理化学研究所,名古屋大学,科学技術振興機構(JST)

2025(令和7)年6月6日

理化学研究所
名古屋大学
科学技術振興機構(JST)

昆虫の体内で機能性分子ナノカーボンを合成

~ウンチのなかに新機能性物質~

理化学研究所(理研) 開拓研究所 伊丹分子創造研究室の伊丹 健一郎 主任研究員(環境資源科学研究センター チームディレクター、名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM) 主任研究者)、名古屋大学 トランスフォーマティブ生命分子研究所(WPI-ITbM)の宇佐見 享嗣 特任助教(高等研究院YLC 教員)、藤本 和宏 特任准教授、柳井 毅 教授、名古屋大学 大学院理学研究科の河野 英也 博士後期課程学生(研究当時)、オースティン・ビック 博士前期課程学生らの共同研究グループは、昆虫が持つ異物代謝の仕組みを利用して、その体内で機能性分子ナノカーボンを合成させることに初めて成功しました。

人工飼料に混ぜた分子ナノカーボンを昆虫に食べさせ、昆虫の排せつ物から蛍光特性などの新しい機能を付与した物質を得ることができ、昆虫内ナノカーボン合成が実現しました。さらに、実験化学・計算科学的手法を駆使することで、反応メカニズムを明らかにしました。

このような昆虫内ナノカーボン合成は、分子合成において新たな選択肢を提供し、非天然分子の発見や開発、応用につながるものと期待されます。

本研究は、科学雑誌「Science」オンライン版(日本時間2025年6月6日)に掲載されました。

本研究は、日本学術振興会(JSPS) 科学研究費助成事業特別推進研究「未踏分子ナノカーボンの創製(研究代表者:伊丹 健一郎)」、同 若手研究「昆虫による分子ナノカーボンの直接官能基化に関わる新規タンパク質の探索と機能解明(研究代表者:宇佐見 享嗣)」、同 国際共同研究加速基金(国際先導研究)「動的元素効果デザインによる未踏分子機能の探究(研究代表者:山口 茂弘、研究分担者:柳井 毅、八木 亜樹子)」、理研CPRプロジェクト「生体システムを活用した新奇分子ナノカーボンの創製(研究代表者:伊丹 健一郎)」、科学技術振興機構(JST) 戦略的創造研究推進事業 ACT-X「環境とバイオテクノロ ジー(研究総括:野村 暢彦)」領域「機能性ナノカーボン材料の高効率生産を指向した生体触媒の創製(研究代表者:宇佐見 享嗣 JPMJAX22B3)」、文部科学省 共同利用・共同研究システム形成事業「学際領域展開ハブ形成プログラム」「マルチスケール量子-古典生命インターフェース研究コンソーシアム(研究代表者:井上 圭一、研究分担者:柳井 毅、藤本 和宏)」、立松財団 一般研究助成「分子ナノカーボンを用いた定量的生物変換反応と生理活性評価(研究代表者:宇佐見 享嗣)」、日本科学協会 笹川科学研究助成「昆虫による分子ナノカーボンの生体内動態機構の解明(研究代表者:宇佐見 享嗣)」、中島記念国際交流財団 令和5年度日本人若手研究者研究助成「昆虫によるナノカーボン材料の機能化メカニズムの解明(研究代表者:宇佐見 享嗣)」、内藤科学技術振興財団 研究助成「ナノ物質材料に対する広食性昆虫ハスモンヨトウの生理的適応戦略に関する研究(研究代表者:宇佐見 享嗣)」、岩谷直治記念財団 第50回岩谷科学技術研究助成「機能性分子ナノカーボン生産性を飛躍的に高めた生体触媒の作出(研究代表者:宇佐見 享嗣)」による助成を受けて行われました。

<プレスリリース資料>

<論文タイトル>

“In-insect synthesis of oxygen-doped molecular nanocarbons”
DOI:10.1126/science.adp9384

<お問い合わせ先>

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