Analyses of endosymbionts in chigger mites: Toward the eradication of tsutsugamushi disease

Research Project

Project/Area Number	20K21321
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 39:Agricultural and environmental biology and related fields
Research Institution	National Agriculture and Food Research Organization
Principal Investigator	KAGEYAMA DAISUKE 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 生物機能利用研究部門, 上級研究員 (60401212)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	小川基彦国立感染症研究所, ウイルス第一部, 主任研究官 (10322710)
Project Period (FY)	2020-07-30 – 2022-03-31
Project Status	Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help	¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2021: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000) Fiscal Year 2020: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Keywords	ツツガムシ / ボルバキア / つつが虫病リケッチア / 共生細菌叢
Outline of Research at the Start	つつが虫病の発生は、古くから知られ、戦後患者が急増しほぼ全国で報告されるようになった。現在でも年間400-800 人ほどの患者が報告される重要なダニ媒介性感染症の１つであり、毎年のように死亡例も報告されている。ダニの一種ツツガムシの刺咬により共生細菌の「つつが虫病リケッチア」が媒介され、ヒトは感染する。本研究では、媒介ダニのツツガムシに宿主を操作する細菌ボルバキアが高頻度で共生していることが発見されたことを受けて、ボルバキアによるつつが虫病リケッチアの抑制・駆逐の可能性を追求する。
Outline of Final Research Achievements	We improved the method of DNA extraction and DNA barcoding of chigger mites, which enabled the efficient amplification of mitochondrial DNA sequences necessary for species identification. We sequenced the full sequence of Cox1 for three major chigger mites in Japan. Moreover, together with the previously reported Cox1 sequences of chigger mites, we performed molecular phylogenetic analyses, which revealed that a cetain species can be separated into several subtypes. Our study have made it possible to perform individual-based comparison of mitochondrial haplotype variations and endosymbiont variations in chigger mites.
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	つつが虫病は現在でも年間400～800 人ほどの患者が報告される重要なダニ媒介性感染症の１つであり、毎年のように死亡例も報告されている。ダニの一種ツツガムシの刺咬によりつつが虫病リケッチアが媒介され、ヒトが感染する。我が国で主要なツツガムシの遺伝解析を行い、１つであるとされていた種に複数の亜型が存在することを明らかにした。従来困難であった１個体からのDNA抽出と遺伝子増幅が可能なったため、個体ベースで、遺伝子型の違いと共生細菌種をマッチングすることが可能となった。