先生への突撃インタビュー(その12)  桐村先生

広報委員会 委員長 相馬 威宣

  「先生への突撃インタビュー」も企画がスタートして足かけ三年になります。本企画は、OB会員の皆様方に向けて教室(応用化学科)の情報を提供し、会員相互の連携を強めていくことを目的としています。応用化学科の先生方にご協力いただき、活性化委員会の広報委員会が担当して、ホームページへの掲載を続けています。
  本年5月より、応用化学会も新組織となり、新しい役員と体制で活動を始めております。本企画も教室とOB会員との連携をより一層強めていくことを主旨として、広報委員会の担当で継続されることになりました。
  会員の皆様の日頃の活動に少しでもお役に立つ情報を教室の先生方のご協力を得て提供し、大学と企業間の情報交流のキッカケが生まれ緊密な連携が芽生えるように配慮するとともに、「応用化学科で今何が研究されているのか?」を知りたいと考えているOBの方々のご期待にも沿えるように取材を進めています。

 第12回は、応用生物化学研究の桐村光太郎教授にご登場いただきました。
 先生は、皆様ご承知のように1983年、第33回の応用化学科のご卒業で、東京生まれの東京育ち、生粋の江戸っ子(東京人)です。応用生物化学専攻で宇佐美教授(当時)のご指導のもとで博士課程を修了(工学博士)されました。その後、助手、専任講師、助教授を務められ、2000年に教授に就任されています。
 クロコウジカビを宿主とした遺伝子工学や新規有用酵素の発見と利用などの研究領域では、世界に先駆け早稲田大学応用化学科で成果を挙げてこられました。また、これらの研究を通して若手の研究者の育成にも力を入れておられます。

第12回  桐村 光太郎 教授 (応用生物化学研究室)

先生が研究に本格的に取り組み始めたキッカケはなんですか?
〜〜〜指導教員の人柄に強く惹かれ、自分の進む方向を決めるキッカケに〜〜〜

桐村教授写真

大学に入学するまでは、理工系に限らず文科系の学問にも興味がありました。将来に対する希望の範囲は大変広く持っていたように思います。小説や漫画を多読乱読し、バドミントンをはじめ身体を動かすスポーツに夢中になっていた頃で、自分の将来については興味が多すぎて一つに絞り込めなかったというのが本当のところでしょうか。それでも、一浪して少し考え方が変わりました。本を読むだけでは身に付かない理工系の学問、とくに実験を主体とする化学を学びたいと考えました。大学に入学してからは、目先のことを考えず、化学に限らず広く深く学びました(と自分では考えていた)。がっかりするような出来事もありましたが、友人に恵まれ、早稲田大学を楽しめたことが学生時代の良い思い出です。入学したばかりの大学1年生の春に六大学野球で早稲田大学が優勝、神宮球場から大学まで提灯行列。大学4年生のときには早稲田大学創立百周年で、秋に早稲田大学が優勝、また提灯行列。ラグビーも優勝。自分の入学や卒業を大学が祝ってくれたように感じたものです。大学時代は読書の他に、映画鑑賞(名画座通い)も趣味に加わりました。

  少しさかのぼって、3年生の後期に(注:当時は1月頃に研究室配属を決定)研究室の配属を決める時は、学問の分野や専門性よりも宇佐美先生への憧れが大きかったので、応用生物化学研究室を選びました。他のことはあまり考えないで決めたように思います。大学院修士課程には迷わず進みました。一方、博士課程への進学については当初は考えもしませんでした。宇佐美先生は「早稲田大学の出身者は実社会で活躍すべきだ」「会社で出した成果をもとに博士号を取得するのが良いことなのだ」と常々おっしゃられていましたし、当時は課程外で博士号を取得される先輩が多かったのです。また、宇佐美研でそれまで課程内の博士課程を修了された方は留学生として在籍された方々だけでした。このような状況だったので、自分は修士課程修了で就職するものと漠然と考えていたわけです。

クエン酸

クエン酸の構造式
枸櫞(クエン)は中国の古語でレモンを示し、
クエン酸はレモン酸を意味する。



   一方、卒業論文の研究テーマは固定化酵素でしたが、大学院に進学してから修士論文の研究テーマがクエン酸発酵に変わりました。しかし、複数の先輩に尋ねたところ、「クエン酸発酵については宇佐美先生が研究し尽したのでもう新しく研究すべきことは何もないよ」と言われて仰天。途方に暮れたのを覚えています。しばらくの間、何を研究して良いのかも分らない状態で当面の実験を細々と続けながら、クエン酸発酵やその生産菌であるクロコウジカビ(Aspergillus niger)に関する文献を一所懸命に調べて片端から読み進めました。さらに、研究室に届くすべての専門誌(といっても当時は5〜6誌)の論文や記事をすべて読み、わからない内容に戸惑いながらも、とにかく考えました。

クエン酸糸状菌

クエン酸生産糸状菌のプロトプラスト
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  当時(1983年頃)の宇佐美研究室では遺伝子工学の研究(組換えDNA実験)に着手したばかりでした。また、世界的にも糸状菌(いわゆるカビ)については遺伝子組換えや細胞融合の研究がそれほど進んでおらず、クエン酸生産糸状菌の育種に遺伝子組換えや細胞融合の手法が使用されるのはまだ先のことと考えられていました。しかし、修士1年の秋頃には、自分の中でそれまで漠然としていた「自分の行いたい研究テーマ」が徐々に明確な形を取り始めていました。クエン酸関連の代謝の研究に遺伝子組換えや細胞融合の方法を適用することで、クエン酸生産糸状菌の改良を行いたいと考えたのです。しかし、これらの研究テーマにいきなり飛び込むことが困難なことも理解していました。研究が成功するかどうか以前の問題として、実験方法の確立と実験材料の準備に約2年を要することは明らかで、残りの1年半では決定的に時間が足りないわけです。目標が遠くに見えるものの地図がなく、そこに至る道も判然としないような状態で、索漠とした気持ちになりました。

  結局、修士2年生になる直前の3月頃に宇佐美先生との面談があり、思いがけず、博士課程への進学について尋ねられたのです。宇佐美先生から人としての生き方をもっと学びたいと考え、さらに、「宇佐美研究室」の雰囲気が気に入っていたのですぐに博士課程への進学を決断しました。学費のこともあるので家族にも相談しましたが、両親も博士課程への進学を喜んでくれました。とくに父は農学博士を取得していたこともあって、機会があれば私にも博士号を取得してほしいと考えていたようです。両親の気持ちには今でも、というより今になって大変感謝しています。つぎに、博士課程進学後の研究テーマについては、細胞融合法(プロトプラスト融合法)によるクエン酸糸状菌の育種に的を絞りました。具体的には2系統の株間における雑種形成を利用して新規なクエン酸生産糸状菌を作製することですが、これを自身の手で実現したいと考えました。それから数ヶ月は博士課程での研究に向けて研究内容を必死に考え、最短距離で重要な成果に到達できるようにすること、他の研究チームとの競争になっても負けない(研究の独創性が確保できる)ようにすること、の2点を重視して研究計画を立案しました。後者については、糸状菌の細胞融合に関する研究には多数(とくに海外)の研究者が参入し競争が激化することが予想されたからで、数年後にはこれが現実のものとなりました。はやる気持ちを抑えるため、修士2年生の9月初旬には山陰地方(松江や出雲、鳥取)に一人旅をしています。旅館で毎日数時間かけてノートに研究計画をまとめていったことも覚えています。

  実際の博士課程3年間の研究過程では、予想外のことを含めて種々のことがありました。実験結果を予想しながら、次の一手を常に考えながら研究を進めていったのもこの頃で、研究の方向性を見極める重要性を最も強く意識した時期でした。その中で、研究室の卒業生の方々から貴重なご助言や励ましをいただいたことで随分勇気づけられました。また、教育学部の安増教授(故人)をはじめ忘れ難い方々との出会いがあり、今でも一期一会の重要性を感じています。

技術的内容で先生がポイントと考えておられる点は何ですか?
〜〜〜ムリとムダのない、ヒトや環境にやさしい、安全性の高い化学技術がポイント〜〜〜

クエン酸生産の代謝機構

クエン酸生産の代謝機構
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   現在は、酵素や微生物細胞を素材として、有用物質の生産を目的とした応用生物化学研究に関する研究を進めています。酵素に代表される生体触媒は、常温常圧で基質特異的にあるいは位置選択的に反応を進めさせることができるため、ムリとムダがなく、ヒトや環境にやさしい安全性の高い化学技術を開発する上で理想的な素材です。そこで、私の研究室ではグリーンバイオテクノロジー(環境負荷低減型のバイオテクノロジー)を指向して、新規な反応を実現する微生物や酵素の探索、遺伝子工学や代謝工学を駆使した細胞機能の改良、生体触媒を利用した革新的バイオプロセスの開発を展開しています。

 宇佐美名誉教授が研究し、さらに工業的発酵生産を確立されたクエン酸発酵についての研究も継続しています。クエン酸生産糸状菌のAspergillus niger(クロコウジカビ)の機能開発を目的として、分子育種に関する研究を進めています。1980年代に細胞融合法を適用して、従来は困難であった系統の異なる生産糸状菌間での雑種株を作製しクエン酸生産性の向上に成功しています。現在は、遺伝子工学と酵素工学を利用しながら、代謝工学と呼ばれる方法で代謝の流れや代謝産物を改変することを行っています。クエン酸生産性の向上とともに、他の有機酸の生産や糖質からの芳香族化合物の生産も手がけています。
バイオ脱硫の模式図

バイオ脱硫の模式図
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     微生物は生命多様性の宝庫で、ヒトが持ち得なかった素晴らしい生物機能が自然界には多数存在しています。そこで特殊環境微生物を素材とした新規な応用技術の開発も行っています。これまでに軽油のバイオ脱硫を目的として難除去性有機硫黄化合物であるジベンゾチオフェンの脱硫を行う好熱性細菌を単離し、特異的な分解機能を酵素および遺伝子レベルで明らかにしました。また、バイオレメディエーション(生物機能を応用した環境浄化)を目的として多環式あるいは複素環式芳香族化合物の分解を行う細菌を取得し、優れた反応特性を明らかにしています。
  これらの研究は、早稲田大学の応用生物化学研究室の長い伝統に支えられたからこそ進められたものも多く、世界に先駆けた成果が得られたものと考えています。

先生の研究理念を教えてください?
〜〜〜「応用からはじめて見える基礎がある」〜〜〜

酵素を利用した選択的なメントールαーグルコシドの生産

酵素を利用した選択的な
メントールαーグルコシドの生産
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 地球には多種多様な素晴らしい生物が存在し、それが共生してこの星を育んでいます。地球(自然)が持っている力を最大限に活用して、役に立つ物質(化合物)を生物の力で創り出すこと、生物の力を人間の生活に役立てることを目的とした研究を進めています。「応用からはじめて見える基礎がある」を信念として、役立てることと、役に立つこと(応用)の観点から研究を開始して、従来の研究では見過ごされてしまった本質的に重要なこと(基礎)を見出すことに面白さを感じています。
また「ヒトが持ち得なかった素晴らしさもこの星には存在する」ことを信じて、酵素や微生物を利用した反応に興味を持って取り組み、新種の酵素の発見や特異的な酵素反応の開発にも成功しています。新規な酵素や微生物の探索から開始して、反応条件や培養条件の検討、酵素的性質や代謝機能の解明、遺伝子工学や細胞融合を利用した酵素や微生物の改良、新規な利用方法の開発、グリーンバイオテクノロジーの展開、などを一連の研究として行っています。自分の研究室で見出した新規な生命現象を出発点として、研究の応用展開を図ることを重要視しています。

これからの研究の展望を聞かせてください。
〜〜〜特殊環境微生物の機能を活用した化学製品のバイオ生産技術の開発が目標〜〜〜

 特殊環境微生物が生産する各種の酵素が産業に利用されており、特異的な生物機能はバイオテクノロジーの原動力となっています。化学的にも興味深い有用な代謝産物を生産することから、特殊環境微生物は21世紀の新たな化学産業を構築する上で鍵を握る重要な要素となると考えています。
  地球上の生命は約38億年前に誕生したものと考えられています。地球環境の種々の変化にさらされながら生命は進化してきたため、現在の地球上には過酷な環境条件下で旺盛に生育する微生物が存在します。これらが特殊環境微生物(または極限環境微生物)と呼ばれるもので、好熱菌(高温で生育)や好酸性菌(低pHで生育)をはじめとして多種多様な微生物が発見されています。各種の産業利用を目的とした場合に生体触媒(酵素や細胞)には特殊な能力が要求されることから、微生物の特異的機能が新規技術開発の鍵を握ることになります。優れた微生物を探索する力、特異的機能を検出する力が要求されるわけです。
  この研究分野における日本の研究力は高く世界をリードする立場にありますが、今後は特殊環境微生物の適応戦略をナノテクノロジーやケミカルバイオロジーの観点からゲノム情報を含めて網羅的に解析することにより、化学技術に大きなインパクトを与える発見と応用展開が期待できると思います。

酵素を利用した位置選択的な炭酸固定によるサリチル酸誘導体の生産

酵素を利用した
位置選択的な炭酸固定による
サリチル酸誘導体の生産
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 21世紀型の化学産業では、副生成物がなく常温常圧で駆動する環境負荷低減型の製造方法が理想となります。そのためには、代謝工学を活用して各種の特殊環境微生物の機能を合目的的に統合することによる、バイオ活用型化学製品の生産およびバイオ生産工場(バイオリファイナリ)の実現が期待されています。私自身はKIS(Keep It Simple)-バイオテクノロジーと呼ぶことにしていますが、単純で素晴らしいはたらきをするバイオテクノロジーで「ものづくり」に取り組むことを研究方針としています。

応用化学会の活動への期待を聞かせてください。
〜〜〜教室とOBのベクトルを合わせ、力が最大になるようにまとめることが強化策〜〜〜

 現在のOBの活動は大変にありがたく、応用化学会の活性化も素晴らしいと感謝しています。教室(応用化学科教員)側の考えとは異なる方向に進んでいる部分も若干ありますが、これについては両者でコミュニケーションを取り、相互の立場と考えを共有することで解決できると思います。教室側では考えられないような具体策が行動にとられてきているのも心強く、これからは相互に折り合いを付けてゆく過程に入るものと考えています。
  現在、応用化学科にかぎらず理工学術院の教員は本当に忙しくしています。中でも、応用化学科の教員は多忙すぎるようです。自身の研究で忙しいのなら良いのですが、実際には研究や教育以外のこと(例として、事務手続や学内外の会議、他者の研究評価)で時間を取られていることも多いのです。教室側が中心では物事が進まないということもあるかもしれませんので、応用化学会のOBによる支援を大変ありがたく感じています。

  応用化学会からの学生会員への対応はむずかしい部分もあります。異なる立場からの働きかけが同時にあるとニュアンスの違いから学生には混乱が生じます。就職懇談会では教員側と(一部の)企業側OBの考え方に食い違いがあったことなどは顕著な例です。
  失礼な言い方を承知で言えば、OBの方々が在籍された頃と現在では、大学自体が大きく変わっているのです。学生との関係で一例を挙げると「早稲田大学は放任主義」は大間違いで、「早稲田大学は学生に手厚い大学」となっています。ご存知でしょうか? 現在は、講義への出席も重視し、レポート等の不正は厳罰。秋には保護者を対象とした大学見学会(ペアレンツデー)も開催されています。教員が未成年の学生に酒を飲ませたらば大問題。研究室でも、化学実験を行う際には安全メガネをかけることが常識となっています。研究に関しても大きく変わりました(詳細省略)。OBの方々と学生達が交流することは重要で、OBの方々には応用化学科の昔のことも伝えていただきたいと考えています。その一方で、現在の大学のすがた、学生や教員の立場を理解していただき、その上で応対していただきたいのです。
  応用化学会の活動が活発になり、現在のような流れになってまだ2〜3年のことでもあるので、もう少し時間をかけてより良い組織へと改革していくことが必要と思います。OB会の役割も当然時代とともに変化していくものだと思いますし、現時点では試行錯誤もあるのが当然と考えています。教室(教員)側とOB各位の力についてベクトルを合わせ、その合成力が最大となるように、最大の効力を発揮できるように方向性を一致させることが最重要でしょう。一つの目標としては、約十年後(2017年)の応用化学科創立100周年と応用化学会創立95周年が実り多いものとなるように、多くの卒業生の協力が得られるような人的ネットワークを作り上げていくことがあります。十年後に向けての基盤づくり、数年ごとの応用化学会としての目標設定、などが重要でしょう。

21世紀を担うみなさんへのメッセージをお願いします。
〜〜〜明るく考えることが重要〜〜〜

若いみなさんには、次の三つのことを私のメッセージとして伝えたいと思います。
  はじめに、早稲田の応用化学科は世の中の役に立つ研究を行うことが本筋で、役立つ化学と役立てる化学に取り組んでください。そのためには、基礎から応用という流れだけではなく、時には応用から基礎を生み出すことも必要です。応用という視点から初めて(始めて)、基礎的(本質的)な、あるいは重要なことに考えを進めていくことも時には必要です。実学あるいは実践が求められる所以です。
  二番目には、地球のもつ生命の多様性に目を向けて欲しいということです。ヒトは従属生物であって他の生物の助けを借りなければ生きられない存在です。だからこそ、人間はより深く地球のことを知り、その重要性を認識することが必要なのです。また、私達の研究室で微生物を素材として研究している理由の一つは、微少な存在である微生物ですらヒトが持ちえなかった多種多様な能力を秘めているからで、地球の底力となっている素晴らしい可能性を知らしめてくれるからです。多様な生物を対照として様々な角度から自身を眺めることで、ヒトが素晴らしい可能性を有していることを理解できるはずです。
  三番目は、物事を自由に明るく考えることが重要と考えています。新しく面白いことを発見するには気分が高揚していないとダメで、やはり自由に明るく考えることが必要とされます。困ったとき、気分が落ち込んだときには早稲田大学の校歌が一番。私の場合、校歌を口ずさむことで暗いもやがはれ、目の前に突破口が開けることがあります。新しいことに取り組む場合にも、突飛なことをするのではなく、客観的に先入観をもたずにしっかり考えてから行うことが重要です。考え抜いた末に可能性がゼロでなければ、そこには新しい世界が拓けているのかもしれません。私達の研究室では、「今まで誰も発見したことがないものに挑戦しよう」の精神で取り組んだからこそ素晴らしい可能性を掴むことができたことも多く、地球の有する生命力の一端に触れ、その息吹を感じたような気分を味わいました。このような経験が、さらに新しい研究の出発点に導いてくれた場合もあるのです。自分の目でよく見て、耳をすませてよく聞き、自分の頭でしっかりと考えて進むこと、自由な心で明るさや楽しさを忘れずに取り組むことが大切です。

(文責 広報委員会 亀井邦明 取材日:2007/12/26)

桐村先生の研究や経歴についてより詳細を知りたい方は以下のリンク先なども併せてご覧ください。

応用化学科 研究者向けウエブサイト内の桐村先生の紹介
 http://www.appchem.waseda.ac.jp/fm-jp/kirimu-j.htm
  
応用化学科 高校生・受験生向け情報サイト内の桐村先生の紹介
http://www.waseda-appchem.jp/lab/kirimura.html
産学プラザ 研究者DB内の桐村先生の紹介
http://www.sangakuplaza.jp/page/158937
バイオサイエンスとインダストリー Vol.64 No.1(2006) p17-22
クエン酸発酵の分子機構に関する新たな視点
水処理技術 Vol.47 No.9 (2006) p397-402
(総説)廃水中に含まれる各種フェノール類の微生物変換
水処理技術 Vol.45 No.10(2004) p455-461
(総説)排水中および石油中に含まれる芳香族硫黄化合物の微生物分解