農作物の生存戦略の研究を続け、世界のトップ2％の科学者に

環境変化に強い農作物の開発につながる研究を

博士（薬学）の小松教授が、研究対象を植物に広げたのは約35年前だった。それまでは、動物を用いた薬の安全性・毒性に関する研究を行っていたが、分子レベルで解析するための試料（実験に使用する材料）の入手が困難だったため、より多くの試料を取り扱える植物へと目を向けたという。

当初5年程は、アラビドプシスという、既に遺伝情報が豊富なモデル植物を使っていた。しかし、当時在籍していた農林水産省の研究機関では生産現場で有用な研究が求められており、研究成果を社会に役立てたいという思いから、対象を大豆や小麦、稲などの農作物に絞った研究を開始。「植物は動くことができないため、暑さや乾燥、冠水などの厳しい環境に直面したとき、自分自身の力で生き抜くためのさまざまな仕組みを備えています。その巧みな生存戦略に魅力を感じました」。福井工業大学教授に就任した2018年以降も継続し、研究成果を環境変化に強い農作物の開発や食料の安定生産につなげたいと考えている。

大豆、小麦、稲の耐性獲得に関わるタンパク質を探し出す

小松教授の研究テーマは、「大豆、小麦、稲などの農作物が、乾燥や冠水、塩害といった環境ストレスに襲われたとき、これらに耐える力をどのような仕組みで獲得するのか」を明らかにすること。そのために着目したのが細胞の中のタンパク質だ。その動きを調べるのがプロテオミクスという技術である。

プロテオミクスは、タンパク質を網羅的に解析でき、生体から抽出したタンパク質群を前処理して質量分析計という装置にかけて、得られたデータをゲノム情報を利用して、変動するタンパク質群を同定する。「例えば、通常の環境で育った稲、乾燥ストレスを受けた稲、乾燥ストレスから回復した稲、それぞれのタンパク質の種類と量を比較し、特定のタンパク質の増減で、稲の中で起こっている現象を解析します」。解析の精度を上げるためには、質量分析計にかける前の処理が重要だ。生体に含まれる糖などの代謝物、実験途中で混入する界面活性剤や塩をそれらの性質を利用して取り除き、タンパク質だけをきれいに抽出する。

また、質量分析計から出されるデータは10,000にも及び、これらをどう解析するかは研究者の裁量に任されている。小松教授は、「私どもの研究の特徴は、そのストレスに関わっていると考えられるタンパク質を見つけることにとどまらず、そのタンパク質を、耐性獲得の確認のために使えるのかどうかまで分子生物学的に突き詰めているところだと思います」と語る。

環境ストレスを受けた農作物を回復させる実験を繰り返す

ストレス応答に関わるタンパク質を特定したら、そのタンパク質にどのような働きかけを行えば耐性獲得につながるのかを探る実験を行う。主に利用するのが「植物由来煙水」と「ミリ波照射」だ。「植物由来煙水」は、山火事の1～2年後に植物の芽が出てくることから、雨水に溶け込んだ煙の効果性が研究者に指摘されている。そこで、植物を燃やして発生した煙を吸収させた水を与え、その後の変化を確認。現在はハーブのレモングラスを用いているそうだ。また、「ミリ波照射」は波長が約1～10mm、周波数が30～300GHzの電磁波を当て、タンパク質の変化を確認する。

20年程前は、遺伝子を組み換えた作物を温室で育て、その中からストレスに強くなった個体を選抜するのが主流だった。しかし遺伝子組換えは世界的にも消費者に受け入れられにくかった。現在は、関与が特定できたタンパク質の量などが変化している品種を選抜する品種改良等を行うようになったそうだ。

研究は思い通りにいかないことも多い。同じ条件で育てても個体差があり、季節によって結果が変わることもあるという。そのため、何度も実験を繰り返し、結果を慎重に確認する。「時間も労力もかかりますが、目に見える現象と、実験でわかった細胞の中の変化がつながった瞬間は本当にうれしい。これが、研究の大きな魅力です」。

世界のトップ2％の科学者に選出！研究をさらに発展させたい

長年続けてきた研究成果が評価され、小松教授は、アメリカのスタンフォード大学とオランダのエルゼビア株式会社が選出する「世界のトップ2％の科学者」に選出された（2026年10月7日発表）。両者は毎年、「標準化された引用指標に基づく科学者データベース」を「世界で最も影響力のある研究者トップ２%の科学者を特定する包括的なリスト」として更新している。本リストは、エルゼビア株式会社が提供する世界最大級の文献データベースScopus（スコーパス）に基づき、文献を科学分野20、サブ分野174に分類。5つ以上の論文を発表している世界中の科学者を対象とし、論文が引用された順位（詳細な決定規則あり）の上位2％が掲載される。

リストはエルゼビア株式会社のホームページで発表され、小松教授が自身の選出を知ったのは、翌日、アメリカ在住の友人から届いた祝福メールを見たときだった。「大変うれしく、光栄に思いました。今まで行ってきた研究が間違っていなかった証ですから。特に、研究成果を生涯にわたって評価する部門と、近年について評価する部門の両方で選出されたことは大きな励みになります。一緒に取り組んできた学生や共同研究者、研究を支えてくださった多くの方々のおかげです」と微笑む。

これまでは、大豆や小麦、稲といった個々の作物、塩や冠水、乾燥など個々の環境ストレスについて研究を進めてきたが、今後の目標は、作物全体に共通する環境ストレスへの適応の仕組みを見つけることだ。「生成AIが発達しており、大きな枠の中で共通の現象を探ってみる時期が来ていると思います。これからも気候変動の影響を受けにくい持続可能な農業と、食料の安定生産に貢献できる研究を続けていきたいと考えています」。

自由な発想や、疑問、好奇心が新しい発見につながる

「学生は、研究に取り組む仲間」と話す小松教授。「学生一人ひとりの自由な発想を大切にし、新たなアイデアは、最初から無理と決めつけず、まず試してみることが大事」と語り、挑戦できる研究環境を整えることを心がけている。また、福井工業大学は、隣接する福井高校との連携教育を実施しており、実験などを希望する高校生が研究室にやってくる。そのとき高校生が投げかけてくる疑問や発想が面白く、「なぜだろう、という好奇心を大切にしてほしい」と話す。自身も、畑作物はなぜ洪水に耐えられないのか、なぜ塩分で枯れてしまうのかといった疑問を追い続け、新しい発見につなげてきた。「若い人たちの新しい発想や挑戦が、未来の農業や食の安全を支える力になるかもしれません。豊かな環境と食生活の実現を目指して、ぜひ一緒に学び、研究する楽しさを味わっていただければと思います」。