アリが感染した傷を認識し、抗生物質で治療する現象
(uni-wuerzburg.de)- シロアリを狩る際にしばしば負傷する Matabele ants は、感染した仲間の傷を見分け、独自の抗生物質で治療して生存率を高める
- 感染が起きるとアリの表皮の 炭化水素プロファイル が変化し、仲間のアリはこの化学的変化を感知して感染の有無を判断する
- 治療物質は胸部の脇にある metapleural gland から分泌され、112の成分のうち半分は抗菌または創傷治癒効果を持つ
- 研究チームは、この治療が感染個体の 死亡率を90%低下させる ことを確認し、論文は2023年12月29日に Nature Communications にオープンアクセスで掲載された
- 主要病原体である Pseudomonas aeruginosa はヒトの感染症とも関係しており、アリの抗生物質の分析が新たな抗生物質探索につながる可能性がある
Matabele antsの危険な狩りと傷の感染
- Matabele ants(Megaponera analis) はサハラ以南に広く分布し、シロアリだけを餌とする
- シロアリの兵隊は強力な大顎で群れを防衛するため、狩りに出る Matabele ants が負傷することは珍しくない
- 傷が感染すると生存リスクが高まるが、このアリたちは 感染した傷 と感染していない傷を区別して治療できる
感染を見抜き、治療する仕組み
- 感染はアリの表皮の 炭化水素プロファイル を変化させ、仲間のアリはこの変化を感知して傷の感染状態を判別する
- 感染した傷には 抗菌化合物 とタンパク質を塗布する
- この物質は胸部の脇にある metapleural gland から分泌される
- 分泌物は112の成分で構成される
- そのうち半分は抗菌または創傷治癒効果を持つ
- 研究チームは、この治療が感染個体の 死亡率を90%減らす ことを確認した
研究チームと論文
- 研究は Julius-Maximilians-Universität Würzburg の Erik Frank と University of Lausanne の Laurent Keller が率いるチームによって行われた
- 論文は2023年12月29日に Nature Communications にオープンアクセスで掲載された
- 論文タイトルは「Targeted treatment of injured nestmates with antimicrobial compounds in an ant society」
ヒトの医療とのつながりの可能性
- Erik Frank は、ヒトを除けば、これほど精巧な医学的創傷治療を行う生物は知らないと述べている
- Laurent Keller は、アリの傷の主要病原体である Pseudomonas aeruginosa がヒト感染症の主要因でもあり、多くの菌株が抗生物質耐性を持つと説明している
- 研究チームは化学研究グループとともに、Matabele ants が使う 抗生物質 を特定・分析しようとしている
- この分析は、ヒトにも使用できる 新たな抗生物質 の発見につながる可能性がある
今後の研究の方向性と観察資料
- Erik Frank は、Matabele ants がこの点で本当に独特なのかを確かめるため、他のアリ種や他の社会性動物の 傷のケア行動 も調べたいとしている
- 公開された 映像 では、白い点で示された負傷アリを別の Matabele ant が治療する様子を見ることができる
- 治療するアリは前脚で metapleural gland をつかむ
- そこで抗生物質を集めて傷へ運ぶ
Netflix ドキュメンタリーと関連資料
- Erik Frank の Matabele ants 研究は、Netflix の自然ドキュメンタリー「Life on Our Planet」制作陣の関心を集めた
- この8部作ドキュメンタリーは過去5億年にわたる生命進化を扱い、Steven Spielberg が演出し、英語版は Morgan Freeman がナレーションを務める
- Matabele ants は51分の第5話「In the Shadow of Giants」に登場する
- この場面は2021年4月、Côte d'Ivoire の University of Würzburg Comoé 研究所で撮影された
- 撮影は3週間にわたって行われた
- 自然生息地と研究所の人工巣で撮影された
- Netflix リンク: Life on Our Planet
Erik Frank の書籍
- Erik Frank の自伝的書籍「Une Histoire de Fourmis」のペーパーバック版は、2023年10月から販売されている
- この本は、彼の研究、Comoé 研究所での経験、University of Würzburg の博士課程時代を扱っている
- フランスでは2022年、科学コミュニケーション分野の最優秀書籍候補6冊の1冊に選ばれた
- 出版社リンク: Une Histoire de Fourmis
1件のコメント
Hacker Newsのコメント
驚きだ。今回の発見によって、人間の感染症治療もよりうまくできるようになるかもしれないのが素晴らしい。
"Erik Frank. Laurent Keller also adds that these findings 'have medical implications because the primary pathogen in ant’s wounds, Pseudomonas aeruginosa, is also a leading cause of infection in humans, with several strains being resistant to antibiotics'."
大手製薬会社の第一線の科学者たちが、アリの使う化合物カクテルを調べて次の大ヒット薬を作ろうと殺到する光景を想像すると楽しい
がん治療薬や重篤な希少疾患の治療薬だったなら、昨日からバケツ単位でアリをすりつぶしていただろう
アリの適応力と賢い行動のレベルは狂っているほど印象的で、ほとんど恐ろしい。
現実というよりAdrian Czajkowski/Tchaikovskyの作品で読むような話に感じられる
アリはアブラムシを飼育する。ただアブラムシを見つけて甘露を集めるだけでなく、アブラムシを植物まで連れて行って世話をする。
うちのヒマワリの種もアリが収穫する。少し持っていく程度ではなく、収穫時期を1日逃すと全部持っていかれる。一部のアリは花の上で種を取り出し、下の別のアリたちが地面に落ちた種を集めるという具合で、ものすごい連携だ。
巨大なアリでもなく、とても小さいアリなのでなおさら信じがたい。正直、巨石構造物を作っていないほうが驚きなくらいだが、地下のコロニーはアリ基準ではすでに巨石級だ。
古代宇宙人の代わりに、本物のピラミッド建設者としてアリを調べるべきかもしれない
とりあえず私はアリの支配者たちを歓迎する
本当に恐ろしく驚異的なのは、このレベルの適応が生物学的システムでは例外ではなくルールだということだ
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9881685/#:~:tex...
「治療のために感染した傷に抗菌化合物とタンパク質を塗る。この抗生物質は胸部の脇にある後胸側腺から採取される。その分泌物には112の成分があり、その半分は抗菌または創傷治癒効果を持つ」
この後胸側腺が気になって、用途に関する記事を探してみた: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21504532/#:~:text=The%20meta...
「傷が感染すると生存に大きな危険となる。しかしMatabeleアリは精巧な医療システムを発達させた。感染していない傷と感染した傷を区別し、自ら生産した抗生物質で後者を効率的に治療できる」
以前YouTubeでアリに関する動画を見たが、シロアリと遭遇して全面戦争を繰り広げる場面があった。
シロアリの兵隊は一度噛むだけで、アリの手足を文字通り切り落としていた。
動画では、抗生物質のおかげでアリは1日以内に基本機能を回復すると言っていた。朝9時に腕を失っても、誰かが数秒か1分ほど抗生物質を塗るだけで、午後3時ごろにはまた役に立てるようになるわけだ。
再生のことではなく、手足がない状態でも歩き回り、可能な限り普通に行動するという意味だ
自分で作る抗生物質はT細胞や抗体とどう違うのか？
抗生物質は体内に入れて病原体だけを殺すために使う分子だ。
だから別の用語になる。別の見方をすれば、その分子が薬として使われるなら、おそらく抗生物質と呼ぶだろう
「アリはこの抗生物質を後胸側腺から得ている」
自然選択によってある腺が生まれ、その腺が抗生物質から化学物質まで112種類を超える成分を作るという事実には本当に驚かされる
「ランダムな突然変異」とアリのDNA複製エラーが分泌嚢を作ったという根本理論は、自分にはものすごく奇妙に感じられる。最初のアリがFoundationの「Mule」のように化学物質を導入して「支配して征服」できたかのように想像してしまう
「ランダムな突然変異」の中にも、何らかの内在的な学習メカニズムがあるように思える
アリも人間と同じようにマイクロバイオームを持っていて、そのマイクロバイオームがさまざまな抗菌・抗生化合物や他の生理活性分子を作り、アリがそれを利用できることは以前から知られているようだ [1]。この論文では、他の腺もそうした抗菌化合物を蓄え、分泌していることが示されているように見える
したがって、マイクロバイオーム由来の抗菌化合物と、それを腺に貯蔵・分泌するメカニズムは、この特化した後胸側腺が発達する前からすでに存在していた可能性が高い
この特定の腺は、身づくろい行動で非常によく使われる。アリが自分自身、他個体、女王、幼虫、葉切りアリの場合は菌類コロニーまで手入れするとき、身づくろいの前に後胸側腺をこすって抗菌剤・抗生物質を塗布し、感染リスクを減らせる
おそらく身づくろい行動自体もこの腺より先に存在しており、ほぼ確実に他の腺の分泌物も関与していたはずだ。特に古いフェロモンやシグナル伝達を妨げる残留物を「拭き取る」ために、唾液やアリに相当する分泌物が思い浮かぶ
つまり、このかなり特化した器官と行動を作る材料は、ほぼ独立にすでにそろっていたと考えられる。ただし、これは素人としての読書と推測から組み立てた物語にすぎず、科学的事実として提示するつもりはない
また、自分は生物学者でも進化・遺伝学の専門家でもないが、理解している範囲では、進化がもはや厳密にランダムな突然変異だけに基づいて起こると信じられているわけではないようだ。たとえば特定の事例では、エピジェネティックな変化が環境や内部過程に応じて起こり、こうした変化が遺伝し、提案されているいくつかのメカニズムを通じてゲノムの恒久的な一部になりうるという証拠が多くある
「エピジェネティックな遺伝が普遍的であり、適応進化と大進化に関与しているという十分な証拠が現在ある。エピジェネティックな遺伝の多くの進化的帰結は新たな研究領域を開き、現在のネオダーウィニズムモデルを超えて進化総合を拡張する必要があることを示している。」
別の論文の要旨では、エピジェネティクスが進化に直接・間接的にどう影響しうるかをさらに詳しく扱っている。大筋を除けば、ほとんどは自分の理解の範囲を超えている [3]
[1] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1634922/
[2] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5566804/
[3] - https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2020.011...
台所でアリとずっと戦争中だけど、本当にしぶとい連中で、実際に効く唯一の方法は台所を完璧に清潔に保つことだ
アリの侵入地点のそばに浅いふたや皿を置いて、次の混合物を入れればよい
ホウ砂 食器用洗剤 1
砂糖 3
ぬるま湯 15
十分に薄ければ、アリはその混合物を食べてコロニーへ持ち帰る。数日後には遅効性の毒が群れを減らし始めるはずだ
実際、一度道筋が化学的にマーキングされるとアリを止めるのは非常に難しく、ゴミ箱を片づけられないとまた誘引される
焼成珪藻土を水と混ぜて周囲の外部構造物に処理するのも、キチン質の外骨格を持つものを減らすのに役立つ。コロニーがトンネルシステムに付着しているなら効果的かもしれない
幸運を祈る
トイレのタンク、猫の水皿、花瓶、自分のコップにまで来て、ひたすら水だけを探している。家の中でアリが何らかの食べ物を運んでいるのを見たことは一度もなく、猫の餌にも興味がなさそうなのに、水だけはいつも見つける。あんな低カロリーの食生活でどうやって生き延びているのか不思議だ
すべての侵入口をシリコンで塞ぐのにはかなり苦労したが、今のところそれが最も効果的な対策のようだ
アリがいた部屋にベイト容器をいくつか置いただけで翌日にはいなくなり、そのままほぼ3年になる
明らかに関係はないのだろうけど、うちの犬を思い出した。紙で手を切ったり湿疹で手の皮膚が乾燥したりすると、傷や傷んだ皮膚のにおいを嗅ぎつけるやいなや、ずっと舐めようとする。まるで掃除しているみたいに？ 初めて飼う犬なので、なぜそうするのかちゃんと調べたことはない
もちろん犬の口の中には細菌が多いので、その後は石けんで手をとてもよく洗う
ただ、かなり興味深いと思う
でもあなたの傷なら、感染して手足を切断する羽目になるにはうってつけの方法かもしれない
https://people.com/human-interest/man-who-lost-arms-legs-nos...
conspecific は同種の個体という意味だ