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シロアリ






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生薬名・異名:基原

セルロース

アリ





木材分解酵素を持つ
  • 1998年.8月、農水省の蚕糸・昆虫農業技術研究所は生物系特定産業技術研究推進機構などとの共同で、シロアリが木の繊維質成分「セルロース」を分解する酵素を持っていることを発見した。
    セルロースを分解できる動物はいないというのがこれまでの常識とされたおり、シロアリも消化管に住む細菌の作用でセルロースを分解していると考えられてきた。動物の消化能力についての常識に見直しを迫る研究成果だと言う。
    研究グループはたくさんのシロアリを集めて体内の酵素を精製し、この中にセルロースを分解する『エンドグルカナーゼ』と呼ぶ酵素が含まれることを見つけた。さらにシロアリの遺伝子を詳しく調べたところ、この酵素を作る遺伝子があった。シロアリ自らセルロース分解酵素を生産し、消化管内に分泌していると考えられるという。
    この酵素は細菌が持つ同種の酵素と似ており、高いセルロース分解活性が確認出来た。セルロースは食物繊維に主要成分だが、これまで動物はセルロース分解酵素を持たないと考えられてきた。研究グループは「微生物だけがセルロースを分解できるとするこれまでの説は修正が必要」と指摘している。

  • 「シロアリは形もアリに似て、また社会性昆虫ということでアリと近縁の昆虫と思われがちである。だが、系統的にはゴキブリやカマキリと近い昆虫である。

  • シロアリが木材を食べるのは有名で、昆虫関係の教科書や百科事典をみると、たいてい以下のような記述がみられる。「シロアリが栄養源として木材を食べられるのは、牛や羊と同様に、腸内に多数の微細な原生動物が生息し、それら微生物が木の主成分であるセルロースを分解するからである」。
    この考え方は、ずっと当たり前のように信じられてきた。一方で、セルロース分解酵素のセルラーゼをシロアリ自身が持っているのではないかという疑問はかなり以前からあった。例えば、分類上高等なシロアリ類では、腸内に原生動物は見あたらず、其の代わりにバクテリアが住んでいる。このバクテリアはシロアリがセルロースが消化するのに十分な酵素を持っていない。また、下等なシロアリにおいても、腸内に原生動物がいないはずの有翅虫の幼虫からも酵素活性が見つかっている。
    蚕糸・昆虫農業技術研究所の渡辺祐文氏は、わが国の代表的なシロアリであるヤマトシロアリからセルラーゼの精製に成功した。この分解酵素の抗体をつくり、免疫組織学的にシロアリの体を染色すると、抗体に反応したのは、中腸ではなく唾液腺だけだった。唾液腺には大量の酵素が生産されていることが確認された。
    そして、渡辺氏のグループは決定的な証拠として、ヤマトシロアリからセルラーゼ遺伝子を単離した。シロアリ類からこの酵素遺伝子が単離されたのは、世界でも初めてで、この詳細は英科学誌ネイチャーの1998年7/23日号に掲載された。
    セルラーゼの遺伝子はシロアリの染色体セット(ゲノム)の上に存在し、予想通りシロアリの唾液腺で発現していた。また、遺伝子の構造もこれまで土壌菌類などの微生物でで知られているものとは明らかに異なっていた。シロアリのセルラーゼ遺伝子は、酵素の活性に関与する最小限の部分しか持たないコンパクトな構造をしているという顕著な特徴があった。
    わが国では沖縄県石垣島・西表島だけに生息する高等なシロアリ[タカサゴシロアリ]でも、セルラーゼがシロアリのゲノム上にあるという証拠が固められつつある。このシロアリでは酵素遺伝子が発現する器官は、ヤマトシロアリが唾液腺であるのとは異なり、中腸であった。
    2つのシロアリからのセルラーゼのアミノ酸配列は約80%と非常に高い類似性を持っていた。まらシロアリに系統的に近く、さらに下等なゴキブリでもこの分解酵素が単離され、そのアミノ酸配列はシロアリのものと非常に似ていた。
    昆虫でセルラーゼ遺伝子を持つのはシロアリなど食材性の昆虫だけなのだろうか?また、外の動物は本当にこの酵素をもたないのだろうか?新たな興味とナゾが生まれつつある。(竹田敏・蚕糸昆虫農業技術研究所企画部長)












2010年、岡山大学の松浦健二准教授らは、シロアリの女王が働きアリの繁殖を抑えるために分泌する「女王フェロモン」の正体を突き止めた。
人口的に合成して実際に繁殖を抑えることにも成功した。
成果は7/6の米国科学アカデミー紀要に掲載。
松浦准教授は日本で最も多く見られる「ヤマトシロアリ」の女王を200匹集め、分泌される成分を分析した。
果物にも含まれ菓子の香料に使われる「ブチルブチレート」と「2-メチルブタノール」であることを突き止めた。
2つの成分を合成して混ぜ、働きアリだけが100匹いる場所に漂わせると、0〜1匹しか女王にならなかった。通常は5匹程度が女王になる。
シロアリの巣では女王アリが卵を産んで子孫を増やし、働きアリはエサ運びや幼虫の世話などに徹する。女王が出すフェロモンが、働きアリが卵を産めるようになるのを妨げている。女王が死ぬとフェロモンの効果がなくなり働きアリの一部が女王になる。


2004年、ヒバから抽出した天然成分、ヒノキチオールの抗菌性を活用し、人体に影響が少ないシロアリ駆除剤を開発。カプセルに包み込んだヒノキチオールと、シロアリ繁殖につながる湿気を吸収するゼオライトで構成。京都大学木質科学研究所の試験によると、シロアリは平均90%が死滅した。効力は10年間


薬剤不要で
「○○工業はシロアリ侵入防止工法「ノンケミ アリダン工法」を開発。薄い片粒状のガラスを固めたり、特殊樹脂製のシートを敷いたりすることで配管などからシロアリが侵入してくるのを防ぐ。



にがり
豆腐作りに使う「にがり」を利用したシロアリ用の殺虫剤を開発
讃岐地方では江戸時代から伝わる土地改良方法を応用。昔から塩田が盛んでにがりが採れる。土地ににがりを入れると「害虫を防げる」という言い伝えがあった。
研究を始めると、にがり(苦汁)に含まれる塩化カルシウムにシロアリに対する殺虫効果が分かった。塩化カルスイムがシロアリの体内に入り細胞の電解質バランスを崩すことで殺虫効果をもたらしていた。





と腸内細菌も変わる
2012年、筑波大学の青柳秀紀教授らは、シロアリを活用して細菌を新たに見つけ出す技術を開発した。特定のエサを与えて腸内で増えた細菌をより分ける。
食品や医薬品製造に数多くの細菌が使われているが、未利用の細菌も多い。
研究チームは昆虫のエサが変わると、腸内に住む細菌の種類も大きく変化する現象に着目。木材を食べるシロアリに、化合物のフェノールを20日間与え、生き残った白WRIの腸を取り出して調べた。フェノールを食べて分解する細菌がシロアリの腸内で増えているのを確認した。
腸から取りだした細菌を培養する専用の器具も開発した。
直径約10cmのシャーレの中心部に不織布を敷き、その上に多糖類であるセルロースの薄膜を張った。このシャーレの底部に特殊な培養液を入れて使う。
培養積の成分を変えれば、他の物質を栄養にしている細菌も新たに発見できるとみている。


シロアリの腸内微生物のゲノム解読
本郷祐一・東京工業大学准教授らが、ある微生物を取りだしてその中にいる細菌を多数集めてゲノムの完全解読に成功した。
シロアリの腸内には数百種類の微生物が入れ子構造になって住んでいる。こうした微生物との連携があってシロアリは木を分解して栄養源にできる。300種類以上が共生している微生物の1種類が欠けてもシロアリは生きていけない。




nature,2012,11074
老いた働きアリ(Neocaoritermes taracua)は、銅を含んだ青い背嚢を持ち、敵めがけて破裂させることでコロニーを守る。






互いに協調して動くシロアリロボット
  • 2014年、アフリカに生息し巨大アリ塚を作るシロアリをモデルに、複数台がお互いに強調して複雑な構造物を作ることができるロボットを、米ハーバード大学のチームが開発した。
  • いったん完成図を入力すると、その後は人間の指令無しに1つずつブロックを運んで積み上げる。







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