産業技術総合研究所の研究グループは、浜松医科大学、名古屋工業大学、東京農業大学と共同でシオカラトンボが分泌する紫外線反射ワックスの主成分を同定。ワックスを化学合成し紫外線反射能と撥水性を実現した。
地球上のさまざまな動物や植物は体表で紫外線を反射する。これは視覚によるコミュニケーションや紫外線からの防御に重要とされる。しかし、紫外線反射物質の化学組成や紫外線反射構造の産生に関わる遺伝子に関しては不明点が多かった。研究グループは今回、シオカラトンボの成熟オスが分泌する紫外線反射ワックスの研究に取り組んだ。
その結果、主成分は3種類の極長鎖メチルケトンと4種類の極長鎖アルデヒドと判明。このような主成分のワックスは他の生物には見られず、シオカラトンボに特殊な組成であった。また、近縁種の分析によりワックスの成分と反射率はトンボの種や雌雄、腹部の領域によって異なっていた。日向で活動する種ほど紫外線反射率が大きい傾向があり、生息環境や行動との関連性が見られた。
また、極長鎖メチルケトンを化学合成して再結晶化させると、トンボの体表面とよく似た微細構造が自己組織的に生じ、強い紫外線反射能や撥水性が再現された。さらに、解析によりワックス産生に強い相関のあるELOVL17遺伝子を半成熟オスの腹部背側で同定。この遺伝子は極長鎖脂肪酸の合成に関わる遺伝子ファミリーに属しており、紫外線反射ワックス合成を担う遺伝子の有力候補と考えられる。
紫外線反射ワックスは将来的に生物由来の新素材として利用できる可能性がある。今後は、安定性や抗菌性などを含めたシオカラトンボの紫外線反射ワックスの生態学的特徴を詳細に調べるとしている。
論文情報：【eLife】Molecular basis of wax-based color change and UV reflection in dragonflies
