生命環境科学特別講義II

これまでの生物学・基礎生命科学研究の発展には、「モデル生物」が非常に重要な役割を果たしてきた。モデル生物とは、「大腸菌で正しいことは象でも正しい」という言葉に代表される生命現象制御メカニズムの普遍性を前提として、多くの研究者がさまざまな角度から集中的（および協力的または競争的）に研究するために選ばれた生物種である。これまでに、ファージ・大腸菌・ウニ・カエル・出芽酵母・線虫C. エレガンス・ショウジョウバエ・ゼブラフィッシュ・マウス・ラット・アカゲザル・シロイヌナズナ等が選ばれてきた。

しかし、これらの中には現在はほとんど研究対象として用いられていない生物種も存在する。また、過度に「モデル生物」に集中した研究の弊害も明らかになりつつある。（例えば、実験用ハツカネズミは野生のハツカネズミよりも遥かに飼育しやすいが、これは室内で「貴族的」に振る舞うように選択圧が掛けられた結果である可能性が高い。）

全ゲノム解析やゲノム編集、さらには細胞単位でのRNA発現解析が容易に行われるようになった現在において、何十年も前に選ばれた「モデル生物」を研究し続ける意味は存在するのであろうか？

本講義では、モデル動物の"Big Four"の１つとして知られる線虫C. エレガンスを主な題材として、「なぜモデル生物として選ばれたか？」「その結果として何がなされたか？」「最先端の現場では何が行われているか？」「未来の研究のためには何が必要か？」について、講師・木村が関与した「老化」や「microRNA」に関わる遺伝学的解析および「刺激〜神経活動〜行動」の多次元計測とその解析を中心として整理する（詳細は、下記「その他」参照）。

その上で、上記の知見および受講者からの研究提案とそれに対する議論などを介して、「モデル生物」の意義や可能性を現在の生命科学研究の視点から問い直す。これらの活動の結果として、将来において受講者自身が独創的かつ本質的な生命科学の研究対象や研究手法を選択するための手掛かりを獲得することを、本授業の目標とする。

本授業は集中講義であり、開講時期は8/6（水）〜8（金）の３日間（２限〜５限）、授業は10:30 ~ 18:00を予定してる（終了時間は前後する可能性がある）。

The concept of "model organisms" has played a crucial role in the advancement of biological and life sciences research. Traditionally, model organisms have been selected based on the assumption that fundamental biological mechanisms are universal, allowing concentrated research efforts across various disciplines. Examples include bacteriophages, E. coli, sea urchins, frogs, yeast, C. elegans, fruit flies, zebrafish, mice, rats, macaques, and Arabidopsis thaliana.

However, some of these organisms are now rarely used in research, and concerns have emerged regarding the limitations of relying too heavily on a small set of model species. Advances in genome sequencing, gene editing, and single-cell RNA analysis now allow researchers to explore a broader range of organisms, prompting the question: Does it still make sense to study model organisms chosen decades ago?

This course will use the nematode C. elegans, one of the “Big Four” model animals, as a focal point to examine key questions: Why was it selected as a model organism? What scientific discoveries have resulted from its use? What cutting-edge research is being conducted today? And what is needed for the future of biological research? Discussions will center on the instructor’s work in genetics related to aging and microRNAs, as well as multi-dimensional analyses of neuronal activity and behavior.

Through lectures, discussions, and student research proposals, this course will encourage a critical reassessment of the role of model organisms in modern life sciences. The goal is to provide students with insights that will help them make independent and innovative choices in their future research.

Course Format: Intensive three-day course (August 6–8), covering periods 2–5 each day.