ウミウシの謎に迫る！盗んだ葉緑体で光合成する仕組み解明にご寄付を！

 

 

 

 

はじめまして。ウミウシ研究歴15年、慶應義塾大学 先端生命科学研究所 特任助教の前田太郎です。最近では、嚢舌目ウミウシのチドリミドリガイのゲノムを解読し、この生物が光合成の遺伝子を持たないのに光合成をしていることを明らかにしました。

 

｜海の宝石「ウミウシ」とは　

 

頭にある触角が牛の角のように見えることから「ウミウシ」と呼ばれている生き物。その正体は、貝殻を持たない巻貝の親戚です。世界各地の浅い海にいて、カラフルな美しさから「海の宝石」と呼ばれることもあります。

 

 

 

世界では2000種類以上※1、日本でも1400種以上※2が生息しています。大きく分けると8つのグループに分類でき、今回の研究対象は「嚢舌類（のうぜつるい）」に含まれる「チドリミドリガイ」とその仲間たちです。

 

 

ウミウシは種によって異なるさまざまなものを食べます。よく磯でみられるアオウミウシはカイメンを食べます。ほかにもイソギンチャク類や、小さな甲殻類を食べる種類もいます。今回研究する嚢舌目ウミウシは、海藻を食べるベジタリアンです。

 

 

※1：http://www.seaslugforum.net/species.htm

※2：https://www.bun-ichi.co.jp/tabid/57/pdid/978-4-8299-8410-9/Default.aspx

 

 

｜これまでのウミウシに関する研究　

 

そのかわいらしい見た目からファンも多いウミウシですが、実は、ウミウシがどのように生きているのか、夜行性か昼行性か、どのように子供を増やしているのかなどといった基本的な事柄は十分に分かっていません。

 

 

このような基本的な情報が少ないことは、さまざまな研究を進めるにあたってとても深刻です。

 

例えば、餌が分からないため実験室での飼育が難しかったり、野外での採集を試みても、なぜか特定の時期に特定の場所でしか採集できず、一年のうち特定の時期しか研究ができなかったりします。

 

まだまだ謎の多いウミウシですが、その中には光合成ができるウミウシもいるのです。

 

 

 

 

光合成とは、「光のエネルギーを使って栄養分をつくるはたらき」です。植物や藻類は、光合成をすることで自分で栄養を作りながら生活しています。

 

しかし、動物は光合成をすることができません。その理由はもちろん、光合成の工場である「葉緑体」を持っていないからです。

 

しかし、チドリミドリガイなどのウミウシの一部の種は、食べた海藻の「葉緑体」を体の中に取り込んで、光合成ができることがわかっています（これを “ 盗葉緑体 ” と呼んでいます）。

 

 

 

｜これまでの研究でわかっていること　

 

ウミウシが葉緑体を別の生物から取り込む現象は、日本人によって世界で初めて発見された現象です（1965年、岡山大学の川口四郎先生によって発見（Kawaguti (1965)  Biol J Okayama Univ）。

 

しかし、それ以降の研究は欧米を中心に進み、国内の研究者の中でも、この現象自体、知る人がごくわずかという状態でした。

 

私は、2019年に国際チームの一員としてアメリカ産の盗葉緑体ウミウシ（Elysia chlorotica）の「ゲノム（DNAのすべての遺伝情報）」を解読し※3、続く2021年には、国内産の嚢舌目ウミウシ、チドリミドリガイとコノハミドリガイのゲノムを初めて解読しました※4。

※3：Cai et al. 2019, Sci. data.　※4：Maeda et al. 2021, eLife

 

その研究の中で、チドリミドリガイのゲノムから、葉緑体を別の生物から取り込む鍵になるかもしれない遺伝子も数十個見つけることができました。

 

しかし、盗葉緑体現象の研究はやっとスタート地点に立ったばかりです。

 

 

 

｜これから明らかにしたいこと　

 

① チドリミドリガイ以外のウミウシの光合成能力も調査する！

 

嚢舌目ウミウシは世界に300種類以上存在し※5、日本にも数十の種類が、北海道から沖縄まで分布しています。

※5：Jensen 2007 Bonner Zoologische Beiträge 55:255–281.

 

しかし、嚢舌目ウミウシのチドリミドリガイ以外の種が、どのくらい光合成の機能を維持するのかは十分にわかっていません。チドリミドリガイ以外の種でも光合成が可能なのかを「ウミウシ聴診器」を使って明らかにしていきます。

また、ウミウシが生きるために使うエネルギーに対して光合成はどのくらい貢献しているのか、光合成は生涯一定なのか、餌が変わると変化するのかなどについても「ウミウシ聴診器」で酸素発生という指標を使って計測します。

 

もしかするとこの中に、チドリミドリガイのように、長い期間、呼吸を上回る光合成を行えるスーパースターが隠れているかもしれません。それらの種を比較することで、盗みの技法がどのような環境で進化するのかも明らかにしていくことができます。

 

 

② 食べたものから葉緑体を盗み、光合成するしくみを明らかにする！

 

ウミウシは、葉緑体の盗みをどのように可能にしているのか。それを明らかにするためには、ウミウシをさまざまな環境に置いて、その光合成能力の変化を見ることが重要です。

 

温度や光の強さを変化させたり、光合成で生じる有害物質を除去できる化学物質を添加したり、ウミウシの遺伝子の働きを抑える環境に置いたりするなど、さまざまな刺激を与え、その状態での光合成やウミウシの元気度合いの変化を「ウミウシ聴診器」で調べます。

 

これにより、盗みの技術に関わっているウミウシの遺伝子を効率的に探すことができるようになると考えています。

 

 

③ ウミウシに関する基本的な情報を集める

 

さまざまな研究を進めていく上で、必要な基礎的な研究も「ウミウシ聴診器」にて実施していきます。「ウミウシ聴診器」は、ウミウシの活発さを測ることができます。

 

「ウミウシはどんな時に活発に呼吸しているのか？」「ウミウシの種類ごとに、その活発さに違うがあるのか？」餌を待ち伏せしたり、自ら追いかけたり、さまざまな生活をしているウミウシの活発さを調べることで、彼らの生き方をより深く知ることができます。

 

今回研究対象となるチドリミドリガイ以外の個体にも展開できる情報があるかもしれません。

ウミウシを愛する皆さんに、ウミウシの情報をたくさん届けられたらと思います。

 

 

｜クラウドファンディングに挑戦する理由

 

盗葉緑体現象の研究を進めていくには、ウミウシの基礎的な研究も必要です。しかし、「ウミウシはどのように生活しているのか」「どんな餌を食べているのか」といった、一見何に役立つのかが分かりにくい基礎的な研究は、公的な研究費の獲得が難しい状況です。公的資金である以上、その投入先は生活向上にすぐ役に立つ科学技術に傾斜しがちです。

 

そのような基礎的な研究についても、「ウミウシ聴診器」を用いれば調査を進めていくことができます。

 

しかし、自己資金で研究を進めていくには限界があり、このままではウミウシはいつまで経っても謎の多い生き物のままになってしまうかもしれません。

 

盗みの技法の研究を進めていくためには、研究費を獲得しづらい「その研究自体はそこまで重要に見えないが、最終目的を考えると欠かせない研究」があり、その点についても本クラウドファンディングで皆さんと一緒に乗り越えたいと考えているのです。

 

 

｜皆様からのご寄付で実現できること　

 

皆様からいただくご寄付で、彼らの光合成を細かく計測するための機器の購入・開発を行います。

 

多くの光合成生物の研究機材は、微生物のような小さな藻類や、動かない植物のために作られています。しかし、嚢舌目ウミウシは数センチと研究対象としてはとても大きく、活発に動き回ります。また、海水の中で生きているため、海水中でも計測ができる防水能力がある特殊な機械が必要になります。

 

今回購入を予定しているメインの装置は、海水の中でも数秒間ごとに細かく酸素濃度を計測し、それを数時間継続して計測できる最先端の機器です。このメインの機器に、ウミウシでの酸素発生能力の計測が可能な小型チャンバーを開発し、つなぎ合わせることで「ウミウシ聴診器」を制作します。

 

また、海水の攪拌かくはん装置や光環境制御機器などをつけられれば、さらに詳細にウミウシの光合成活性を調べることができるようになります。

 

 

 

 

「動物でも光合成ができる」

 

この現象が解明できたら、生まれた時は光合成能力を持たない生物に、光合成能力を与えることができるようになるかもしれません。また、光合成はビタミンや多様な化学物質の生産工場でもあるため、これを人工的に生物に追加することで、新たなバイオテクノロジーが生まれる可能性も秘めているのです。

 

最近では、GX（グリーントランスフォーメーション）という、「太陽光発電などのクリーンエネルギーを中心とした形に経済社会システム全体を変革しよう」とする取り組みがあります。動物が光合成をできるようになれば、いわば究極のGXとなることが期待できます。

 

ウミウシに関する研究をさらに力強く進めるために、ぜひみなさんのお力をお貸しください。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

・本プロジェクトでは、光合成するウミウシの研究に対して、ご寄付を活用いたします。必ずしもスケジュール通りに進行でき、想定通りの結果が得られるとは限りません。大幅な変更が生じる場合にも、活動報告などを通じてお知らせしながら、みなさまのご寄付を大切に活用して関連した研究を継続いたします。

 

・ご寄付のお手続き時に「応援コメント」としていただいたメッセージは、本プロジェクトのPRのために利用させていただく場合がございます。あらかじめご了承ください。

 

・寄付金領収書のお名前は、「ギフトお届け先」にご登録いただいたお名前となります。ご寄付後にアカウント情報を変更した場合でも、ご寄付時に入力したお届け先の宛名と住所は変更されません（個別にご連絡いただかない限り、原則としてご寄付時に入力いただいた宛名と住所に寄付金領収書をお送りさせていただくことになります）のでご注意ください。

 

・本プロジェクトのギフトのうち、【お名前掲載】に関するギフトの条件詳細については、リンク先（https://readyfor.jp/terms_of_service#appendix）の「支援契約」の中にある「●命名権、メッセージの掲載その他これに類するリターン」をご確認ください。

 

 

慶應義塾に対するご寄付は、税制上の優遇措置（寄付金控除）を受けることができます。

控除額の目安がわかる「控除額シミュレータ」はこちら

 

寄付金控除の概要
2011年度税制改正により、「所得控除」に加え、寄付者の選択により新たに「税額控除」の適用を受けられるようになりました。寄付金の約40％（但し所得税額の25％が限度）が所得税額から控除されます。

 

入学した年内の寄付金（入学願書受付の開始日から入学が予定される年の年末までの期間内に納入したもの）につきましては、「学校の入学に係る寄付金」とみなされ、寄付金控除の対象から除外されますので、ご留意ください。

 

＜例＞（税額控除を選択した場合）

 

※1 課税所得金額とは、給与所得金額（給与収入金額－給与所得控除額）から基礎控除、社会保険料控除、配偶者控除、扶養控除、生命保険料控除、損害保険料控除等の合計額を控除した金額をいいます。

※2 所得税の税率は、2011年4月1日現在の法令によります。

 

 

所得税の控除（寄付金控除など）
「税額控除」
税率に関係なく所得税額から直接控除されるため、所得控除と比較して、ほとんどのご寄付について減税効果が大きくなります。

（年間の寄付金合計額（注1）- 2,000円）× 40% = 寄付金控除額（注2）

→所得税額から控除されます。

例）寄付金が30,000円の場合の減税額 ： ( 30,000円（注1）－2,000円 ) ×40％＝11,200円（注2）

（注1）年間の寄付金の合計額が年間の総所得金額等の40%を超える場合は、40%に相当する額が限度となります。

（注2）寄付金控除額は、所得税額の25%が限度となります。

 

「所得控除」（寄付金控除）
所得控除を行った後に税率を掛け所得税額を算出します。所得金額に比して寄付金額が大きい場合には、税額控除より減税効果が大きくなります。

年間の寄付金合計額（注1）- 2,000円 = 寄付金控除額

→課税所得金額から控除されます。

例）寄付金が30,000円（所得金額が500万円の方）の場合の減税額：約5,600円

（注1）年間の寄付金の合計額が年間の総所得金額等の40%を超える場合は、40%に相当する額が限度となります。
 

住民税の控除
住民税（県民税・市町村民税）の寄付金控除制度が拡充され、自治体が条例で指定した寄付金が、新たに住民税の控除対象となりました。

入学した年内の寄付金（入学願書受付の開始日から入学が予定される年の年末までの期間内に納入したもの）につきましては、「学校の入学に係る寄付金」とみなされ、寄付金控除の対象から除外されますので、ご留意ください。

 

慶應義塾を「寄付金税額控除対象法人」として条例で指定している自治体
条例指定にあたり、自治体内に慶應義塾の代表所在地又は設置する学校を有することが主な要件とされています。

 

住民税の控除額
ご寄付いただいた年の翌年1月1日のご住所が、上記の都道府県・市区町村の方が対象となります。

（寄付金額（注1）- 2,000円）×控除率（注2） = 住民税の控除額

（注1）総所得金額等の30％が限度となります。

（注2）都道府県、市区町村合わせて最大10％

当該都道府県・市区町村から要請があった場合は、慶應義塾より寄付者名簿を提出することとなっておりますので、ご了承くださいますようお願い申し上げます。寄付者名簿には、寄付者氏名、住所、寄付金額、寄付金受領日を記載いたします。

 

 

 

法人税
慶應義塾（＝特定公益増進法人）への寄付金は、特別損金算入限度額①まで当該事業年度の損金に算入することができます。更に、前述の限度額を超えた部分の寄付金額については、一般寄付金の損金算入限度額②まで損金に算入することができます。

 

特定公益増進法人に対する寄付金の特別損金算入限度額

 

確定申告の際は、寄付金を支出した日を含む事業年度の確定申告書に以下の書類を添付してください。

①慶應義塾発行の寄付金領収証

②特定公益増進法人であることの証明書（写）
領収証裏面に印字しております。

 

・国税庁「タックスアンサー（よくある税の質問）」

・NO.5283 特定公益増進法人に対する寄附金