シロアリ新発見

本日ご紹介させていただく内容は 化学工業日報の2018年12月の記事です。 【琉球大など】 琉球大学熱帯生物園研究センターの徳田岳教授と農研機構の研究グループは、独マックス・プランク研究所山口大学と共同でシロアリの腸内で餌の木片に大量に付着した微生物スピロヘータがキシラナーゼと呼ばれる消化酸素を生産し、木材に含まれるヘミセルロースの主成分である、キシランの分解に主要な役割を果たしている事を突き止めた。これまでキシラナーゼを生産するスピロヘータは、知られていなかった。 研究グループは、シロアリ腸内共生のスピロヘータ由来の同酸素を遺伝子組み換えにより、大腸菌に作らせることにも成功。産業利用の可能性があるとしている。今回の成果は、研究グループが食材昆虫の木材分解メカニズムを研究する中で、沖縄県八重山諸島に分布する、タカサゴシロアリの腸内の調べるなどして得られた、国内温帯域に広く分布するヤマトシロアリや家シロアリは主に、腸内に共生する原生生物が木材に含まれるセルロースや、ヘミセルロースを分解している事が研究報告されている。 熱帯域を中心に分布するシロアリの多くは、高等シロアリと呼ばれているが、研究グループではこれらの町内の木片に付着した特定の、バクテリア群集がセルロース分解に重要な役割をしている事を突き止めており、今回ヘミセルロース分解の仕組みについて追求した。スピロヘータは螺旋状の形をした最近で特に人の感染症である、梅毒の病原細菌として知られている。研究グループは、得た成果によれば ①シロアリの後腸でのキシランの分解活性がセルロース分解活性よりも高い事。 ②木片に付着のバクテリアだけ単離し、次世代DNA解析装置【NGS】で発言遺伝子の網羅的解析を行い特定の種類の、キシラナーゼ遺伝子群がもっとも高発現していた事。 ③木片付着細菌群を抗原して、モノクローナル抗体を作成によりキシラナーゼに反応する抗体が螺旋状細菌を認識していた事。 ④NGSで木片付着細菌群のゲノムDNA配列を網羅的に取得したデータを情報処理的手法により、解析した所高発現キシラナーゼ遺伝子が、スピロヘータのゲノム上に存在する事が明らかになった。今回の成果を生かしシロアリ腸内に強制するスピロヘータ由来のキシラナーゼを遺伝子組み換え技術により量産化する事でキシランからの、キシロース生産やこれを原料に、キシリトールと言った機能性とお類生産が考えられる。 また、キシロースを乳酸に転換する酵母を分子育種しバイオプラスチックの生産技術の開発を進めている企業もあり、バイオマス利用への道が開ける可能性がある。成果は、【米国科学アカデミー紀要】(PNAS)掲載された。