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    ホーム > 新着ニュース > 2018年 > スピロヘータは実は有用微生物だった!~タカサゴシロアリ腸内で木材の消化をアシスト!~

    スピロヘータは実は有用微生物だった!~タカサゴシロアリ腸内で木材の消化をアシスト!~

     国内の温帯域に広く分布するヤマトシロアリやイエシロアリでは、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の分解を行っていることが知られていますが、熱帯域を中心に分布するシロアリの多くはこのような原生生物を腸内に保有していません。このようなシロアリは新たに派生したことから「高等シロアリ」と呼ばれ、国内では沖縄県内にのみに分布しています。高等シロアリの腸内におけるヘミセルロース分解の仕組みについては、これまで世界的にもあまり研究が進んでいませんでした。
     シロアリを中心とした食材性昆虫の木材分解メカニズムを長年研究している、琉球大学熱帯生物圏研究センターの徳田岳教授(本学卒業生)の研究グループと国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構の渡辺裕文主席研究員の研究グループは、昆虫の腸内微生物研究の第一人者である独・マックスプランク研究所のAndreas Brune教授とAram Mikaelyan研究員(現・米ノースカロライナ州立大学助教)、さらに抗体による微生物研究の第一人者である山口大学大学院創成科学研究科の藤島政博特命教授との国際共同研究により、高等シロアリの腸内でスピロヘータがヘミセルロースの主要成分であるキシラン分解に主要な役割を果たしていることを初めて明らかにしました。
     これまでに系統的に下等なシロアリの腸内では、木材分解は主に大型の共生原生生物が担っていることが知られていた一方で、スピロヘータは水素と二酸化炭素からの酢酸合成や空気中の窒素固定を行うと報告されていました。本研究結果は、系統的に高等なシロアリの腸内においては木材分解を担う原生生物が失われた代わりに、スピロヘータが木材分解にも関与するようになったことを示唆しており、一般的には病原細菌として認知されているスピロヘータの意外な一面を解き明かしたものとして注目されます。
     本研究では、シロアリの腸内共生スピロヘータ由来のキシラナーゼを大腸菌に作らせることにも成功しており、大量生産による産業利用などの応用への可能性を示唆しています。今後は応用原料としての木材からのキシロース生産と、それを出発点とする機能性糖類生産に活用されることが期待されます。

     

    【謝辞】
    本研究は、平成26年度発酵研究所一般研究助成、日本学術振興会科学研究費助成事業(26292177,15K14900, 17H01510)および日本学術振興会・ドイツ学術交流会による二国間共同研究(平成26年度特定国派遣研究者事業)の支援を受けて行われました。

     

    【論文情報】
    掲載誌:米国科学アカデミー紀要(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America) 11月26日掲載
    論文タイトル:Fiber-associated spirochetes are major agents of hemicellulose degradation in the hindgut of wood-feeding higher termites
    (和訳:木質繊維に付着したスピロヘータは、食材性高等シロアリの後腸においてヘミセルロースの主要な分解者である)
    DOI:10.1073/pnas.1810550115

     

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