ハマダラカ防除に向けた吸血・消化に関わる遺伝子の解明と制御

• 研究課題/領域番号: 16K18824
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 昆虫科学
• 研究機関: 自治医科大学
• 研究代表者: 山本 大介 自治医科大学, 医学部, 講師 (90597189)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
• キーワード: 吸血 / 発生・分化 / ゲノム編集 / 害虫防除 / ベクターバイオロジー / 性分化 / 昆虫 / ベクター制御

研究成果の概要

ハマダラカにおける吸血や血液消化に重要な遺伝子を明らかにするため、性分化遺伝子のノックアウトに伴いメスで血液消化が出来ないハマダラカ系統において中腸や唾液腺の遺伝子発現を解析した。中腸においては野生型との網羅的な比較解析を行い、野生型と比べて吸血後の発現量に差がある遺伝子群を明らかにした。それらの遺伝子のうち、アミノ構造から消化酵素と予想されるアミノペプチダーゼ遺伝子についてCRISPR/Cas9によるノックアウト解析を行い、雌の妊性に関与することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では血液消化不良をおこすハマダラカ系統を用いることで、血液消化・吸収に関与する可能性のある遺伝子群を明らかにするとともに、これらの遺伝子発現の制御に性分化遺伝子が直接的あるいは間接的に関与することを明らかした。ハマダラカにおいて中腸や唾液腺は血液の消化・吸収や吸血行動に重要なため、これらの組織で発現する遺伝子を制御できれば、吸血不良や消化不良などによる妊性低下や致死により蚊の防除が期待出来る。本研究で明らかになった遺伝子群はマラリアベクター制御のための新しい標的になることが期待できる。

研究成果

• [雑誌論文] Efforts to enhance safety measures for CRISPR/Cas-based gene drive technology in Japan (2020)
  • 著者名/発表者名: Toshinori Tanaka, Nobukazu Tanaka, Yukio Nagano, Hirotaka Kanuka, Daisuke S Yamamoto, Natsuko Yamamoto, Eiji Nanba, Takumi Nishiuchi
  • 雑誌名: 環境と安全 巻: 11 号: 2 ページ: 31-35
  • DOI: 10.11162/daikankyo.E19SC0801
  • NAID: 130007886580
  • ISSN: 1884-4375, 2186-3725
  • 年月日: 2020-08-10
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A synthetic male-specific sterilization system using the mammalian pro-apoptotic factor in a malaria vector mosquito (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto Daisuke S.、Sumitani Megumi、Kasashima Katsumi、Sezutsu Hideki、Matsuoka Hiroyuki、Kato Hirotomo
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 8160-8160
  • DOI: 10.1038/s41598-019-44480-0
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] PCR-RFLP analyses of Leishmania species causing cutaneous and mucocutaneous leishmaniasis revealed distribution of genetically complex strains with hybrid and mito-nuclear discordance in Ecuador (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato Hirotomo、Gomez Eduardo A.、Seki Chisato、Furumoto Hayato、Martini-Robles Luiggi、Muzzio Jenny、Calvopina Manuel、Velez Lenin、Kubo Makoto、Tabbabi Ahmed、Yamamoto Daisuke S.、Hashiguchi Yoshihisa
  • 雑誌名: PLOS Neglected Tropical Diseases 巻: 13 号: 5 ページ: e0007403-e0007403
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0007403
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Further insight into the geographic distribution of Leishmania species in Peru by cytochrome b and mannose phosphate isomerase gene analyses (2019)
  • 著者名/発表者名: Kato H, Caceres AG, Seki C, Silupu Garcia CR, Holguin Mauricci C, Castro Martinez SC, Moreno Paico D, Castro Muniz JL et al.,
  • 雑誌名: PLOS Neglected Tropical Diseases 巻: 13 号: 6 ページ: e0007496-e0007496
  • DOI: 10.1371/journal.pntd.0007496
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Viral-Vectored Multi-Stage Malaria Vaccine Regimen With Protective and Transmission-Blocking Efficacies (2019)
  • 著者名/発表者名: Yusuf Y, Yoshii T, Iyori M, Mizukami H, Fukumoto S, Yamamoto DS, Emran TB, Amelia F, Islam A, Syafira I, Yoshida S.
  • 雑誌名: Front Immunol 巻: 10 ページ: 2412-2412
  • DOI: 10.3389/fimmu.2019.02412
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ハマダラカにおける吸血及びマラリア媒介機構の研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 雑誌名: 衛生動物 巻: 70 ページ: 145-146
  • NAID: 130007733291
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Anopheline antiplatelet protein from mosquito saliva regulates blood feeding behavior. (2019)
  • 著者名/発表者名: Islam A, Emran TB, Yamamoto DS, Iyori M, Amelia F, Yusuf Y, Yamaguchi R, Alam MS, Silveira H, Yoshida S.
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 9 号: 1 ページ: 3129-3129
  • DOI: 10.1038/s41598-019-39960-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Adeno-Associated Virus as an Effective Malaria Booster Vaccine Following Adenovirus Priming (2019)
  • 著者名/発表者名: Yusuf Y, Yoshii T, Iyori M, Yoshida K, Mizukami H, Fukumoto S, Yamamoto DS, Alam A, Emran TB, Amelia F, Islam A, Otsuka H, Takashima E, Tsuboi T, Yoshida S.
  • 雑誌名: Frontiers in Immunology 巻: 10 ページ: 730-730
  • DOI: 10.3389/fimmu.2019.00730
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Down‐selecting circumsporozoite protein‐based malaria vaccine: a comparison of malaria sporozoite challenge model (2019)
  • 著者名/発表者名: Amelia F, Iyori M, Emran TB, Yamamoto DS, Genshi K, Otsuka H, One Y, Yusuf Y, Islam A, Yoshida S.
  • 雑誌名: Parasite Immunology 巻: 1 号: 5 ページ: 1-1
  • DOI: 10.1111/pim.12624
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 双翅目昆虫の多様な性決定様式 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 雑誌名: 昆虫と自然 巻: 印刷中
• [雑誌論文] Baculovirus-Induced Fast-Acting Innate Immunity Kills Liver-Stage Plasmodium. (2018)
  • 著者名/発表者名: Emran TB, Iyori M, Ono Y, Amelia F, Yusuf Y, Islam A, Alam A, Tamura M, Ogawa R, Matsuoka H, Yamaoto DS, Yoshida S.
  • 雑誌名: The Journal of Immunology 巻: 201 号: 8 ページ: 2441-2441
  • DOI: 10.4049/jimmunol.1800908
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Malaria infectivity of xanthurenic acid-deficient anopheline mosquitoes produced by TALEN-mediated targeted mutagenesis. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto DS, Sumitani M, Hatakeyama M, Matsuoka H
  • 雑誌名: Transgenic Research 巻: 27 号: 1 ページ: 51-60
  • DOI: 10.1007/s11248-018-0057-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Adenovirus-prime and baculovirus-boost heterologous immunization achieves sterile protection against malaria sporozoite challenge in a murine model. (2018)
  • 著者名/発表者名: Yoshida K, Iyori M, Blagborough AM, Salman AM, Dulal P, Sala KA, Yamamoto DS, Khan SM, Janse CJ, Biswas S, Yoshii T, Yusuf Y, Tokoro M, Hill AVS, Yoshida S
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 3896-3896
  • DOI: 10.1038/s41598-018-21369-y
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] DAF-shielded baculovirus-vectored vaccine enhances protection against malaria sporozoite challenge in mice. (2017)
  • 著者名/発表者名: Iyori M, Yamamoto DS, Sakaguchi M, Mizutani M, Ogata S, Nishiura H, Tamura T, Matsuoka H, Yoshida S
  • 雑誌名: Malaria Journal 巻: 16 号: 1 ページ: 390-390
  • DOI: 10.1186/s12936-017-2039-x
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] ハエ目（双翅目）におけるゲノム編集研究 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 雑誌名: 蚕糸・昆虫バイオテック 巻: 86 号: 2 ページ: 2_105-2_114
  • DOI: 10.11416/konchubiotec.86.2_105
  • ISSN: 1881-0551, 1884-7943
• [雑誌論文] Inhibition of Malaria Infection in Transgenic Anopheline Mosquitoes Lacking Salivary Gland Cells. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto DS, Sumitani M, Kasashima K, Sezutsu H, Matsuoka H.
  • 雑誌名: PLoS Pathog. 巻: 12 号: 9 ページ: e1005872-e1005872
  • DOI: 10.1371/journal.ppat.1005872
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 遺伝子改変技術を利用したハマダラカ唾液腺の研究 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 雑誌名: 医学のあゆみ 巻: 259
• [学会発表] ハマダラカの吸血・病原体媒介機構の研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: 第71回日本衛生動物学会大会（招待講演）
  • 招待講演
• [学会発表] 性分化遺伝子の制御を受けるハマダラカ血液消化関連遺伝子の探索 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・加藤大智
  • 学会等名: 第55回日本節足動物発生学会大会
• [学会発表] ハマダラカ雌におけるdoublesex遺伝子欠損の吸血・血液消化への影響 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・加藤大智
  • 学会等名: 第90回日本動物学会大会
• [学会発表] マウスBax遺伝子を利用した新しい細胞死誘導システム (2019)
  • 著者名/発表者名: 炭谷めぐみ・山本大介・笠嶋克巳・山田信人・坪田拓也・飯塚哲也・瀬筒秀樹
  • 学会等名: 第90回日本動物学会大会
• [学会発表] ハマダラカにおける性分化制御の研究 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: 第75回日本寄生虫学会西日本支部大会（招待講演）
  • 招待講演
• [学会発表] PCR-RFLP法を用いたエクアドルに分布するリーシュマニア原虫種の同定 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智・Eduardo A. Gomez・関千里・Ahmed Tabbabi・山本大介・橋口義久
  • 学会等名: 第79回日本寄生虫学会東日本支部大会
• [学会発表] ペルー共和国におけるリーシュマニア原虫の地理的分布 (2019)
  • 著者名/発表者名: 加藤大智・Abraham G. Caceres・関千里・久保誠・Ahmed Tabbabi・山本大介・橋口義久
  • 学会等名: 第60回日本熱帯医学会大会
• [学会発表] doublesexノックアウトハマダラカの中腸における遺伝子転写産物の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・加藤大智
  • 学会等名: 第63回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] ハマダラカにおける性分化遺伝子をノックアウトした系統の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・加藤大智
  • 学会等名: 第70回日本衛生動物学会大会
• [学会発表] 唾液タンパクAAPPを欠損したトランスジェニックハマダラカの吸血行動の著しい制約 (2018)
  • 著者名/発表者名: Islam Ashekul, 伊従 光洋, 山本 大介, Talha Bin Emran, 都野 展子, 山口 莉理夏, Fitri Amelia, Yenni Yusuf, Henrique Silveira, 吉田 栄人
  • 学会等名: 第70回日本衛生動物学会大会
• [学会発表] ステフェンスハマダラカ doublesex ホモログの雌特異的アイソフォーム欠損系統の解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・加藤大智
  • 学会等名: 第54回日本節足動物発生学会大会
• [学会発表] ハマダラカにおける性分化制御による吸血・血液消化に関わる遺伝子の探索 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: ROIS-DS-JOINT共同研究集会「昆虫のゲノムデータベースとそれを活用したデータ解析II」
  • 招待講演
• [学会発表] 感染症媒介蚊におけるゲノム編集研究の現状 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: 農研機構シンポジウム「機能改変昆虫の産業利用の可能性」
  • 招待講演
• [学会発表] Efforts for safe use of gene drive technology in Japan (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka T, Tanaka N, Nagano Y, Kanuka H, Yamamoto DS, Yamamoto N, Nanba E, Nishiuchi T
  • 学会等名: The 5th Asian Conference on Safety and Education in Laboratory
  • 国際学会
• [学会発表] ハマダラカにおけるdoublesex遺伝子ノックアウト (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・加藤大智
  • 学会等名: 第62回日本応用動物昆虫学会大会
• [学会発表] ハエ目昆虫ハマダラカにおけるゲノム編集の利用 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: 平成30年度蚕糸・昆虫機能利用学術講演会（第88回日本蚕糸学会大会）
  • 招待講演
• [学会発表] ハマダラカにおけるマウス Bax 遺伝子を用いた細胞死誘導系：不妊化技術への応用例 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・笠嶋克巳・瀬筒秀樹・松岡裕之・加藤大智
  • 学会等名: 第61回日本応用動物昆虫学会大会
  • 発表場所: 小金井宮地楽器ホール・小金井
  • 年月日: 2017-03-27
• [学会発表] 細胞死誘導システムを利用したマラリア媒介蚊の解析とベクターコントロールへの展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ
  • 学会等名: 熱帯医学会・渡航医学会・国際保健医療学会合同大会（グローバルヘルス合同大会2017）
  • 招待講演
• [学会発表] 病原体媒介蚊におけるゲノム編集研究の状況 ー遺伝子解析からGene Drive技術までー (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: 第9回 遺伝子組換え実験安全研修会
  • 招待講演
• [学会発表] Transgene mediated inhibition of collagen-induced platelet aggregation by Anopheline Anti-Platelet Protein, regulates probing time and blood feeding success in malaria vector mosquito Anopheles stephensi (2017)
  • 著者名/発表者名: Islam Ashekul, Talha Bin Emran, Daisuke Yamamoto, Mitsuhiro Iyori, Fitri Amelia, Yenni Yusuf, Nobuko Tuno, Shigeto Yoshida
  • 学会等名: 第35回北陸病害動物研究会
• [学会発表] 細胞死誘導法によるハマダラカの雄不妊化の効果 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・笠嶋克巳・瀬筒秀樹・松岡裕之・加藤大智
  • 学会等名: 第53回日本節足動物発生学会大会
• [学会発表] 精巣における細胞死誘導系を導入したハマダラカの解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・笠嶋克巳・瀬筒秀樹・松岡裕之・加藤大智
  • 学会等名: 第69回日本衛生動物学会大会
• [学会発表] ゲノム編集技術を利用したハマダラカにおけるマラリア寄生関連遺伝子の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: 第87回日本動物学会大会シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター・宜野湾
  • 年月日: 2016-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] Adaptation to an inducible tissue-specific cell death system in the malaria vector, Anopheles stephensi: a case of the salivary gland (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto DS, Sumitani M, Kasashima K, Sezutsu H, Matsuoka H
  • 学会等名: XXV International Congress of Entomology (ICE)
  • 発表場所: Orange County Convention Center, Florida, USA
  • 年月日: 2016-09-25
  • 国際学会
• [学会発表] Conservation of Mos/MAPK signaling pathway during insect oocyte maturation: a case study in the silkworm, Bombyx mori (2016)
  • 著者名/発表者名: Megumi Sumitani, Daisuke S. Yamamoto, Hideki Sezutsu, Masatsugu Hatakeyama
  • 学会等名: XXV International Congress of Entomology (ICE)
  • 発表場所: Orange County Convention Center, Florida, USA
  • 年月日: 2016-09-25
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] マウス細胞死誘導因子を利用したハマダラカの組織機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本大介
  • 学会等名: 昆虫デザイン研究会
  • 発表場所: 自然科学研究機構基礎生物学研究所・岡崎
  • 年月日: 2016-07-07
• [学会発表] 細胞死誘導系を利用したハマダラカにおける唾液腺機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・笠嶋克巳・瀬筒秀樹・松岡裕之
  • 学会等名: 第52回日本節足動物発生学会大会
  • 発表場所: 湘南国際村センター・神奈川県葉山
  • 年月日: 2016-06-10
• [学会発表] 唾液腺細胞で細胞死を誘導したハマダラカにおけるマラリア感染解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本大介・炭谷めぐみ・笠嶋克巳・瀬筒秀樹・松岡裕之
  • 学会等名: 第68回日本衛生動物学会大会
  • 発表場所: 栃木県総合文化センター・宇都宮
  • 年月日: 2016-04-16
• [備考] 唾液の無い蚊はマラリアにほとんど感染しない
  • URL: http://www.jichi.ac.jp/news/research/2016/20160907.html