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「蚊をニオイでコントロールする」論文から「化学物質で昆虫利用」を考える

今回はわりと固い話です。
前記事で、「蜂の巣の害虫であるハチノスツヅリガとハチノコを分けて養殖するには」
という問題を投げかけました。
今のところ、そのような技術はありません。室内で隔離するしかないのですが
この先大量に食用に使う場合は、何らかの革新的技術が必要ではないかと思います。
「この先利用可能性の高い応用昆虫学」として
応用昆虫学の最先端、マラリアを媒介する蚊の研究を紹介します。


蚊は、熱帯地域における重篤な感染症「マラリア」を媒介することで恐れられています。
原因となるマラリア原虫が蚊を介して血液内に侵入すると、
赤血球に寄生し、その機能を阻害することで、重度の貧血症状を引き起こします。
この原虫の対策となる「鎌状赤血球」の遺伝子をもつ人が
アフリカ地域に多くいることを考えると、
マラリアが我々ヒトに与えてきた影響の強さが想像できます。
当然ですが、蚊はヒトの出すCO2やニオイに誘引される性質があります。
そのため、今までの忌避剤は、ヒトの誘引性よりも強く
忌避する物質を使って、「虫避け」が行われてきました。
世界中で使われている虫除けDEETなどが有名ですが、
そのメカニズムは分かっていません。
こんなかんじ。

DEET→蚊(ブラックボックス)→忌避行動
DEEDのどこがどう効いているのか、
それ以上効くようにするにはどうすればいいのか
人体に影響が少ないようにするためにはどうすればいいのか
全く予想がつきません。
これでは、DEETより良い忌避剤を見つけるために
膨大なトライアンドエラーを繰り返す必要があり、研究費がいくらあっても足りません。
もちろん、ヒトは代謝するたびにどんどんニオイを発しますので
DEEDを24時間塗り続けることもできません。
かといって高濃度を使い続けると、
ヒトへの悪影響も心配です。
こんな感じ。
DEET+人→蚊(ブラックボックス)→誘引行動?忌避行動?
できるだけ少なく、
蚊の防除に効率的な物質を、効率的に見つけるのはどうすればいいでしょうか。


そこに踏み込んだがこちら。
Stop the Biting: Targeting a Mosquito’s Sense of Smell
元論文は
まずは去年の
「ヒトのニオイとCO2を感知する感覚細胞を(ほぼ)特定して、蚊をだますニオイを見つけたで」という話。
Targeting a Dual Detector of Skin and CO2 to Modify Mosquito Host Seeking
そして今年の論文
「蚊の組み換え体を使って1つの感覚細胞だけを操作して、とうとう本丸の細胞と受容体を特定したで」という話。
Multimodal Integration of Carbon Dioxide and Other Sensory Cues Drives Mosquito Attraction to Humans
この研究グループは、蚊の行動ではなく、蚊がヒトのニオイを検知するときに必要な
「感覚細胞一個」にターゲットを定めました。
そして、2の論文では感覚細胞における受容体タンパク質一個にターゲットを狭めています。
蚊のすべてをシミュレーションするのは難しいですが
「分子一個の挙動」ならば、現在のシミュレーション技術である程度の予測が可能です。
既知の結合分子からのシミュレーションによって、
この感覚細胞に影響をあたえる可能性の高いニオイ分子に検討をつけ、
実際に与えて、その行動や、神経活動を記録し、比較しました。
ヒトのにおい→受容体分子→感覚神経→脳→行動 というルートの
       ↑ココをターゲット
すると
人の匂いがある状態で、受容体の活動をキャンセルする物質や(ニオイを感じなくなる)
分子  とか
ヒトのニオイよりも低濃度で、受容体分子を活性化する、
ニオイ物質が見つかりました。
今までの忌避剤のような
「ヒトがいるけど臭くて近寄れぬ!!」
ではなく
「あれ? これヒト? ヒトのニオイじゃなくね?」
という感じでしょうか。
これらを組み合わせることで、
誘引性の殺虫トラップと、
撹乱性の「対蚊ステルス」を組み合わせることで
「ヒトと蚊の居場所をずらす」可能性が考えられます。
しかも、受容体分子のみをターゲットにしているので
蚊にとって致死的ではなく、薬剤耐性ができにくい、という大きなメリットもあります。


さて、
この研究から言えるのは
「化学物質をメインに利用している昆虫をダマす」
ということが、
技術的には十分可能であり、まだまだ実用化の余地がある、ということです。
そう考えると、
以前に「ダーウィンが来た」でやっていた昆虫食の猛禽類、ハチクマの
「スズメバチの攻撃を抑えるニオイ成分」なんかも候補に上がります
私のボスにこの話をすると、
「ハチクマがもしスズメバチを抑えるニオイ物質を持っていたとすると、初回から匂い物質を出していれば安全に捕食できるのに、攻撃受け放題だったのがおかしい。もしかするとスズメバチの
警報フェロモン自体が、長時間分泌されると攻撃を抑制するようになるのかも」
とのこと。
するとスズメバチの駆除の前に、その警報フェロモンを遠隔操作で噴霧しておき、スズメバチがひとしきり興奮した後に駆除(もしくは捕獲・捕食)できるのではないか、と考えられます。


さて
話を戻しましょう。
同様に、
ハチノスツヅリガは蜂の巣の害虫なので、
養蜂と同時に養殖することは困難です。
ところが、
蜂の巣のニオイに誘引されない状態を演出できれば、
同時に扱える可能性があります。
蜂の巣+撹乱ニオイ              誘引ニオイ 巣の残渣
         →ハチノスツヅリガの移動→
こうすることで
蜂の巣とツヅリガを近所で共存飼育できる可能性があります。
もともと養蜂には殺虫剤が使えないので
養蜂のさらなる高度化に他の昆虫を利用することは比較的簡単にできるでしょう。
「ハチで受粉した果物」と「蜂蜜」と「ハチノコ」と「ハチノマゴ」
養蜂の高度化が成功すれば、よりハチとヒトのいい関係が築けるのではないでしょうか。


更に、
化学物質によって社会を営んでいる「アリ・シロアリ」の利用にも
同様にニオイ分子を探索し、ヒトの匂いを撹乱することで
アリの子を効率的に捕獲出来ると考えられます。
「好蟻性生物」というものをご存知でしょうか。

日本では丸山宗利博士、小松貴博士らが精力的に研究をしている
分野で、
「アリの巣に居候」することで、
アリに用心棒をしてもらったり、アリのエサを分けてもらったり
あろうことかアリ自体を食べたりして暮らしています。
けしからん遊び人ですが、アリは主に化学物質をつかったコミュニケーションで
互いのニオイを確認し、社会生活をしています。
この時、視覚は余り重要でないらしく、アリの30倍以上の体重をもつ
巨大な昆虫も、アリの巣でのうのうと暮らしています。
アリにとって、サイズはあまり関係ないようなのです。
そのため、
ヒトが「ニオイでアリに擬態」することで
「アリのニオイをつけた巣箱」へ誘導したり
彼らのエサ収集能力や、用心棒、アリの子を食べたりする
「アリ食」にも応用出来る可能性があります。
オオシロアリ」の記事で言及した
「非木材林産物」としての利用が、これらの昆虫学の進展により
一気に進み、「養蜂」ならぬ「養アリ」が新たな半養殖昆虫になるのではないか、
と考えています。

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