性の免疫機構が生体防御の主役であると主張しました。メチニコフはこの発見により、ノーベル生理学・医学賞を受賞しました。しかし免疫学はヒトの免疫のしくみを解明することや、感染症や免疫疾患を克服することが中心であり、近年までメチニコフの研究はあまり重要視されてきませんでした。

  私たちの研究室では、棘皮動物の免疫機構、特に貪食作用に再び光を当て実験・研究を行っています。透明なウニやヒトデの胚・幼生を用いるからこそ、得られる知見があると考えています。現在はタコノマクラとバフンウニをメインに実験を行っています。タコノマクラ胚では原腸形成以前に間充織細胞が油滴を貪食します。つまりバフンウニやヒトデよりも早い発生期に貪食作用が開始されます。棘皮動物の貪食作用の比較を行うことで、発生過程における免疫細胞の分化のしくみや、免疫細胞の異物への遊走のしくみなどを明らかにしたいと考えています。

② ムジナモ自生地宝蔵寺沼における水生動物相調査

  埼玉県羽生市に位置する宝蔵寺沼は、水生の食虫植物ムジナモ の国内最後の自生地として国の天然記念物に指定されています。しかし1966年のこの指定以降、さまざまな環境要因により、かつてのようなムジナモの繁茂は見られなくなってしまいました。そこで2009年から宝蔵寺沼ムジナモ自生地の緊急調査が行われてきました。私たちの研究室ではさいたま水族館と連携し、宝蔵寺沼の水生動物相を調査しています。具体的にはサデ網や四手網、網受け、投網などの漁具を用いて水生動物を採捕し、宝蔵寺沼にはどのような種がどれだけ生息しているかを調べています。ムジナモ消失の要因の一つとして、ウシガエル幼生とコイによるムジナモの食害による影響が浮かび上がってきました。羽生市教育委員会、地元のムジナモ保存会、そして埼玉大学などが、宝蔵寺沼の環境改善を取り組むことで、絶滅に瀕していたムジナモの株数は大幅に増加し、2015年には約1万株、2016年には約15万株に達しています。

 私たちの研究室では、宝蔵寺沼の水生動物相とその変化を明らかにするため、水生動物相調査を継続して行っています。また採捕による調査では、大型魚類や底生魚類が採捕しにくいという問題があったため、水中に存在する生物由来のDNA（環境DNA）を用いて水生動物の特定も行っています。

③ 免疫のしくみや環境保全への理解を深める生物教育教材の開発

  私たちの研究室では、自分たちが行ってきた研究やその成果、あるいはそれらの研究を行うにあたって学んだ専門的な知識をもとに、生物教育教材の開発に取り組んでいます。これまでに作成した生物教育教材は、

1. 高等学校生物の免疫に関するタンパク質の単元において、自然免疫における病原体認識のしくみを学習するカードゲーム教材「TLRカードゲーム」の制作

2. 食品アレルギー、抗血清療法、エボラウイルスなど日常生活で耳にする題材を盛り込んだ、免疫と社会をつなぐ免疫カードゲーム教材「免疫理解で大冒険」の制作

3. 中学校理科第二分野の自然と人間の単元において、対話を通して調査資料を読み解く「宝蔵寺沼の水生動物相調査を事例としたアクティブラーニング型環境保全教育」授業の開発

などを行っています。詳しくは教材開発のページをご覧ください。