左から河内教授、荒木教授
大肠菌、枯草菌、酵母、ショウジョウバエ、线虫、ゼブラフィッシュ、マウスといったモデル生物は、近年の生命科学研究を牵引してきました。植物では、緑藻クラミドモナスやアブラナ科のシロイヌナズナ、蘚（セン）类のヒメツリガネゴケなどがモデルとして选ばれてきました。モデル生物の多くは海外の研究者によって研究基盘が整备されたものであり、日本発のモデル生物はメダカなどごく少数の生物种に限られています。
陆上植物の进化発生生物学のモデルとして、苔（タイ）类のひとつ、ゼニゴケ（学名： Marchantia polymorpha ）が注目されています。陆上植物の基部に位置するコケ植物タイ类は、生活环の大半が配偶体世代（単相 n ）であるため突然変异体の分离が容易であること、雌雄异株で人為的交配が容易なこと、减数分裂を経た遗伝学的に异なる胞子が多数得られることなどから遗伝学に适した材料です。また、ゼニゴケの繁殖様式は実験生物学を进める上でも有利な点があります。体制（体のつくり）は単纯ですが、有用作物を含む陆上植物に共通した基本的な特徴を备えていることや遗伝学や分子生物学の実験をおこなうのに优れた特徴を备えています。このような点から、陆上植物全体を代表する、シンプルでかつ扱いやすいモデル生物として期待できます。
ゼニゴケは世界に広く分布する植物で、ヨーロッパでは古くから植物学の研究対象として、盛んに研究され、教材としても亲しまれてきました。第二次大戦中には専门书も刊行されています。しかし、その后、あまり注目されなくなっていました。分子生物学研究の材料としてのゼニゴケに最初に着目したのは本学の研究グループでした。1986年には、ゼニゴケ属の培养细胞から、タバコ叶緑体顿狈础とともにはじめて叶緑体顿狈础の全塩基配列が决定され、叶緑体ゲノムにコードされる遗伝子の全体像と基本的な保存性が示されました。次いで1992年には同细胞から植物のミトコンドリア顿狈础の全构造が明らかにされました。さらに近年は约280惭产とされる核ゲノムについても解析が进んでいます。ゼニゴケは、8本の常染色体と性染色体（齿染色体または驰染色体）をもちます。植物性染色体として最初にゼニゴケ驰染色体の构造が明らかにされました。ゼニゴケのゲノムには进化的な位置を反映して、藻类および陆上植物に共通する基本的な遗伝子セットをもつことがわかりました。现在では、迅速かつ简便なゲノム编集も可能となり、もっとも遗伝子导入や遗伝子机能解析が容易な植物のひとつです。进化的な位置づけを考虑したモデル植物としての利用が広がっています。
今回、河内孝之 生命科学研究科教授と荒木崇 生命科学研究科教授の研究グループは、文部科学省科学研究費補助金 新学術領域研究「植物の発生ロジックの多元的開拓」の支援により次の活動を行いました。
- 第1回 国際ゼニゴケ研究トレーニングコースを開催
2016年2月25日から3月7日まで生命科学研究科においてThe 1st International Marchantia Training Course：（第1回国際ゼニゴケトレーニングコース）を開催しました。イギリス、ドイツ、スペイン、中国などの海外研究者や国内の外国人研究者ら8名が参加し、特別講義や講演会に加えて、ゼニゴケのゲノム解析、遺伝子解析、遺伝解析、顕微鏡観察といった実習を行いました。 - 国際誌Plant and Cell Physiologyにゼニゴケ特集を企画
John Bowman 博士（オーストラリア、モナシュ大学）とともに荒木教授と河内教授を編集者として、日本植物生理学会の発行する国際誌 Plant and Cell Physiology 2月号に、ゼニゴケ特集号を刊行しました。特集号では、ゼニゴケがもつ长い研究の歴史や最先端の分子遗伝学的実験手法を解説するとともに、过去にスケッチで记録された発生过程の検証と発生学用语の整理、そして研究コミュニティとしての遗伝子命名法の提言を行いました。また、ゼニゴケを材料として用いた先端的な研究を取り上げました。
ゼニゴケは、植物の进化多様性の理解に加えて、作物を含む被子植物と共通する陆上植物の基本的な制御ロジックを発见する上でも理想的なモデル生物としても期待されています。河内教授は3月7日発行の国际誌 Current Biology でFred Berger 博士（オーストリア、グレゴール?メンデル研究所）やBowman博士とともにゼニゴケの解説記事を発表しました。ヨーロッパを中心に200年以上前からさまざまな古典的な観察や実験に使われていたゼニゴケが、分子遺伝学やゲノム生物学の時代に日本（京都大学）発のモデル生物として再び注目を浴びています。現在、ゼニゴケ研究はまさに日本からの「ルネサンス」とも呼べる状況にあります。
タイ類のモデル植物： ゼニゴケ（左： 雌株、右： 雄株）
宝ヶ池株や京都大学理学部植物园で採集された北白川株が国际的な标準系统となっている。
