百聞は一見に如かずというのは科学の世界でも通ずる言葉と思います。「見る（見せる）」データが及ぼす力は大きく、何より理解しやすい。難しい議論や数式を凌駕する場合があります。その方法は、新しい技術で見せるというよりは、古典的な分析方法の考え方を改変した発想の転換から生まれています。本稿では、質量分析を「見る」ことに転換した「イメージング質量分析（IMS）」の原理と、応用（特に農学）を紹介します。IMSは、多くの化学情報を視覚的に提供するもので、近年、医学、薬学、工学、そして農学と幅広い分野で多くの発見に寄与しています。今回、IMSに関する原稿を書かせていただくことを大変光栄に思います。著者は、2019年に新設した福島大学・農学群・食農学類の教員として現在務めています。ありがたいことに、1期生（108名）、2期生（100名）が学んでおります。
この「食農学類」も「見る」ことを研究の一つの柱としており、恐縮ではありますが、大学紹介も織り交ぜて対話形式でお届けしたいと思います（これを読まれているということは、編集者のお許しがでたということで大変ありがたく思います）。
司会担当 水田 稲穂（みずた いなほ：おにぎり担当大臣） 話し手 畑 作造（はた さくぞう：福島大学農学群教授）（登場人物はフィクションです。）
| 水田 |
おにぎり担当大臣の水田稲穂です。2019年4月より福島大学・農学群・食農学類が開設しました。今回は、食農学類の畑作造教授と食農学類の特徴についてお話ししたいと思います。畑先生、よろしくお願いします。 |
| 畑 |
よろしくお願いします。 |
| 水田 |
では早速、今回の食農学類開設、畑先生は、非常に画期的だと仰っていますが、中身がいまひとつ掴めない、という意見があります。ズバリ！どういう学類なのでしょうか？ |
| 畑 |
お答えします。食農学類とは、私達が生きていくために必要な食糧の生産を科学的に証明し、福島発の新しい、「食」と「農」に関わる研究を発信していく。これが、食農学類です。 |
| 水田 |
でも、食農学類って農業の仕方を学ぶ大学だと思われていませんか？ |
| 畑 |
いいえ、違います。食農学類とは、図1のように、農業と科学を融合して、すべての農学でおこる事象に科学的根拠を見いだします。そのために、育種、環境、食品、経営学と幅広い教員を集めました。 |
図1 食農学類のポスター
| 畑・水田 |
駆け抜けろ、実験室と農場（ラボとフィールド）！ |
| 畑 |
そして、「見る」研究を学類の柱の一つとしました。そのために、東北では初、日本では４台目となる、質量分析装置も導入し、オミクス解析だけでなく、高速イメージングを可能としています。目指すは、突き抜けた研究、教育です。」 |
| 水田 |
でも、「見る」ことと「食べる」ことっていまいち結びつかないんですが。 |
| 畑 |
例えば、私たち、日本人が主食としているお米の主成分はデンプンですよね。さらにお米には機能性成分も含まれています。でも、いくら科学的に成分表やグラフを示されても、そうなのかなぁと思うだけですよね。勿論、それに嘘はないですよ。 |
| 水田 |
はい。 |
| 畑 |
では、IMSでお米を見てみましょう。図2を見て、どちらが健康に良さそうって思いますか？ |
図2 米穀のIMS
| 水田 |
あ、これをみると、福島県産のお米が優秀だって感覚的に分かります。まさに、百聞は一見に如かずですね。 |
畑 |
そうなんです。これは、有機農法で栽培した玄米（福島県産）と一般的な農法のそれを比較したものなんです。 |
水田 |
玄米の周りの部分に機能性成分が多いんですね。玄米が健康に良いとされるのがすぐに理解できます。 |
畑 |
はい。どちらの米穀もアルギニン、ビタミンE、オリザノールといった機能性成分は糠層と胚芽部位に局在していますね。そして、有機農法の場合は、胚乳部位にも局在している。栽培法が異なることで機能性成分の局在に差が出ることは、食品の付加価値を上げることになります。 |
水田 |
今、見て思ったのですが、アルギニンは、肝機能改善、二日酔い軽減の効果が見込めるんですね。この米穀で日本酒（精米歩合が70%以下で「本醸造」、50%以下で「大吟醸」）を作った場合、内部にアルギニンが存在しているので、酔いにくいお酒になりませんか？ |
畑 |
なるほど、それは面白い発想ですね。もうひとつ、二日酔いの朝に食せば早めに体調が戻ることも期待できますね。「朝食べる米」という新しい食の提案ができるかもしれません。 |
水田 |
なるほど、「見る」科学を使って、私たちの「食べる」ことが豊かになるなんて、とってもワクワクしますね。 |
| 水田 |
では、先生、結びに受験生の皆様に、力強いメッセージをお願いします。 |
畑 |
受験生の皆さん、どうか、前期試験では食農学類、後期試験でも食農学類を志望いただきますよう、お願いいたします。 |
畑・水田 |
私たちは日本の未来を耕します！ |
福島県はフルーツ王国（1年中果実が取れる）です。あんぽ柿（干柿）も名産の一つですが、震災以降いわれのない風評被害で売り上げが下降気味です。美味しさに加えて、機能性を科学的に付加させることで消費の拡大が見込めないか研究をしてみました。
図4にあんぽ柿のビタミンAとビタミンB6のイメージング質量分析像を示します。生柿と比べて、ビタミンAは果皮側で増大しています。これは、加工の過程で柿のβカロテン（ビタミンAの2量体）がビタミンAに変換されたことを示しています。ビタミンAは最近ではしわ取りクリームなど化粧品にも配合されています。あんぽ柿の特徴として内部が瑞々しいことが挙げられます。ビタミンB6 は水溶性ですから加工の過程で内部へ移動（外側の水分が減る）し増加したというよりは内部に多く局在していると考えます。ビタミンB6はお酒の悪酔い防止に効くとされ処方箋薬（ピリドキサール）として扱われています。美容と健康に良いとされる成分があんぽ柿一つで摂取可能と言える可能性があります。
図4 あんぽ柿のイメージング質量分析
コエンザイムQ10 （CoQ10）は、アデノシン三リン酸（ATP）産生に関わる重要な補酵素で、肉類、野菜（特にブロッコリー）に含まれています。近年、脳の活性化にも効果があるとされていますが、脳内のCoQ10局在は解明さていませんでした。マウスは体内でCoQ10を産生しません（代わりにCoQ9を産生します）。そこで、CoQ10摂取後、脳内からCoQ10検出されれば、外在性（摂取した）のCoQ10が血液脳関門を超えて脳内へ送達されたことになります。マウス脳をIMSで可視化したところ、非摂取群と比べて、脳の記憶、運動、生命維持といった重要な部位でCoQ10が増加していました（図5）。非摂取群のバックグラウンドは給餌した試料中にもCoQ10が含まれているためです。増加部位で興味深いのは、黒質（ドパミン産生部位）と呼ばれる部位で、摂取前より3倍Re-CoQ10（還元型CoQ10）が増加していました。CoQ10が増加することは、その部位でATP産生も増加することが見込めます。黒質はパーキンソン病で犯される部位であり、その部位の活性化をCoQ10摂取で実現できれば、疾病予防、症状の改善ができるのではないかと考え研究を続けています。
図5 脳に効くコエンザイムQ10
筆者としては、IMSが農学，食品分野への寄与が一層強まればと思います。食品などは、実際に我々が口にする物ですから、その品質や安全性を示すことは必要です。IMSは食品（農産物、畜産物、海産物）の一部を切片とし測定するだけでよいので、群ではなく個体の検査が可能です。また、栄養成分、機能性成分が豊富に含まれている部分は何処なのか、食品の付加価値となる根拠を視覚的に表すことは生産者にとって消費者へ伝えやすいものになります。IMSが、穀物の品種同定、品質保証が迅速に、簡易に、分かりやすく一般消費者にまで伝わる分析手法として定着して欲しいと願います。また、希少価値の高い食品などは偽物が市場に出回ることもあり、本法を視覚的な品質保証データとして添えることも一計ではないでしょうか。残留農薬検査などの衛生分野、新規加工・修治（栄養、機能性成分リッチな部分のみを残し、他の部分を切りとること）部分の決定法など加工学分野においても本手法が注目されています。
但し、可視化するということはインパクトが強い反面、標的物質が多量に存在するかのような誤解を招く事もあります。IMSで作成された画像は相対強度であり、定量性は今後の課題であります。同じ物質の局在を比較することは問題ありませんが、他の物質とその存在比を単純には比較できません。クロマトグラフィや他の実験結果と総合的に判断することは必要です。
