日本で最も広く分布するヤマトシロアリ（左上）とその共生原生生物群

シロアリ腸内共生系の高効率木質バイオマス糖化酵素を網羅的に解析｜2010年 研究成果｜独立行政法人 理化学研究所.
理研 基幹研究所 守屋バイオスフェア科学創成研究ユニットの守屋繁春ユニットリーダー、同工藤環境分子生物学研究室の戸高眠ジュニア・リサーチ・アソシエイト（現株式会社豊田中央研究所）、井上徹志協力研究員（現 学校法人香川学園 宇部環境技術センター）、斎田佳奈子 研修生（現熊本県産業技術センター）、大熊盛也副主任研究員（現 バイオリソースセンター微生物材料開発室長）、工藤俊章主任研究員（現 国立大学法人 長崎大学教授）、オーストラリア連邦科学産業研究機構のミカエル・レンツ（Michael Lenz）教授、米国ノースカロライナ州立大学のクリスティーヌ・ナレパ（Christine Nalepa）准教授らの研究グループは、シロアリの腸内共生系の高効率木質バイオマス糖化酵素を網羅的に解析して、バクテリアから共生原生生物への遺伝子水平伝播が、高効率糖化システムを実現している仕組みを明らかにした。食糧と競合しない強力なバイオマスリソース利用基盤技術として実用化も期待されるという。アメリカの科学雑誌『PLoS ONE』オンライン版（1月8日付）に掲載された。

シロアリは枯れた植物を食べてセルロースを糖類に分解する昆虫で、非常に効率良く木質バイオマスを分解している。研究グループはシロアリの腸内に生息する共生原生生物が持つセルロースを分解する酵素「セルラーゼ」群の遺伝子をすべての下等シロアリ腸内共生系のメタトランスクリプトーム解析によって網羅的に取得。詳細に解析した。

その結果、シロアリ腸内共生系での高効率なバイオマス糖化システムの実現には、シロアリ腸内微生物複合系（シロアリ腸内共生系）のバクテリアと、共生原生生物間の遺伝子水平伝播が関係していることを明らかになった。特にコア酵素のうちGHF 5は、分子進化学的な解析の結果、バクテリアから水平伝播で共生原生生物へ移ったことが分かったという。つまり、シロアリの持つ高効率のバイオマス糖化システムの確立には、シロアリ腸内の濃密な微生物複合系での遺伝子の生物間移動が重要だったといいうことになる。

この研究で得た酵素遺伝子は、従来型の酵素の5〜10倍もの活性がある。今後、食糧問題と拮抗しないセルロース系バイオマスの利用において、シロアリの持つセルラーゼ群は重要なリソースとなることが期待できるという。