虫たちが発する匂いの役割を研究。 農薬や医薬、人々の快適生活に貢献するために。
Q：ご専門の研究内容について、おたずねします。
ひとことで言いますと、虫が発するフェロモンについて化学的に研究しています。フェロモンとは、「匂い」です。人が感ずるものもあれば、虫たちにしか感じられないものもあります。私たち人間は、コミュニケーションの手段として言葉をもっていますが、虫たちにはありません。では、虫たちはコミュニケーションをとっていないのか、というとそうではなくて、いろいろと情報伝達をしているんです。そのひとつが、「フェロモン」なんです。
フェロモンにはいくつかの種類があることがわかっています。たとえば「警報フェロモン」。合成したこのフェロモンを紙片に塗って、集まっているダニの中に置くと、ダニたちはいっせいに逃げ出します。また、「集合フェロモン」では逆に、分散していたダニたちが紙片に集まってくるのです。また、虫たちが求愛のために発する「性フェロモン」もあります。種の存続のためには欠かせない重要な情報源です。
Q：虫のフェロモンを特定したとして、その後、どのように研究が展開するのでしょうか。
そのフェロモンが、虫の体内でどのような道筋でつくられるのかを調べていきます。フェロモンが生成される過程では、ある種のタンパク質が関与しているのですが、それを特定していくのです。特定されればそのタンパク質に作用する薬品をつくることができます。たとえば、ある種のダニは、農業の現場で悪影響を及ぼすことがあります。また、私たち人間には、アトピー性皮膚炎の原因になったりしています。こうした問題を解決するために、特定したフェロモン合成に関わるタンパク質を人為的にコントロールすることで、その繁殖を抑制することができると考えています。
私たちの目には見えない、虫たちから発せられるフェロモンなどの物質の、化学構造を調べ、それが体でどのように作られるかを解明することで農薬や医薬品として活用する道が生まれてくるのです。
Q：この種の研究は、かなり以前から進められていたのでしょうか。
今から約60年前、養蚕に使われるカイコガで初めてフェロモンが見つかってから、社会性昆虫や農業害虫がその研究の対象になってきました。生物有機化学の本格的な研究は、まだまだ発展途上ですが、さらに詳細な実験データの蓄積と精緻な分析が進んでいけば、その応用はもっと多様に広がっていくことでしょう。それだけに、各方面から強く期待されている研究テーマと言えます。
化学品メーカーに興味をもってもらい、共同開発が実現すれば実用化、商品化も夢ではないと思っています。私も含めて研究室の学生たちも、そうした社会貢献、人間の健康や快適な生活のために役立つ研究であることを自覚して、日々励んでいます。
Q：先生は、昔から虫に興味をもっていたのでしょうか？
これはきっと期待はずれの回答となりますが、私はまったく興味をもっていませんでした(笑)。
でも化学と数学はずっと好きな教科でした。高校生ぐらいまではスポーツ、野球に熱心で、高校では、ソフトボール部でショートを守っていました。打撃も守備もそこそこだったと思います。
その私が”虫の匂い”の研究をするとは、今から考えてもまったく想像していなかったことです。その道筋がどうであれ、こうして、ひとつのことをつきつめ、集中して研究活動をしていることに、とても充実した気持ちを感じています。研究過程で新たに「知ること、見ること、見つけること」は、つねにワクワクするほど、”楽しい”の一語に尽きます。その意味で、私は最良の道を歩んできました。
Q：これから研究をめざす学生たちに、ひとことを。
小学生男子の将来就きたい職業ランキングで、「研究者」が２位に入ったという記事を新聞で読みました（2019年）。とてもうれしくなりました。近年、ノーベル賞を受賞する日本人が増えてきたので、研究の面白さや大切さを耳にする機会が増えてきたのでしょう。研究に向いている人って別に特別な条件はないと思っています。しいて言うならば、ポジディブ思考で、素直な考え方ができる人ですかね。
学生の皆さんに言いたいのは、とにかく成功体験をいっぱいして欲しいということです。実験ではもちろん失敗もあります。でもその数と同じかそれ以上に成功体験も得られます。
実験は、自分自身の力、自分の手で体感していきます。だから座学だけでは得られない、たくさんの喜びが、学びといっしょについてくるのです。 “自分は、できるんだ！”という自信をもってください。一見、すごく引っ込み思案で、おとなしい人が、すごい能力を発揮することを私は何度も見てきました。自分では気づいていないのですね。他人から言われてはじめて気づくのですが、そういう”気づきの瞬間”、チャンスが研究室には、いっぱいあるのです。
Q：研究以外の、オフタイムの過ごし方についておたずねします。
実は、研究のことで頭の中がいっぱいということは、まったくなくて(笑)。
家では、海外のテレビドラマをよく見ています。シリーズものが好きなんです。ちょっと古いですが「スタートレック」や「24」は大好きです。最近ではゾンビものの「ウォーキングデッド」がお気に入りです。
とにかく胸の内がスカッとすると言いますか、ストレス発散にはなりますね。
それから、うっすらと考えているのが、昔やっていたソフトボールをもう一度チャレンジしてみてもいいかなあと思っています。まあ、身体の動きがついていけるか、不安は不安ですが、スポーツすることの素晴らしさも、忘れてはいません。
Professor Shimizu Nobuhiro
In this edition of “Tell Us Teacher.” we spoke to Professor Shimizu Nobuhiro about pheromones that insects emit. He says that it is always exciting to “learn, observe and discover” new things in the course of his research.
Researching the role of odors that insects emit to contribute to agricultural chemicals, medicine and improve people’s quality of life.
Q:Please tell us about your research.
In a nutshell, we are doing chemical research on pheromones emitted by insects. Pheromones are “odors”. Some are noticed by people, and others are noticed only by insects. As humans, we have language as a means of communication, but insects do not. So when I say that, it doesn’t mean that insects aren’t communicating. They communicate and share information in a variety of ways, one of which is “pheromones”.
We already know that there are several types of pheromones. For example, there is an “alarm pheromone”. When a synthetic version of this pheromone is applied to a piece of paper and placed amongst a group of mites, they start to run away all at once. On the other hand, if an “aggregation pheromone” is used, the dispersed mites will gather around the piece of paper. There is also a “sex pheromone” which insects emit for courtship and is an important source of information that is essential for the species’ survival.
Q:Assuming that the insect pheromones have been identified, how do you develop your research from there?
We examine how pheromones are produced in the insect’s body. Certain proteins are involved in the process of pheromone production, and we identify those proteins. Once identified, we can create chemicals that act on that protein. For example, certain mites can adversely affect agricultural practices. They are also a cause of atopic dermatitis in humans. In order to solve these kinds of problems, we believe that we can inhibit their reproduction by artificially controlling the proteins involved in pheromone synthesis that we have identified.
By studying the chemical structure of substances such as the pheromones emitted by insects, which are invisible to the human eye, and by understanding how they are produced in the insect’s body, we can create ways to utilize them as agricultural chemicals and medicines.
Q:Has this type of research been going on for quite some time?
Social insects and agricultural insects have been the subjects of this type of research since about 60 years ago when pheromones were first discovered in silkworm moths used for sericulture (silk farming). Full-scale research in bioorganic chemistry is still in its infancy, but as more detailed experimental data is accumulated and refined analysis progresses, its applications will grow and become more diverse. Therefore, it can be said that there are high expectations from various fields of its potential as a research theme,
I believe that if we can get chemical manufacturers interested in our research and carry out joint development then implementation and commercialization will no longer be just a dream. My lab students and I are working hard every day because we are conscious of the fact that this research will contribute to society and will make a difference to people’s health and their quality of life.
Q:Have you always had an interest in insects?
This will almost certainly be a disappointing answer, but I used to have no interest in insects at all. (Prof. Shimizu laughs)
However, chemistry and mathematics have always been my favorite subjects. Up until about high school, I was passionate about sports and baseball, and I played shortstop on my high school softball team. I like to think I was a decent batter and fielder at the time.
I never imagined that I would be researching the “odor of insects”. Regardless of the path I took to get here, it feels very fulfilling to concentrate on my research activities and to really focus on one area. In the course of our research, to “learn, observe, and discover” new things can only be described as “delightful”, so much so that the process always feels exciting. In that sense, this career path has been ideal for me.
Q:What would you like to say to the students who aim to go into research?
I read in a newspaper article (2019) that “researcher” came in 2nd in the ranking of jobs that elementary school boys want to have in the future. I was so happy to read this. In recent years, more and more Japanese people have been awarded the Nobel Prize, so I think there are more opportunities for people to hear about the fun and importance of research. I don’t think there are any special requirements that make a person suited for research. If I had to pick a certain type of person, I would say people who are capable of positive thinking and thinking openly.
What I would like to say to the students is that I want them to have many successful experiences. Of course, some experiments will fail, but you will also have just as many if not more successes.
The fun of lab research is in experiencing it yourself with your own two hands. So there is a lot of joy that comes with the learning done in experiments that you can’t get out of just studying in a classroom. You need to be confident and tell yourself, ‘I can do this!’ I have seen many students that seemed reluctant and quiet at first that went on to display amazing talent. It’s something that you don’t realize on your own. It’s not until someone tells you that you finally realize it and have a kind of “moment of awareness”. There are plenty of opportunities and moments like that to be had in the lab.
Q:I would like to ask you about how you spend your free time outside of your research.
To tell you the truth, in my free time my mind is not tied up with my research at all(Prof. Shimizu laughs).
At home, I often watch TV dramas from abroad because I am a fan of serialized TV shows. They’re a little dated, but I love “Star Trek” and “24”. Recently, the zombie series, “The Walking Dead” is one of my favorites.
In any case, I find it refreshing and good for relieving stress.
Also, I’ve been thinking about playing softball again. I’m a bit worried about whether my body will be up to, but I haven’t forgotten how wonderful it is to play sports.
