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Analysis of female-specific blood feeding mechanisms in hematophagous insects

Research Project

Project/Area Number 21K05622
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 39050:Insect science-related
Research InstitutionJichi Medical University

Principal Investigator

Yamamoto Daisuke  自治医科大学, 医学部, 准教授 (90597189)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 加藤 大智  自治医科大学, 医学部, 教授 (00346579)
Project Period (FY) 2021-04-01 – 2025-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords吸血昆虫 / 性分化遺伝子 / ハマダラカ / サシチョウバエ / マラリア / 遺伝子改変 / 唾液腺 / 卵黄形成 / 性分化 / 害虫防除 / 遺伝子機能抑制 / 遺伝子組換え蚊
Outline of Research at the Start

吸血昆虫はマラリアをはじめとした多くの感染症を媒介する。蚊やサシチョウバエなどの雌のみが吸血を行う種では、吸血やそれに伴う病原体媒介に関わる機構が性と密接な関係にあると推測される。本研究では、雌特異的に吸血を行う蚊及びサシチョウバエの中腸で発現している遺伝子のうち、性分化遺伝子(性差を誘導する遺伝子)の影響を受ける遺伝子について、血液消化、病原体媒介、生殖における機能を明らかにする。本研究の成果は、吸血昆虫の吸血や病原体媒介能力を誘導する分子機構の解明に加えて、害虫防除や感染症制御の新しい戦略開発の基盤になると期待される。

Outline of Final Research Achievements

In order to analyze the mechanism of female-specific blood-feeding in anopheline mosquitoes and sand flies, we analyzed sex-differentiating genes and genes under the influence of their expression. We found that the aminopeptidase N-like gene, which is influenced by DSXF, is involved in yolk synthesis after blood-feeding and susceptibility to malaria parasites, and that DSXM suppresses salivary gland function. We also succeeded in generating a transgenic line that forced expression of DSXM in females, demonstrating that tissue-specific sexual disturbance by DSX is possible. The gene structure of dsx was identified and its expression in each developmental stage was clarified in sand flies. In addition, we tested the suppression of gene expression by RNAi in them.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

蚊やサシチョウバエなどの一部のハエ目昆虫は卵巣発達の栄養分補給のために雌のみが吸血する。しかし、雌のみに吸血を誘導する分子機構はほとんど分かっていない。本研究は雌特異的な吸血機構の誘導とそれに伴う病原体媒介能に性分化遺伝子とその影響下にある遺伝子が関与することを明らかにした。またこれらを用いた組織特異的な性の撹乱の可能性を示した。これらは病原体媒介昆虫を制御する技術の開発に新しい展開をもたらすと期待される。

Report

(5 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (30 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 8 results) Presentation (21 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Comparative analysis of the microbiota of sand fly vectors of Leishmania major and L. tropica in a mixed focus of cutaneous leishmaniasis in southeast Tunisia; ecotype shapes the bacterial community structure2024

    • Author(s)
      Tabbabi Ahmed、Mizushima Daiki、Yamamoto Daisuke S.、Zhioua Elyes、Kato Hirotomo
    • Journal Title

      PLOS Neglected Tropical Diseases

      Volume: 18 Issue: 9 Pages: 0012458-0012458

    • DOI

      10.1371/journal.pntd.0012458

    • Related Report
      2024 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Mosquitoes Possess Specialized Cuticular Proteins That Are Evolutionarily Related to the Elastic Protein Resilin2023

    • Author(s)
      Ohkubo Sakura、Shintaku Tohki、Mine Shotaro、Yamamoto Daisuke S.、Togawa Toru
    • Journal Title

      Insects

      Volume: 14 Issue: 12 Pages: 941-941

    • DOI

      10.3390/insects14120941

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of host species on microbiota composition in Phlebotomus and Lutzomyia sand flies2023

    • Author(s)
      Tabbabi Ahmed、Mizushima Daiki、Yamamoto Daisuke S.、Kato Hirotomo
    • Journal Title

      Parasites & Vectors

      Volume: 16 Issue: 1 Pages: 310-310

    • DOI

      10.1186/s13071-023-05939-2

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A rare sugar, allose, inhibits the development of Plasmodium parasites in the Anopheles mosquito independently of midgut microbiota2023

    • Author(s)
      Mizushima Daiki、Yamamoto Daisuke S.、Tabbabi Ahmed、Arai Meiji、Kato Hirotomo
    • Journal Title

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      Volume: 13 Pages: 116291-116291

    • DOI

      10.3389/fcimb.2023.1162918

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Generation of Transgenic Mosquitoes Harboring a Replication-Restricted Virus2022

    • Author(s)
      Shinzawa Naoaki、Kashima Chisako、Aonuma Hiroka、Takahashi Kei、Shimojima Masayuki、Fukumoto Shinya、Saiki Erisha、Yamamoto Daisuke S.、Yoshida Shigeto、Matsuoka Hiroyuki、Kawaoka Yoshihiro、Kanuka Hirotaka
    • Journal Title

      Frontiers in Tropical Diseases

      Volume: 3 Pages: 850111-850111

    • DOI

      10.3389/fitd.2022.850111

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sand Flies and Their Microbiota2022

    • Author(s)
      Tabbabi Ahmed、Mizushima Daiki、Yamamoto Daisuke S.、Kato Hirotomo
    • Journal Title

      Parasitologia

      Volume: 2 Issue: 2 Pages: 71-87

    • DOI

      10.3390/parasitologia2020008

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ayaconin, a novel inhibitor of the plasma contact system from the sand fly Lutzomyia ayacuchensis, a vector of Andean-type cutaneous leishmaniasis2022

    • Author(s)
      Kawahori Satoru、Seki Chisato、Mizushima Daiki、Tabbabi Ahmed、Yamamoto Daisuke S.、Kato Hirotomo
    • Journal Title

      Acta Tropica

      Volume: 234 Pages: 106602-106602

    • DOI

      10.1016/j.actatropica.2022.106602

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    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 精子ができないマラリア媒介蚊の作出 : 遺伝子操作による蚊の生殖制御技術2022

    • Author(s)
      山本大介
    • Journal Title

      昆虫DNA研究会ニュースレター

      Volume: 36 Pages: 23-28

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  • [Journal Article] Liver-Directed AAV8 Booster Vaccine Expressing Plasmodium falciparum Antigen Following Adenovirus Vaccine Priming Elicits Sterile Protection in a Murine Model2021

    • Author(s)
      Shahnaij M, Iyori M, Mizukami H, Kajino M, Yamagoshi I, Syafira I, Yusuf Y, Fujiwara K, Yamamoto DS, Kato H, Ohno N, Yoshida S
    • Journal Title

      Front Immunol

      Volume: 12 Pages: 612910-612922

    • DOI

      10.3389/fimmu.2021.612910

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ハマダラカ唾液腺におけるdoublesex遺伝子雄型産物の機能解析2024

    • Author(s)
      山本大介, 水島大貴, 加藤大智
    • Organizer
      第76回日本衛生動物学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] ハマダラカの生体機能に対するラクトースの影響2024

    • Author(s)
      水島大貴, 山本大介, 加藤大智
    • Organizer
      第76回日本衛生動物学会大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] 希少糖D-アロースにより発現誘導されるハマダラカ中腸のキサンチンデヒドロゲナーゼ(XDH)の機能解析2024

    • Author(s)
      水島 大貴, 山本 大介, Ahmed Tabbabi, 新井 明治, 加藤 大智
    • Organizer
      第167回日本獣医学会学術集会
    • Related Report
      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] ハマダラカにおいてdoublesex 遺伝子の雄型産物は唾液腺の発達を抑制する2024

    • Author(s)
      山本大介, 水島大貴, 加藤大智
    • Organizer
      日本昆虫学会第84回大会・第68回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 蚊で特殊化した弾性クチクラタンパク質レジリンのホモログ2024

    • Author(s)
      大久保さくら,眞宅統基,峰翔太郎,山本大介,外川徹
    • Organizer
      日本昆虫学会第84回大会・第68回日本応用動物昆虫学会大会合同大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ハマダラカから見出されたレジリンホモログはオスのジョンストン器官特異的に発現する2023

    • Author(s)
      大久保さくら, 山本大介, Judith, H Willis, 外川徹
    • Organizer
      第94回日本動物学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Resilin homologs found in Anopheles mosquitos are cuticular proteins specific to Johnston’s organ2023

    • Author(s)
      Sakura Ohkubo, Daisuke Yamamoto, Judith H Willis, Toru Togawa
    • Organizer
      The 6th International Insect Hormone Workshop
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      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] サシチョウバエ doublesex 遺伝子の構造および発現の解析2023

    • Author(s)
      山本大介, Ahmed Tabbabi, 水島大貴, 加藤大智
    • Organizer
      第59 回日本節足動物発生学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Doublesex雄型タンパク質を欠損したハマダラカ雄における発現変動遺伝子の解析2023

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      山本大介, 水島大貴, 加藤大智
    • Organizer
      第75回日本衛生動物学会大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] サシチョウバエLutzomyia ayacuchensis の唾液由来PpSP15/SL1 ファミリータンパク質の機能解析2023

    • Author(s)
      川堀悟, 関千里, 水島大貴, Ahmed Tabbabi, 山本大介, 加藤大智
    • Organizer
      第75回日本衛生動物学会大会
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  • [Presentation] ラクトースはハマダラカに下痢様症状を引き起こす2023

    • Author(s)
      水島大貴, 山本大介, 加藤大智
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      日本原生生物学会・日本寄生虫学会東日本支部・日本衛生動物学会東日本支部 3 学会合同大会
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      2023 Research-status Report
  • [Presentation] サシチョウバエにおけるdoublesex遺伝子オルソログの同定と発現解析2023

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      山本大介・Ahmed Tabbabi・水島大貴・加藤大智
    • Organizer
      第67回日本応用動物昆虫学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 蚊は弾性タンパク質レジリンと進化的に関連する特徴的なクチクラタンパク質をもつ2023

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      大久保さくら・山本大介・Judith H Willis、外川徹
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      第67回日本応用動物昆虫学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ハマダラカにおけるアミノペプチダーゼN様遺伝子のノックアウト解析2022

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      山本大介・水島大貴・加藤大智
    • Organizer
      第91回日本寄生虫学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 山本大介・水島大貴・加藤大智2022

    • Author(s)
      山本大介・水島大貴・加藤大智
    • Organizer
      第93回日本動物学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ハマダラカから見出されたレジリン様タンパク質の構造と発現の解析2022

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      大久保さくら・山本大介・Judith H Willis、外川徹
    • Organizer
      第93回日本動物学会大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ハマダラカAnopheles stephensi におけるdoublesex遺伝子雄型産物のノックアウト解析2022

    • Author(s)
      山本大介・水島大貴 ・加藤大智
    • Organizer
      第66回日本応用動物昆虫学会大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 精子ができないマラリア媒介蚊の作出 ―遺伝子操作による蚊の生殖制御技術2021

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      山本大介
    • Organizer
      昆虫DNA研究会第17回研究集会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] ステフェンスハマダラカ雌の生殖におけるアミノペプチダーゼN遺伝子の機能解析2021

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      山本大介・水島大貴 ・加藤大智
    • Organizer
      第57回日本節足動物発生学会大会
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  • [Presentation] ハマダラカAnopheles stephensiの中腸で発現するアミノペプチダーゼN様遺伝子apnlの遺伝子ノックアウト2021

    • Author(s)
      山本大介・水島大貴 ・加藤大智
    • Organizer
      第72回日本衛生動物学会東日本支部大会
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  • [Presentation] A mosquito control technique using a synthetic cell ablation system2021

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      山本大介
    • Organizer
      北里大学 寄生虫学・熱帯医学/環境衛生学 合同セミナー
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      2021 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2026-01-16  

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