Dissecting molecular mechanism of diapause egg formation in dengue vector mosquito

Research Project

Project/Area Number	20K21532
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
Research Institution	Jikei University School of Medicine
Principal Investigator	嘉糠洋陸東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (50342770)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	高柳咲乃東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (10794266)
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: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000) Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Keywords	蚊 / 越冬 / 卵 / 温帯 / 熱帯 / デングウイルス / 感染症 / ヤブカ / 病原体
Outline of Research at the Start	ヒトスジシマカの越冬卵形成能力は、日本など温暖な地域に生息する温帯系統だけが獲得した形質であり、一方で、東南アジアに生息している熱帯系統は越冬卵を作ることが出来ない。そこで本研究では、遺伝的背景が異なるこれら２系統を比較し、ヒトスジシマカの越冬戦略の背景にある遺伝的メカニズムの解明を目指す。同時に、奄美・トカラ列島におけるヒトスジシマカ個体群の越冬卵形成能を調査し、研究室で得られた成果が自然界で実際に起こった進化プロセスに適合するか検証する。これらの成果により、越冬卵形成に関与する分子を標的にした越冬阻害剤の開発など、ヒトスジシマカの越冬阻止による駆除・分布拡大防止に資する知見を蓄積する。
Outline of Annual Research Achievements	ヒトスジシマカ（Aedes albopictus）における越冬卵の形成は、親個体が短日・低温環境下で生育することで誘導される。光周期に対する応答(光周性)には、概日リズムを司る時計遺伝子群が関与している。多くの昆虫種で、cryptochrome (cry)、timeless (tim)、period (per)の遺伝子三種が基盤となり、明暗周期に則した遺伝子発現の振動が生み出されている。これら時計遺伝子の振動が、ヒトスジシマカにおける日長の感知及び越冬卵形成に関与していると考え、CRISPR/Cas9システムによって、ヒトスジシマカ温帯系統の各種時計遺伝子欠損(KO)系統を作出した。per KO系統を通常条件と越冬条件とで飼育した後、産卵した卵の孵化率を調べたところ、通常条件・越冬条件共に孵化率の著しい低下が見られた。別の解析から、それらの卵は依然として孵化する能力を保持していることが明らかになった。即ち、per KO系統が作り出す卵は、発生異常で孵化しないのではなく、孵化行動が誘発されない状態にあると考えられた。perは越冬卵の形成そのものよりも、孵化行動の誘起に関連していることが示唆された。