エデル・ペレス=ロペス:ゲノミクスとAIで植物病害と闘う
植物科学者との出会い

エデル・ペレス=ロペス:ゲノミクスとAIで植物病害と闘う

Botany One誌は、植物病理学、ゲノミクス、人工知能を組み合わせて、より耐病性の高い作物と持続可能な病害管理の開発に取り組む研究者、エデル・ペレス=ロペス博士にインタビューを行った。

https://www.botany.one/edel-perez-lopez-fighting-plant-diseases-with-genomics-and-ai/

これを気に入ってくれる人を知っていますか?

植物は驚くほど多様であり、植物学者も同様です。植物界の魅力的な物語を広めるという使命を帯びて、Botany One では、これらの素晴らしい物語の背後にいる科学者も紹介しています。

本日は、ラバル大学の准教授であり、昆虫媒介生物の侵入と新興植物病害に関するカナダ研究講座の教授でもあるエデル・ペレス=ロペス博士をお迎えしました。ペレス=ロペス博士は、植物病原体とその媒介昆虫に焦点を当てた研究グループを率いています。ペレス=ロペス博士の研究は、植物病理学、昆虫学、ゲノミクス、人工知能の交差点に位置しています。彼の研究グループは、植物病原体が宿主とどのように相互作用するのか、そして昆虫がこれらの病気の蔓延にどのように寄与するのかを解明することを目指しています。

ペレス・ロペスのチームは現在、主に2つの研究分野に焦点を当てている。1つ目は、 Plasmodiophorabrassicaeキャベツ、カブ、ブロッコリーなどのアブラナ科作物の根こぶ病の原因となる病原体について研究しています。ゲノミクス、AI、機能生物学を用いて抵抗性遺伝子を特定し、持続的な抵抗性品種の開発を支援しています。2つ目の研究分野は、細菌性およびウイルス性の植物病の主要な媒介者であるヨコバイに焦点を当てています。ここでは、気候変動下におけるヨコバイの生態、移動パターン、宿主植物との相互作用について研究しています。

両研究ラインにおいて、ゲノムツール、予測モデリング、AI駆動型アプローチを統合しています。最終的に、ペレス・ロペス氏のチームの目標は、農薬使用量を削減しつつ作物の耐性を向上させることで、持続可能な農業に貢献することです。研究室のソーシャルメディアやアウトリーチプラットフォームを通じて、研究のハイライトや現場での経験などを定期的に共有していますので、ぜひフォローしてください。 LinkedIn, 青空 (NAIST) と Facebook. 

植物に興味を持ったきっかけは何ですか?

不思議なことに、生化学を専攻していた初期の頃は、植物に特に興味があったわけではありませんでした。実際、植物形態学は私が最も難しく感じた科目のひとつでした。植物は人々が想像するよりもはるかに複雑で、その多様性は圧倒的です。あらゆる規則には必ず例外があり、それは時に苛立たしくもあり、同時に魅力的でもあります。

学部課程の終盤、植物病理学に興味を持ったことで、私の考え方は大きく変わりました。植物細菌学の研究室で働く機会を得たことで、私の思考は完全に転換しました。私を魅了したのは、病原体そのものだけでなく、植物が感染に対してどのように反応するかという点でした。植物は驚くほどダイナミックなシステムであり、常に周囲の環境を感知し、反応しているのです。

その時、私は植物が受動的な生物ではなく、能動的で、反応的で、非常に高度な生物であることを悟りました。植物と微生物の相互作用の複雑さ、そしてそれらが食料生産や生態系に直接的に果たす役割を考えると、この分野は知的に刺激的で意義深いものとなりました。それ以来、私は植物研究にすっかり魅了されたのです。

現在の研究分野を追求する動機は何ですか?

私の研究への道は一直線ではありませんでしたが、それが私の視点を非常に良い方向に形成してくれたと思っています。キューバで学部課程を修了した後、農業、特に果物や柑橘類の生産と密接に関わる研究機関で2年間勤務しました。この経験を通して、生産者が直面する現実的な課題や、植物病害が人々の生活に直接与える影響を目の当たりにすることができました。

生産者の方々と共に働き、作物の損失による影響を目の当たりにし、実践的な解決策に貢献する中で、私は強い使命感を抱くようになりました。この時期に、より確固たる科学的基盤を築きながら植物病理学の分野で研究を続けたいという強い意欲が芽生え、メキシコ政府からの奨学金を得て博士課程に進むことを決意しました。

博士課程では、ラテンアメリカでトウモロコシを襲う主要な病害に焦点を当て、トウモロコシの原産地であり栽培化の中心地であるメキシコの在来品種を研究しました。この経験を通して、基礎科学と応用研究を融合させることへの関心がさらに高まりました。また、文化的、生態学的、農業的な文脈がいかに交錯しているかを実感し、それが現在も私の研究の原動力となっています。

ペレス・ロペスは アブラナ 分野。写真提供者: エデル・ペレス・ロペス

植物を扱う仕事で私が最も好きなことの一つは、常に新しい発見の機会があることです。植物が成長し、発達し、さまざまな環境、特に病害の脅威にさらされた状況に反応する様子を観察するのは、いつも興味深いものです。特に新しい品種や遺伝子組み換え植物を扱う場合、これまで誰も見たことのない表現型を観察することには、他に類を見ないやりがいがあります。

植物は、優れた実験システムとしても活用できます。分子レベルでの相互作用から生物全体の反応まで、様々なレベルで仮説を検証することが可能です。小さな遺伝的変化や環境変化が目に見える形質にどう影響するかを観察するのは、この上なく満足感を与えてくれます。

科学的な側面だけでなく、植物と関わることで得られるより深い感謝の念もあります。植物は私たちの食料システムと生態系の基盤です。植物を研究することは、食料安全保障、持続可能性、そして人間の幸福に直接結びついています。

あなたの研究に興味をそそられた、またはインスピレーションを与えた特定の植物や種はありますか?もしそうなら、それは何ですか、またその理由は何ですか?

 

ええ、面白いことに、私が植物に魅了されたきっかけはコケでした。中学校の生物の先生が、校長室にコケを入れた小さなテラリウムを置いていたんです。先生はそれを使って植物の発育やライフサイクルについて教えてくれたのですが、私はコケの構造や成長にすっかり心を奪われたのを覚えています。コケは一見単純に見えるかもしれませんが、実に精巧な仕組みを持っています。そのライフサイクル、湿度の高い環境で生育する能力、そして生殖器官など、すべてが私を魅了しました。この幼い頃の出会いが、植物生物学への好奇心を掻き立てたのです。

私のキャリアは最終的にコケ類を専門とする分野にはなりませんでしたが、コケ類はかなりニッチな分野であるにもかかわらず、私はコケ類に強い愛着を感じています。自然の中でコケ類に出会うと、特に湿度の高い森林や日陰の環境では、必ず少し時間を取ってじっくり観察します。それはまるで、私の科学への好奇心の原点に立ち返るような感覚です。

科学会議でのペレスロペス氏。写真提供:エデル・ペレス・ロペス。

あなたのキャリアを特徴づけ、植物への魅力を再認識させた仕事上の経験や逸話を教えていただけますか?

私のキャリアの中で最も大きな影響を受けた経験の一つは、農家の方々と直接関わったことです。博士課程在学中、メキシコ南東部の山間部にある小さな農業コミュニティで時間を過ごしました。そこは大規模な工業型農場ではなく、農業が日常生活と深く結びついた小さな家族経営の農地でした。

農家の人たちがトウモロコシを手作業で収穫し、洗浄し、食用に準備する様子を鮮明に覚えています。植物から食卓に並ぶまでの全過程を目にしたことは、非常に感動的な体験でした。そして、私たちが普段食べているものの起源から、いかにかけ離れた生活を送っているかを痛感させられました。

これらの瞬間は、科学的に意義深く、そして人間味あふれるものでした。これらの家族にとって、作物は単なる商品ではなく、食料安全保障、文化、そして経済的安定の中心を成すものです。このことを目の当たりにしたことで、私たちの研究の重要性を改めて実感しました。植物科学は生物システムを理解するだけでなく、人々の生活や地域社会に貢献することでもあるのだと、改めて気づかされました。この視点は、今もなお私の研究を導き、原動力となっています。

植物生物学でのキャリアを考えている若い科学者にどのようなアドバイスをしますか?

私からのアドバイスは、忍耐強く、好奇心を持ち続けることです。植物はしばしば過小評価されがちですが、決して「単純な」生物ではありません。むしろ、驚くほど複雑で、驚きに満ちています。植物生物学の進歩は時に遅々としているように感じられるかもしれませんが、粘り強さが鍵となります。

若い科学者の皆さんには、学際的なアプローチを積極的に取り入れていただきたいと思います。今日の植物科学における最も刺激的な進歩のいくつかは、ゲノミクス、生態学、計算ツール、さらには人工知能の統合から生まれています。新しい手法を積極的に学び、分野を超えて協力することで、大きな変化が生まれるでしょう。

もう一つ重要な点は、研究を現実世界の課題と結びつけることです。食料安全保障、気候変動、持続可能な農業など、植物生物学は社会に直接的な影響を与えます。こうした視点を持つことは、大きなモチベーションにつながります。最後に、非直線的な道のりを恐れないでください。科学のキャリアはめったに一直線ではなく、産業界、フィールドワーク、あるいは異なる国での多様な経験は、視野を広げ、研究を意義深い形で形作っていくでしょう。

植物について人々がよく誤解することは何ですか?

植物は単純な、あるいは受動的な生物だという誤解が最も多い。実際には、植物は驚くほど高度な生物である。植物は周囲の環境を感知し、化学物質を介してコミュニケーションを取り、ストレス、病原体、さらには近隣の植物にも動的に対応する。また、植物を扱うのは「簡単」だという誤解もよくある。実際には、植物生物学には多大な忍耐力が必要だ。実験には数週間から数ヶ月かかることもあり、植物は微妙な環境変化にも反応するため、結果のばらつきも大きい。

人々は、日常生活における植物の重要性を過小評価しがちです。植物は食料源であるだけでなく、生態系、気候調節、さらには人間の健康にとっても中心的な役割を果たしています。植物がなければ、私たちが知るような生命は存在し得ません。ですから、植物はもっと高く評価されるべきなのです。

ペレス=ロペス氏が温室でインタビューを収録している様子。写真:エデル・ペレス=ロペス。

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著者

Carlos A. Ordóñez-Parra

カルロス(彼/彼)は、ブラジルのミナスジェライス連邦大学で博士課程に在籍するコロンビア人です。彼はBotany Oneの編集者であり、国際種子科学協会の広報担当官を務めています。Twitterアカウントは@caordonezparra.bksy.socialです。

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