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匂いに反応して首振りするロボット動画 昆虫のフェロモン受容体を利用
8月 27th
先日、東大生産技術研究センター、先端科学技術研究センター、そして技術研究組
合BEANS研究所から発表された匂いに反応するロボットです。
というよりは、匂いセンサーの出力をロボットで分かりやすく表現したというべきでしょうね。
以下、プレスリリースから。
東京大学生産技術研究所、同先端科学技術研究センターおよび技術研究組
合BEANS研究所は、匂い物質を検知する膜タンパク質を細胞に特異的に発現させ、これを匂いセンサとしてロボットに取り付けることによって、特殊な匂いに選択的に応答するロボットの開発に成功した。23日付けの米国アカデミー紀要（PNAS）に発表される。これまでの匂いセンサは酸化物半導体をベースに作られたものが多く、用途や感度が限られていた。また、普段人間が嗅いでいる体臭などの匂い物質を高感度に検出するのは難しかった。そこで研究グループは、生物の匂い検出の原理に注目した。細胞に匂い受容体である膜タンパク質を発現させ、チップデバイスを用いて、それらの細胞が匂い刺激に対して発生する電気的変化を計測することによって、匂い物質を選択的に高感度で検出することに成功した。
匂い物質の検出には、昆虫（蛾）の触角にあるフェロモン受容体を利用した。センサを組み込んだロボットにフェロモン刺激を与えると、ロボットが首振り動作をした。通常ロボットには様々な電気配線があり、細胞が刺激に応答する際に発生する微弱な電気的変化は検出しづらい環境であるが、デバイス内に細胞を隔離することにより安定して計測できるようになった。このシステムでは、匂い物質の検出に生物の持つ様々な受容体を応用できるため、将来、ロボットに搭載するセンサのみならず、これまで難しかった大気や水道水などに存在する微量物質を高感度で検出できる環境センサとしての利用も期待できる。
本研究は、経済産業省NEDO「異分野融合型次世代デバイス製造技術開発プロジェクト」（BEANSプロジェクト）の一環で行なわれたものである。
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ソニー、クワガタや空飛ぶ人の視点を3D映像で体験するイベント『クワガタ・ウォーク』、『空飛ぶ人間の目』をGWに開催
4月 16th
Sony Japan | ニュースリリース | “昆虫”や“空飛ぶ人”の視点を3D映像で体験するイベント『クワガタ・ウォーク』、『空飛ぶ人間の目』開催のお知らせ.
ソニー株式会社は、「クワガタの視点」から昆虫や森を撮影した『クワガタ・ウォーク 〜ソニーの3D映像で昆虫体験』、「空を飛ぶ人の視点」で撮影した『空飛ぶ人間の目 〜ソニーの次世代3D映像への挑戦〜』の3D映像体験イベントを開催すると発表した。
詳細は下記のとおり。
【各3D映像上映イベントの概要】
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『クワガタ・ウォーク』は、「昆虫の視点」に徹底的にこだわり、マレーシア・ペナン島に生息する全長わずか数センチの昆虫の視点から見た世界を3D映像化したもの。
ソニー製3Dカメラの接写用特殊レンズの視差を数ミリに設定し、小さな昆虫の目幅で撮影することで、昆虫の視点かつ奥行きを感じることができる映像化を実現したという。来場者は、自分自身が昆虫の世界にいるかのような映像を体感することができるとしている。
撮影監督は超深度接写の独創的な作品性で知られる昆虫写真家の栗林慧（くりばやし・さとし）氏。主人公にギラファノコギリクワガタ、そのほかコーカサスオオカブトムシなどの昆虫が登場する。
『空飛ぶ人間の目』は、｢もし人が空を飛ぶことができたら？｣をテーマに、ジェットパックを背負った「ロケットマン」が登場。ヘリコプターからの空撮も合わせ、自らが空を飛んでいるかのような迫力と臨場感のある映像を再現したという。自然でなめらかな3D映像を毎秒240フレームで撮影できる単眼レンズ3Dカメラ（試作機）を使用して米国ユタ州グレン・キャニオン、カリフォルニア州ロサンゼルス市街地上空などで撮影している。
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寄生から共生への進化 トコジラミ（南京虫）には細胞内共生細菌ボルバキアが必須栄養素を供給している 産総研
12月 24th
National Academy of Sciences, PNAS(Copyright 2009) （左）交尾中のトコジラミ。下が雌、上が雄。体長は約5 mm。（右）トコジラミ共生器官の蛍光顕微鏡像。赤色が共生細菌ボルバキア。
引用元: 産総研：トコジラミに必須栄養素を供給する細胞内共生細菌ボルバキアの発見. −寄生から相利共生への進化を実証−
独立行政法人 産業技術総合研究所（産総研）ゲノムファクトリー研究部門 生物共生進化機構研究グループ 深津 武馬 研究グループ長、細川 貴弘産総研特別研究員らは、トコジラミ（南京虫）にとって共生細菌「ボルバキア」が生存に必須であり、ボルバキアがトコジラミにビタミンB類を供給していることを解明した。アメリカの学術専門誌「Proceedings of the National Academy of Sciences USA」（米国科学アカデミー紀要）に掲載された。
ボルバキアは様々な昆虫に存在する共生細菌。その影響は一般に寄生的であり、宿主にはメリットはないとされていた。だが研究グループはボルバキアに感染してないトコジラミを使った実験によって、トコジラミが特殊化した細胞で専用の共生器官を構築し、その細胞内だけにボルバキアを住まわせて必須栄養素を作らせていることを発見した。これは高度な相利共生関係であり、「寄生」が「相利共生」関係への進化的起源であることを実証したとしている。トコジラミは吸血衛生害虫である。ボルバキアがその生存に必須な共生細菌であるならば防除や制御の新規標的にもなる。
産総研では、これまで、難培養性の共生微生物の研究を行って来た。なかでも近年吸血性昆虫類の共生微生物に注目してきたという。脊椎動物の血液は栄養豊富に見えて、実際には特にビタミンB類が欠乏している。そのため、一生を通じて哺乳類や鳥の血液だけを吸って生きているツェツェバエやシラミなどの吸血性昆虫類には、不足栄養素を補ってくれる共生細菌の存在が必須である。コロモジラミおよびアタマジラミではリーシア（Riesia）という共生細菌が、それぞれ菌細胞という特殊化した細胞から構成される共生器官中に収納され、ビタミンB群の供給など宿主の生存に重要な役割を担っている。
一方、分類学上シラミ（咀顎目 Psocodea）とは異なる目に属するトコジラミ（半翅目 Hemiptera）は、成虫の体長5〜8 mm程度、体型は円盤状で、翅はなく、夜間に活動して吸血する。シラミとの類縁関係はなく、いわば吸血カメムシであり、刺激すると臭腺から悪臭を発する。世界中に分布しており、1970年代以降ほぼ駆逐されたと思われていた日本でも、近年ふたたび散発的な発生が報告されている。
トコジラミは体内の精巣や卵巣の近傍に一対の共生器官があり、その細胞内に多量の細菌が存在することは1920年代より報告されていた。また、トコジラミの生存や繁殖に、この共生細菌が関係するらしいことも示唆されていた。しかし、その微生物学的実体は不明だった。
産総研の研究グループは、日本産3系統、オーストラリア産2系統のトコジラミから精巣や卵巣の近傍にある一対の共生器官を解剖摘出してDNAを抽出し、細菌遺伝子の検出をおこなった。その結果、調べた105個体すべてからボルバキアが検出された。一方でγプロテオバクテリアは56個体（53 %）からしか検出されなかった。特に、日本産の1系統については、まったくγプロテオバクテリアが存在しなかった。すべての個体から検出されるのではないことから、従来の見解に反し、このγプロテオバクテリアはトコジラミの生存に必須な共生細菌ではないと考えられた。
定量的PCR法によってトコジラミの組織別のボルバキア感染密度を調べたところ、共生器官および雌の卵巣のみに高密度で存在することがわかった。In situハイブリダイゼーション法で体内局在を可視化したところ、雌雄ともにボルバキア感染は腹部に存在する一対の共生器官に限られていることがわかった。また、雌の卵巣内で卵が形成されていく過程で卵の端にボルバキアが感染して、親から子への垂直伝達が行われ、卵の受精後、胚発生の段階で共生器官に局在していくことが判明した。
蛍光in situ ハイブリダイゼーションで可視化したトコジラミの雄（A）および雌（B）の腹部におけるボルバキアの局在。 矢印は共生器官、矢頭は卵巣内の卵や初期胚への局在を示す。 （C）初期胚の共生器官原基（矢印）へのボルバキアの局在。 National Academy of Sciences, PNAS(Copyright 2009)
さらにボルバキアがトコジラミの生存や繁殖に必須な共生細菌であるかどうかを調べるために、ボルバキアのみに感染しているトコジラミに、抗生物質入りのウサギ血液を人工給餌装置を使って投与してボルバキアを除去した虫を作成した。成虫に抗生物質を与えてボルバキアを除去した場合は、卵の孵化率が激減した。また幼虫を抗生物質処理した場合は、幼虫期間が有意に延長し、成虫まで到達できたものはわずかだった。これらの結果から、ボルバキア感染がトコジラミの正常な成長や繁殖に重要であることが示された。
また、人工給餌装置で与えるウサギ血液にビタミンB群を添加したところ、抗生物質処理によってボルバキア感染を除去したトコジラミでも、卵孵化率、幼虫期間、成虫羽化率においてボルバキア除去の影響から完全に回復した。これらから、トコジラミの食物である血液中に不足するビタミンB群の供給が、共生細菌ボルバキアの担う主要な生物機能であることが分かった。ボルバキアが、トコジラミにおいては宿主昆虫に必須な生物機能を果たす相利共生細菌に進化したことが実証された。将来的には相利共生ボルバキアのゲノム情報を利用して、共生細菌の代謝系や分子機構を阻害することにより、必須共生細菌を標的とした吸血性衛生害虫の駆除抑制につながる研究を展開していくという。
（A、 B）トコジラミの人工給餌装置。（C-E）抗生物質処理によるボルバキア感染除去およびビタミンB群の添加がトコジラミの卵孵化率（C）、幼虫期間（D）および成虫羽化率（E）に与える影響。
出版社：共立出版( 2009-08-25 ) 定価：￥ 7,875 Amazon価格：￥ 7,875 単行本 ( 456 ページ ) ISBN-10 : 4320056957 ISBN-13 : 9784320056954
出版社：京都大学学術出版会( 2009-03 ) 定価：￥ 3,045 Amazon価格：￥ 3,045 単行本 ( 327 ページ ) ISBN-10 : 4876983445 ISBN-13 : 9784876983445
著者／訳者：カール ジンマー 出版社：光文社( 2001-03 ) 定価：￥ 2,100 単行本 ( 356 ページ ) ISBN-10 : 4334961053 ISBN-13 : 9784334961053
