京都大学大学院農学研究科 21世紀COEプログラム 昆虫科学が拓く未来型食料環境学の創生pic
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ニュースレター

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N0.7 (May 11, 2006)
エントモミメティクサイエンスへの招待

2006年3月27日から29日に掛けて開催された日本応用動物昆虫学会第50回大会で、藤崎憲治(拠点代表)、佐久間正幸および刑部正博が主催者兼講演者となり、「エントモミメティクサイエンスへの招待」と銘打って小集会を開催しました。

本年は、学会の50周年記念大会ということで初日に記念行事がもたれた関係で、日程がやや窮屈になり、小集会は2日目に14会場で一斉に行われました。そのため、当初は観客の動員が心配されましたが、大盛況とまでは言えないまでも、まずまずの盛況(参加者数33名)で主催者の一人として安堵しました。大会会場では、今回は当拠点が小集会を開くということもあり、「エントモミメティクサイエンス」という新しい名前の元に当COEが何をするのかということに対する興味と、また「昆虫」をテーマにした唯一の21世紀COEということに対する期待の声もあり、責任をも実感しました。

小集会では、はじめに藤崎先生が「エントモミメティクサイエンスの概念と概要」と題して、昆虫のデザインや生理、生態から生きる知恵を学び、食糧問題や環境問題にチャレンジするエントモミメティクサイエンス(昆虫模倣科学)を、世界的に発展しつつある「バイオミミクリー」や「ネイチャーテクノロジー」にも通じる概念として紹介しました。藤崎先生が、引き続き「環境適応の視点から」と題して、地球温暖化が昆虫の分布に及ぼしている影響を中心に、チョウ類の分布拡大(北進)を中心に多くの具体的な例を交えながら環境センサーとしての昆虫の働きを紹介し、また環境適応グループが芦生演習林で大々的に計画している調査の概要について説明しました。次に、刑部は「情報伝達の視点から」として植物と昆虫の相互作用に焦点を絞り、エリシターの生合成や植物の防御物質に対する対抗適応などについて、情報伝達グループのこれまでの研究成果を紹介しました。また、フィールドロボテクスと生態情報開発学という、従来にはない異分野間の共同研究として進めているハダニの風分散に関する空気力学的解析の一部についても紹介しました。最後に佐久間先生からは、「エントモミメティクエンジニアリング:昆虫の構造と機能を模倣する技術」と題して、小型ロボットにおける6脚歩行の利点や昆虫の持つ様々な機能をロボットに取り込むことの意義などについて、実際に開発中のロボットのビデオなどを交えながら紹介しました。

当初、個々の発表に関する議論を含め、小集会の最後に討論の時間を設ける予定でした。しかし、ついつい講演に熱が入ってしまい、最後の佐久間先生の講演が終わったときには既に会場の使用時間を10分以上経過してしまい、議論の時間が持てなくなってしまいました。会場には外部アドバイザーをお願いしている細田奈麻絵博士(独立行政法人物質・材料研究機構)もわざわざお見えになっていただけに、議論ができなかった点は、心残りでした。とはいえ、個人的には参加者から感想も聞くことができ、「エントモミメティクサイエンス」という聞き慣れない名前が多少なりとも理解されたのではないかと期待しています。
(生態情報開発学分野 刑部正博)

「植物化学因子の生態系多重効果:その生成機構と展望」に参加して

2006年3月28日(火)に、京都女子大で開催された日本農芸化学会シンポジウムの一つとして、「植物化学因子の生態系多重効果:その生成機構と展望」が、21世紀COEプログラム「昆虫科学が拓く未来型食料環境学の創生」の共催行事として開かれました。今回の農芸化学会では、20のシンポジウムが企画されていたにもかかわらず、本シンポジウムには大学関係者だけではなく企業の参加者も多く見受けられました。また、本COE第8回昆虫科学セミナー(2005年5月27日)でご講演頂いた山口大学名誉教授、畑中顯和先生にもご参加頂きました。

シンポジウム各演題と講演者は、「アレロパシー:みどりの香りと意外な低分子植物生理活性物質」(農業環境技術研究所、藤井義晴先生)、「ピレトリン生合成とみどりの香り」(近畿大・農・応生化、松田一彦先生)、「みどりの香りによる植物生態系の制御」(山口大・農・生物機能、松井健二先生)、「哺乳類における匂いの学習記憶の分子機構」(高知大・医・統合生理、椛 秀人先生)、「みどりの香りの疲労予防・回復効果」(阪市大・医・システム神経科学、渡辺恭良先生)、そして、「植食者−植物−天敵間相互作用の鍵化合物 volicitin の生合成」(筆者)でした。各講演の詳細は2006年度日本農芸化学会大会講演要旨集を参照頂きたいと思いますが、私なりに興味深かった点を簡単に報告します。

藤井先生は、アレロパシーに注目されています。アレロパシーとは、植物から体外に放出される生理活性物質が他の生物に何らかの影響を及ぼす現象です。この中で藤井先生は、農業生態系において実際にアレロパシー物質を利用するためには、単に活性の強い物質に注目するのではなく、その放出量も考慮した「全活性法」を評価する考え方の重要性を強調されました。私のような有機化学者はとかく微量で生理活性を示す「比活性の強い化合物」に注目しがちです。この「全活性法」の考え方から、ヘアリーベッチ(和名シラゲクサフジ)から雑草の抑制作用物質としてシアナミドを同定するなど、興味深い発表がありました。

松田先生と松井先生からは、みどりの香りについての興味深い講演を頂戴いたしました。みどりの香りとは、我々にも馴染みがある、植物を傷つけた時に出てくる「青臭い匂い」で、化学的には、(E)‐2‐ヘキセナール、(Z)‐3‐ヘキセノール等の炭素数6の揮発性アルデヒド、アルコール、エステル類の総称です。松田先生はみどりの香りと除虫菊の殺虫成分ピレトリンの生合成について講演されました。除虫菊に傷害を与えると、みどりの香りとテルペン類が特有の時系列で生成します。興味深いことに、無傷の除虫菊にこれらの成分を気体として与えると、それぞれ異なる様式で、ピレトリン生合成に寄与する酵素遺伝子の発現を調節するとのことです。一方、松井先生は、シロイヌナズナを用いた実験の報告です。やはり無傷のシロイヌナズナをみどりの香りに晒すと、カルコン合成酵素やグルタチオン−S−トランスフェラーゼ等の防御関連遺伝子の誘導が見られ、重要病害である灰色カビ病菌に対する抵抗性が増強しているとのことでした。いずれも、植物−植物間相互作用の因子として、みどりの香りが重要な役割を果たしていることを示し、今後の展開が楽しみです。

椛先生と渡辺先生には、動物からのアプローチという内容で講演して頂きました。椛先生は、特定の感受性期に成立し、生存に不可欠な匂いの学習機構の分子機構について、雌マウスによる雄マウスのフェロモンの記憶と妊娠についてのお話でした。交尾を契機に、雌マウスは交尾した雄マウス尿中のフェロモンを記憶します。ところが、別の雄のフェロモンで受胎して間もない雌を刺激すると、妊娠が阻止されます。では、何故交尾雄のフェロモンでは妊娠が阻止されないか。実は、雌は交尾雄のフェロモンを記憶しており、この記憶によって妊娠阻止を回避しているのです。この妊娠阻止の回避システムは、シナプスの可塑的変化により制御されているということでした。渡辺先生は、サルやヒトを用いて疲労負荷による疲労度の客観的指標・定量法を確立し、みどりの香りの疲労予防や回復効果を定量的に示されました。疲労においては、何らかのエネルギー危機が生じ、グルタミン酸の供給量が低下します。この低下が、前頭前野、前帯状回のグルタミン酸−セロトニン系の神経伝達系間連鎖に影響し、疲労感が増幅・遷延します。しかし、みどりの香りはグルタミン酸の供給の低下を防ぐ方向に働き、疲労感を軽減するとのことでした。

以上、今回の農芸化学会でのシンポジウムを簡単に紹介いたしました。植物はまだしも、動物系の研究者とシンポジウムを行う機会は、私にとっても初めての経験でした。しかしながら、いろいろな意味で刺激を受けたシンポジウムでした。その後の昼食会でも大いに盛り上がり、今後の発展を目指す確認をしました。ご存知のように、我々のCOEも、昆虫だけではなく、ロボティクスや森林や魚を含めたフィールド科学の分野から成り立っています。今後も、異分野間での融合を重視し、刺激し合いながら本COEプログラムを展開してゆきたいと考えています。
(化学生態学分野、森直樹)

カナダへの短期留学を終えて

本プログラムの短期留学制度を利用して、2月下旬から約3週間、カナダのブリティッシュ・コロンビア大学(UBC)のDiane Srivastava博士の研究室を訪問してきた。博士は樹洞などに形成された水たまりや苔の中に棲む生物群集を研究されている生態学者である。5年前に初めてSrivastava博士の論文を読み、大変興味をひかれ、自分の研究にも大きな影響を受けたことを覚えている。ぜひ一度お会いして指導を受けてみたいと思い、連絡をとったところ、幸運にも承諾の返事を頂くことができた。そして、研究室のセミナーで発表する機会を頂き、さらには作成中の論文をチェックしていただけることになった。

バンフィールド村の風景
バンフィールド村の風景

到着して1週間後に早速セミナー発表があった。初めての英語でのプレゼンテーションということもあって準備は結構大変だったが、幸いそんなに緊張することなく発表することができた。樹液に集まる昆虫というのは日本以外の国ではなじみが薄いだけに、内容を分かってもらえるかどうか心配だったが、興味を持って聴いてもらえたようだった。また、論文校閲の結果、データの解析を全てやり直すことになったが、Rというプログラムや多変量解析ソフトを用いた解析方法を丁寧に教えていただいた。特に、Rは初心者にとって使いこなすのがかなり難しいものなので、直接教わることができて非常に有益だった。さらに、Pacific Ecology & Evolution Conferenceという学会に参加する機会も得た。この学会はカナダ西部の大学の学生が主催する小規模なもので、バンクーバー島のバンフィールドという村にある臨海実験所で行われた。非常に風光明媚な所で、春になるとたくさんの鯨が現れるそうである。学生たちの多岐にわたる研究発表を聴くことができ、長旅で多少疲れたものの、有意義なひとときを過ごすことができた。

学会のwelcome partyにて
学会のwelcome partyにて

大学内でも頻繁にセミナーが開かれており、外部から招いた演者による大きなセミナーから、研究室単位の小規模なものまで様々である。滞在中には多くのセミナーに参加することができたが、なかでも印象に残っているのが文献セミナーである。単なる論文紹介ではなく、論文の内容を基に考えた新たなアイデアを発表し、それについて議論するというものだった。私が参加した時はSrivastava博士が担当だったが、驚いたのはその議論に院生が積極的に参加していたことである。彼らの勉強量と知識量の多さにはつくづく感心したが、それに加えて、わかりやすく自分の意見を伝える能力(広い意味でのコミュニケーション能力)も優れているという印象を受けた。おそらく普段からセミナーや研究室などで活発に議論することで、そういった能力を向上させているのであろう。彼らのこのような研究に対する積極的な姿勢は、見習うべきところが多いように感じられた。

グリーンカレッジ
グリーンカレッジ

現地ではグリーンカレッジという学生寮のビジタールームに宿泊していた。十数年前に設立されたこのカレッジは学部横断的な組織も兼ねており、寮生やゲストスピーカーによる講演が頻繁に行われている。ここには様々な専門分野、国籍の学生が100人近くも暮らしている(ある寮生と話したときに、「私が訪問しているのは動物学科(Department of Zoology)だ」と言ったら、「グリーンカレッジはZOOみたいな所だ」と言われたことがあった)。朝食と夕食時には寮生たちとテーブルをともにするのだが、その時に彼らの方から気軽に話しかけてきてくれたおかげで、多くの学生たちと楽しく話をすることができた。食事をしながらの英会話は苦労することもあったが、普通なら自分の研究分野以外の人たちと話す機会はあまりないので、このような貴重な体験ができて本当に良かったと思っている。

今回の短期留学は、京大の研究室しか知らない私にとって非常に良い刺激になったと感じている。憧れの研究者のもとで学び、多くの同世代の人々と交流できたことは、これからの研究生活の上で大きな財産になったと確信している。己の勉強不足や積極性のなさを痛感することも多かったが、こういった反省点は今後ぜひ生かしていきたい。滞在中は多くの人々のご厚意のおかげで本当に楽しく過ごすことができた。研究面から日常生活に至るまで終始面倒を見ていただいたSrivastava博士および研究室や寮の学生・スタッフの方々にこの場をお借りしてお礼申し上げたい。そして、最後になったが、このような素晴らしい機会を与えてくださった本プログラムおよび藤崎憲治教授に心より感謝申し上げます。
(昆虫生態学分野 吉本治一郎)

アメリカへの短期留学を終えて
タバコスズメガ幼虫
タバコスズメガ幼虫

昨年11月、米国ペンシルヴェニア州立大学に一ヶ月近く留学してきました。この大学は、ワシントンやニューヨークまで車で3時間という山間の小さな街にあります。古典的な赤レンガが紅葉に映える美しいキャンパスから離れること徒歩20分、黒牛の牧場を越えたところに、私がお世話になったTumlinson研とTom Baker博士やPark博士たちが仲良く暮らすChemical Ecology 棟がありました。ここで私は、アメリカンな体格のタバコスズメガを使って、これまでハスモンヨトウで明らかにしてきたvolicitin生合成メカニズムの比較実験を行いました。

タバコスズメガManduca sextaはカイコ同様に重要なモデル昆虫で、生理学的知見に加え生態学的な方面でも多くの情報が得られるのが魅力です。また当然ながら、これまでTumlinson研はもちろんドイツの研究チームも、volicitin関連研究のモデル昆虫としてタバコスズメガを用いてきたため、彼らの研究と私のハスモンヨトウのデータをリンクさせるという意味においても、今回の共同研究には期待がもたれました。

短期留学の一番難しい点といえば、実験できる環境をいかに早く立ち上げるかだと思います。夏にベルギーに留学した生物調節化学の小倉君の体験談を聞いていたので、かなり周到に準備していたつもりでした。......が、実際には、メールでリストアップしておいた試薬が揃ってなかったり、太鼓判を押してくれた肝心の芋虫がもぬけの殻だったりと、その難しさは予想以上でした。滞在期間を2週間にケチらなくて良かった、とこの時は思いました。

Penn State Univ. の時計台
Penn State Univ. の時計台

平日の労働時間が短いことにも戸惑いました。教授はもちろん学生もほとんど5時6時には帰宅してしまい、いつものペースで実験していると8時頃には誰も建物に残ってなくて、私が鍵をかけて出ることもたびたびありました。どこからあれだけの論文データが出てくるのか不思議になるほどです。確かに、昼夜連続分析ができるオートサンプラーがGCやLCに必ず設置されていたし、私が日頃愛用しているようなエバポレーターは1台もなく、濃縮は全てスピードバック任せというのも、多サンプルを一気に処理するという姿勢が窺えます。しかも芋虫の世話をする必要がなく(専用に雇われた学生がいる)、器具洗いをする必要もなく(これも学生バイト任せ)、そもそも毎日ラボに来るわけではないし、たまにふらりと現れても廊下で誰かと話し込んでいるか、パソコンで何かを見ているか、が彼らのラボ生活でした。しかしながら、出てきたデータを解釈する速度はピカイチだと思います。私が考えるより2、3歩先のことをズバリと指摘されたことが何度もありました。双方の予想を裏切るデータが次々と出てきたことは、結果としては良かったのですが、見慣れたデータ解釈で私が主導権を握る、という展開にならなかったのは残念でした。

この大学の昆虫科学分野は、ここ数年で世界中から著名な学者を集め、アメリカにおける昆虫科学のメッカともいうべき一大拠点を形成しつつあります。それだけに、国内外から訪れる研究者の数もまた半端でなく、週に一度は分野全体で合同セミナーが開催されました。最初の週は英国の大御所John Pickett 博士で、その夜、Baker博士宅で催された歓迎パーティーで、Tumlinson博士が私をPickett博士に紹介して下さったのには感激しました。西田教授がPickett博士とも旧知の仲だったというのもちょっとした発見でした。セミナーでは他にも、極圏に生きる虫と温暖化の研究や、テントウムシの個体数変動に関する地道なデータとトレード・オフ戦略についての紹介などがありました。私の英語では、講演そのものから刺激を受けるほどの余裕はなかったのですが、セミナーの度に顔を会わせる昆虫科学の他分野の人と知り合いになれたのは幸運でした。

この昆虫科学分野の教授の一人が、若くて美人のConsuelo De Moraes博士です。Tumlinson博士の元ポスドクで、私の指導教官である森先生の元同僚でもある、ということで、セミナー時にうまくアポをとってオフィスに遊びに行きました。彼女もまたvolicitinの研究者なので、最近の研究結果や投稿論文に対する外国研究者の言い分といったアカデミックな話から、卒業後の進路や、日米の研究環境の長所・短所、女性が研究者としてうまくやるコツ、など尽きない話題で盛り上がりました。二言目には忙しいというDe Moraes博士に、日本の大学教員だって山ほど書類を抱えてる、と主張しても信じて貰えなかったですが、小一時間も時間をとってもらえたのは、お土産に買っていった豆腐石鹸が効を奏したようです。

滞在期間中は、Park博士にもお世話になりました。昼もフルに仕事をして、子供を寝かしつけてからまた夜中にも現れるPark博士に、アメリカの第一線で活躍する韓国人研究者という姿を見た気がします。韓国の研究生活は日本の似ているそうです。とにかくよく働く。それに比べると、アメリカ人はあまり働かない(集中力で勝負)、イギリス人はもっと働かない(お茶が好き)、という話に笑いました。言葉が通じにくいという寂しさを紛らわせてもらった気がします。

最後になりましたが、このような海外留学の機会を与えて下さったCOE関係者の方々、ご尽力頂いた先生方に御礼申し上げます。また蛇足かもしれませんが、これから短期留学される方(特に米国)には、ビザもインビテーション・レターも手元にない場合、入管では「留学」ではなく「観光」と主張することをお勧めします。
(化学生態学分野 吉永直子)

講演会およびセミナー開催内容
第13回COE昆虫科学セミナー 「Native insects adapting to invasive plants-rapid evolution of indigenous biocontrol? 」
Dr. Scott P. Carroll (USA, UC Davis,)(2006年3月31日)
お知らせ
第11回IUPAC International Congress of Pesticide Chemistry 「Evolution for Crop Protection, Public Health and Environmental Safety」
(2006年8月6日11日) 神戸国際会議場

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発行元:昆虫COE 事務局
問い合わせ先:京都大学大学院農学研究科応用生命科学専攻化学生態学分野(TEL 075-753-6307)

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