田畑絵理客員研究員(生命化学科、日本学術振興会特別研究員(PD)、2020年度本学化学応用学専攻修了)と小山文隆教授らのグループは、昆虫の外骨格「キチン」を分解する酸性キチナーゼ（Chia）が、肉食性動物でその機能が失われた原因を解明しました。今回の成果は、ほ乳類の食性と進化の解明や、昆虫の家畜飼料利用につながる重要な発見です。この成果は、国際学術雑誌 “Molecular Biology and Evolution”の電子版に公開されました。

なお、田畑絵理研究員は今回の研究内容で第11回（令和2 (2020) 年度）日本学術振興会育志賞を受賞しています。

酸性キチナーゼ（Acidic Chitinase, Chia）は、昆虫や甲殻類の外骨格を構成するキチンを分解する酵素です。同研究グループは、以前、動物の食性（何を食べるか）が、Chia の合成量と活性に関わり、肉食性動物のイヌChiaはキチン分解能力が低いことを報告しました。今回、どのようにイヌChiaの機能が失われたのか、その原因を解明しました。まず、肉食性で活性の低いイヌChiaと雑食性で活性の高いマウスChiaとの間でキメラタンパク質、変異体を作製し、イヌChiaの活性化を行い、不活性化の原因となる2アミノ酸を明らかにしました。次に、そのアミノ酸を手掛かりに、イヌが属する食肉目46種の Chia の遺伝子と酵素活性を解析し、以下の三点を解明しました。①イヌ科ではChiaを有しているが、活性は低い、②イヌ科を除く昆虫を食べない 32種ではChiaは機能しない遺伝子に変化した（偽遺伝子化）、③昆虫を食べるスカンク、ミーアキャットのChiaは完全な構造を保持し、高い活性を示した（図）。以上のイヌと食肉目動物の研究で、「昆虫を食べる種のChia が現在でも活発であるのに対し、昆虫を食べない種のChiaは不活性分子に進化した」と結論づけました。

昆虫は栄養価に富み、新規の家畜飼料源として世界的に注目されています。昆虫の分解に関わるChiaの活性化は、動物に昆虫を投与するための契機となり得ます。今回イヌで用いた実験手法を用いれば、ウシをはじめとする草食性動物のChiaの不活性化の原因を解明できます。その結果、昆虫の家畜飼料化に道筋をつけることができます。