| Project/Area Number |
22K06011
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 42020:Veterinary medical science-related
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| Research Institution | Jikei University School of Medicine |
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Principal Investigator |
山地 佳代子 東京慈恵会医科大学, 医学部, 助教 (40554275)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
嘉糠 洋陸 東京慈恵会医科大学, 医学部, 教授 (50342770)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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| Keywords | マダニ / 吸血性節足動物 / 標的認識システム / 衛生動物学 / ハラー氏器官 |
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| Outline of Research at the Start |
家畜に最も甚大な被害を引き起こす外部寄生虫はマダニである。マダニは動物が放散する僅かな二酸化炭素や熱、匂いを認識することで宿主へ接近する。したがって、マダニの二酸化炭素および熱認識を中心とした標的認識システムの阻害は、動物やヒトへの付着を未然に防ぎ、効果的な感染防御に直結するが、マダニの標的認識システムはほとんど知られていない。そこで本研究は二酸化炭素認識責任器官と推測されるハラー氏器官の分子基盤の解明を行う。また温度認識システムに焦点をあて、各種マダニの温度認識システムの評価と機能解析を行う。マダニの標的認識システムを研究することで、全く新しいマダニコントロール法の開発に資すると期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
マダニは外部寄生虫の中で、家畜に最も甚大な被害をもたらす。マダニは、吸血に適した宿主動物が接近するまで草むらで待機し、動物が放散する僅かな二酸化炭素や熱、匂いを認識することで宿主へ接近する。したがって、マダニの二酸化炭素および熱認識を中心とした標的認識システムの阻害は、動物やヒトへの付着を未然に防ぎ、効果的な感染防御に直結するが、マダニの標的認識行動システムはほとんど知られていない。そこで本研究課題では、マダニの誘引要素の一つである二酸化炭素に着目し、二酸化炭素認識を支える分子基盤の解明を目指している。マダニは形態学的・電気生理学的研究から第一脚にあるハラー氏器官に二酸化炭素を認識する受容体細胞の存在が示唆されているが、二酸化炭素受容体や認識機序については未解明である。本研究では、マダニ行動解析装置にて、フタトゲチマダニ研究室飼育系統の二酸化炭素刺激に応答する時期（活動期）と応答しない時期（非活動期）の存在を明らかにした。次に、マダニ第1脚において、活動期および非活動期で発現変動が認められる遺伝子群を、次世代シーケンス解析により網羅的に解析した。その結果、フタトゲチマダニにおいて、他の節足動物で二酸化炭素認識への関与が報告されているgustatory receptor(GR)やionotropic receptor(IR)のホモログ遺伝子の同定に成功し、HlGR(Haemaphysalis longicornis GR)、HlIR(H. longicornis IR)とした。また、RT-PCR法によりマダニ体内における遺伝子発現領域を精査した結果、HlGRでは14遺伝子が、HlIRでは22の遺伝子が第1脚ハラー氏器官特異的に発現していることが示唆された。現在、ハラー氏器官特異的発現遺伝子について、機能解析を進めている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
マダニは動物から獲得した血液を唯一の栄養源としており、吸血時にヒトや家畜に病原体を媒介することで知られている。したがって、病原体伝播の根源であり、吸血行動の基盤である標的認識システムの解明は新しいマダニ防御法の開発基盤構築に資すると期待される。本研究では、マダニの誘引要素の一つである二酸化炭素に着目し、マダニ生活環における活動期(二酸化炭素濃度変化に対し運動量が増加する時期)と非活動期(運動量に変化が認められない時期)を行動解析システムにて明らかにした。次に、活動期と非活動期のマダニ第1脚(二酸化炭素認識の責任器官と推測される)で発現変動する遺伝子群を次世代シーケンス解析にて網羅的に探索した。その結果、他の節足動物にて二酸化炭素応答への関与が示唆されているgustatory receptor(GR)やionotropic receptor(IR)のホモログを複数同定した。さらに第1脚ハラー氏器官特異的発現が認められた遺伝子について、現在機能解析を進めていることから、概ね順調に進 展していると考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
マダニハラー氏器官において特異的遺伝子発現が示唆された分子を標的認識システムに関与する候補分子とし、各組織での発現パターンや局在、マダニ発育期における動態など、機能解析を行うことで二酸化炭素認識システムへの寄与解明に努める。
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