かずさDNA研究所サーモグラフィカメラ活用事例
公益財団法人かずさDNA研究所サーモグラフィカメラ活用事例
植物の発熱メカニズムの遺伝子研究
サーモグラフィカメラを活用することで、新たな発熱植物の迅速な発見にもつながります。
1994年に世界初のDNA専門研究機関としてスタートしたかずさDNA研究所。世界のDNA研究をリードするとともに、医療、農業、産業、教育の分野で幅広く社会に貢献する研究所を目指しています。同研究所の特任研究員として進化生物学を専門にする佐藤光彦氏。Teledyne FLIRのサーモグラフィカメラFLIR T530を購入し、研究対象である発熱植物の観察や発見に活用しています。
公益財団法人かずさDNA研究所研究所 特任研究員の佐藤光彦氏
発熱植物であるザゼンソウの温度変化を調べる
植物の中には発熱する植物がいます。世界では約90種の報告がありますが、温度は目に見えないためまだ気づかれていない発熱植物があるかもしれません。こうした発熱植物の研究をしている日本でも数少ない研究者の一人が、かずさDNA研究所の特任研究員の佐藤氏です。
「私が今研究しているのは、ミズバショウの近縁種でサトイモ科のザゼンソウです。外気温度ゼロ度くらいの雪解けすぐの早春に花を咲かせますが、夜発熱して20度くらいまで上がり、開花期の1週間から2週間温度をキープします。まさに恒温動物ならぬ恒温植物です。また、ソテツのように、暑いときにより発熱する変温植物と呼べるようなものもいます」 発熱植物の測定には、これまでは熱電対を使用したデータロガーを用い、針状のプローブを花に刺して、温度変化を追っていました。ただし、プローブを刺すと、そのことで植物が枯れてしまうこともあります。また、データロガーによる熱電対測定では刺したところの温度しか測れません。花を傷つけることなく、花のどこが発熱しているのか、より正確に高解像度で調べたい。こうしたことから、サーモグラフィカメラの購入を決めました。購入にあたっては、共同研究者からTeledyne FLIRのサーモグラフィカメラの紹介を受けました。
「新しいことにチャンレジするためには再現性が重要で、共同研究者の提案は他の機材などの購入でも重視している点でした。最終的にはフリアーのオンラインセミナーに参加し、使い方をわかりやすく説明してもらい、使い勝手が良さそうだったことと、加えてアカデミック価格で購入できるということが決め手になりました」
ソテツの雄花をサーモグラフィカメラを使ってアップで撮影
ソテツの雄花をサーモグラフィカメラを使って撮影した全体像
自生している山奥に持ち込んでの観測も可能に
植物の観察では、使い勝手は重要な要素になります。「今は研究所やその近傍で観察していますが、自生している山奥に機材を持ち込んで観察したいと思っていましたので、Teledyne FLIRのサーモグラフィカメラの持ち運びやすさは魅力でした」。研究ではデータロガーとサーモグラフィカメラの両方を使い、データを取得しています。データロガーは経時的な変化をデータ化し、サーモグラフィカメラの画像でわかりやすくインパクトを持たせるということで論文の作成に活用しています。
「データロガーだけだったときには、本当に測れているのか不安になることもありましたが、サーモグラフィカメラがあるとその確認がその場でできるということでも助かっています」。
発熱の遺伝子を突き止め、論文にまとめる
発熱植物では、ミトコンドリアの呼吸のときにエネルギーであるATP(アデノシン三リン酸)の代わりに熱をつくっています。それは遺伝子の設計図に乗って発熱するメカニズムをもっているということで、子孫に脈々と受け継がれています。かずさDNA研究所は植物やヒトのゲノム研究に特化した世界的にも大きな評価を受けている研究所で、私は植物の発熱のメカニズムを遺伝子レベルで明らかにしたいと研究を続けています」 発熱のメカニズムがわかれば、発熱を再現でき、逆に発熱しない植物に発熱させることができるようにもなります。そうなれば、将来的には寒冷地で発熱させて米を育てたり、温暖なところでないと育たないマンゴーを寒いところで育てたりできるなど、食糧問題や農業的な応用も期待できるかもしれません。発熱しているときに、どういう遺伝子を使っているのか。サーモグラフィカメラで撮ってきた画像を活用しながら、発熱の遺伝子を突き止め、論文にまとめようとしているところです。もともと研究でカメラを使ってきたわけではないので、ピント合わせやカメラを固定した状態での撮影など、基本的な撮影技術も磨いていきたいと、研究でのサーモグラフィカメラの活用に期待を寄せています。今まで知られていなかった発熱植物の発見や、新たな知見の解明、研究には大きな可能性が広がっているのです。
ご導入頂いたカメラ：プロフェッショナルサーモグラフィカメラ FLIR T530
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