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洪水に伴うデング熱媒介蚊の生息分布と個体数の拡大過程の遺伝学的推定:温暖化の影響

研究課題

研究課題/領域番号 19F19072
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
審査区分 小区分22060:土木環境システム関連
研究機関愛媛大学

研究代表者

渡辺 幸三  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80634435)

研究分担者 CARVAJAL Thaddeus Marzo  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2019-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
2020年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2019年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
キーワードデング熱 / 蚊 / 遺伝子解析 / 東南アジア
研究開始時の研究の概要

全世界のデング熱感染者数は2008年の120万人から2015年の320万人に急増している。この原因として「気候変動→洪水頻発→蚊の生息地拡大→蚊の個体数増加→感染者増加」の仮説が考えられている。これまで,媒介蚊の長期的な生息データがなかったため,上記仮説は数多くの研究者が注目しているにも関わらず,検証ができなかった。本研究は,松山・バンドン・マニラの気候や洪水頻度等の環境条件が異なる3都市で現在生息するデング熱媒介蚊のゲノム情報から過去の「個体数動態」と「生息分布の拡大過程」を推定する。そして,これら蚊の生態履歴に影響した各都市の環境条件を探索することで,上記仮説を検証することを目的とする。

研究実績の概要

【研究項目2 次世代シークエンシングによる蚊ゲノムの解読】
217個体のネッタイシマカ蚊成虫から個体ごとにDNAを抽出し,次世代シークエンシンサーを活用したDouble Digest Restriction site Associated DNA Sequence(ddRAD-seq)を行った。ddRAD-seq解析の前に、まずネッタイシマカのゲノム情報を得るために最適なddRAD-seqのライブラリ調整条件(制限酵素の選択、PCR条件など)を見つけた。その最適な条件に基づいてライブラリを調整し、次世代シーケンサーIllumina Hiseqでゲノム全体に分布する膨大な数の一塩基多型(SNP)を約1万領域見つけた。このddRAD-seqでは、10-30個体のDNAをプールして解析を行うことで、より多くの個体のゲノムワイド配列データを迅速に取得することに成功した。

【研究項目3 デング熱媒介蚊の生息分布と個体数の拡大過程の遺伝学的推定と環境履歴との関係解析】
中立SNP領域の配列データから,分子時計で推定した進化系統樹を都市ごとに作成する。各都市の気候・洪水・土地利用等の環境履歴に基づき,機械学習モデル(ランダムフォレスト)で蚊個体数や生息の有無に影響した各都市の環境条件を解明した。主に、降水量と相対湿度と低層住宅地の密度が蚊の生息に影響していることがわかった。また、SNPを使って都市内の地域間交流の強さを遺伝子頻度の類似性に基づいて評価した結果、雌と雄の飛翔パターンに大きな違いはないことが明らかにされた。また、大きな幹線道路をまたぐ方向の蚊の移動が制限されていることも示唆された。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (9件) (うち国際共著 9件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 7件、 招待講演 4件)

  • [国際共同研究] デラサール大学(フィリピン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] パジャジャラン大学(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [雑誌論文] Early Detection of Dengue Fever Outbreaks Using a Surveillance App (Mozzify): Cross-sectional Mixed Methods Usability Study2021

    • 著者名/発表者名
      Herbuela, V. R. D. M., T. Karita, T. M. Carvajal, H. T. Ho, J. D. Lorena, R. A. Regalado, G. D. Sobrepe?a, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      JMIR Public Health and Surveillance

      巻: 7 (3) 号: 3 ページ: e19034-e19034

    • DOI

      10.2196/19034

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The influence of roads on the fine-scale population genetic structure of the dengue vector Aedes aegypti (Linnaeus)2021

    • 著者名/発表者名
      Regilme, M. A. F., T. M. Carvajal, A. C. Honnen, D. M. Amalin, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      PLOS Neglected Tropical Diseases

      巻: 15(2) 号: 2 ページ: e0009139-e0009139

    • DOI

      10.1371/journal.pntd.0009139

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A Bioclimate-Based Maximum Entropy Model for Comperiella calauanica Barrion, Almarinez & Amalin (Hymenoptera: Encyrtidae) in the Philippines2021

    • 著者名/発表者名
      Almarinez, B. J. M., M. J. A. Fadri, R. Lasina, T. M. Carvajal, K. Watanabe, J. C. Legaspi and D. M. Amalin
    • 雑誌名

      Insects

      巻: 12(1) 号: 1 ページ: 26-26

    • DOI

      10.3390/insects12010026

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Wing Geometry and Genetic Analyses Reveal Contrasting Spatial Structures between Male and Female Aedes aegypti Populations in Metropolitan Manila, Philippines2021

    • 著者名/発表者名
      Carvajal, T. M., D. M. Amalin, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Infection, Genetics and Evolution

      巻: 87 ページ: 104676-104676

    • DOI

      10.1016/j.meegid.2020.104676

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Simulation Modeling Reveals the Evolutionary Role of Landscape Shape and Species Dispersal on Genetic Variation within a Metapopulation2020

    • 著者名/発表者名
      Chiu, M-C, K. Nukazawa, T. M. Carvajal, V. H. Resh, B. Li, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Ecography

      巻: 43 (12) 号: 12 ページ: 1891-1901

    • DOI

      10.1111/ecog.05118

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Branching Networks Can Have Opposing Influences on Genetic Variation in Riverine Metapopulations2020

    • 著者名/発表者名
      Chiu, M-C, B. Li, K. Nukazawa, V. H. Resh, T. M. Carvajal, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Diversity and Distributions

      巻: 26 (12) 号: 12 ページ: 1813-1824

    • DOI

      10.1111/ddi.13160

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Surveillance of Dengue Virus in Individual Aedes aegypti Mosquitoes Collected Concurrently with Suspected Human Cases in Tarlac City, Philippines2020

    • 著者名/発表者名
      Balingit,J. C., T. M. Carvajal, M. Saito-Obata, M. Gamboa, A. D. Nicolasora, A.K. Sy, H. Oshitani, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Parasites & Vectors

      巻: 13 号: 1 ページ: 594-594

    • DOI

      10.1186/s13071-020-04470-y

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Fine-Scale Population Genetic Structure of Dengue Mosquito Vector, Aedes aegypti in Metropolitan Manila, Philippines2020

    • 著者名/発表者名
      Carvajal, T. M., K. Ogishi, S. Yaegashi, L. F. T. Hernandez, K. M. Viacrusis, H. T. Ho, D. Amalin, and K. Watanabe
    • 雑誌名

      PLOS Neglected Tropical Diseases

      巻: 4 号: 5 ページ: e0008279-e0008279

    • DOI

      10.1371/journal.pntd.0008279

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Detection of Wolbachia Infection in Field-collected Mosquito Vector, Aedes aegypti in Metropolitan Manila, Philippines2019

    • 著者名/発表者名
      Carvajal,T. M., K. Hashimoto, R. K. Harnandika, D. M. Amalin and K. Watanabe
    • 雑誌名

      Parasites & Vectors

      巻: 12 (1) 号: 1 ページ: 361-361

    • DOI

      10.1186/s13071-019-3629-y

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Inference of Spatial and Temporal Dataset Granularity Effect to the Performance of Machine Learning in Dengue Forecast2021

    • 著者名/発表者名
      Micanaldo Ernesto Francisco, Thaddeus M. Carvajal, and Kozo Watanabea
    • 学会等名
      2nd JSPS Core-to-Core Symposium: Center of Excellence in Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The influence of roads on the fine-scale population genetic structure of the dengue vector Aedes aegypti (Linnaeus)2021

    • 著者名/発表者名
      Maria Angenica Fulo Regilme, Thaddeus Carvajal , Ann-Christin Honnen, Divina Amalin, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      2nd JSPS Core-to-Core Symposium: Center of Excellence in Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Wing Geometry and Genetic Analyses Reveal Contrasting Spatial Structures between Male and Female Aedes aegypti (L.) (Diptera: Culicidae) Populations in Metropolitan Manila, Philippines2020

    • 著者名/発表者名
      Carvajal, Thaddeus; Amalin, Divina and Kozo Watanabe
    • 学会等名
      The Pan-African Mosquito Control Association (PAMCA) - Vectorbase Students and Young Investigators Vector Meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The effect of roads on the population genetic structure of the dengue vector, Aedes aegypti2020

    • 著者名/発表者名
      Maria Angenica Fulo Regilme, Thaddeus Carvajal , Ann-Christin Honnen, Divina Amalin, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      2020 Annual Virtual Meeting of the American Society of Tropical Medicine and Hygiene
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dengue Disease Dynamics are Modulated by Combinatory Influences of Precipitation and Landscapes: A Machine Learning ? based Approach2020

    • 著者名/発表者名
      Micanaldo Ernesto Francisco, Thaddeus M. Carvajal, Masahiro Ryo, Kei Nukazawa, Divina M. Amalin and Kozo Watanabea
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2020 Online (WET2020-Online)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Status of Biological Control Approaches Against Aedes-borne Diseases: How Far Are We in Effectively Controlling this Mosquito Vector?2020

    • 著者名/発表者名
      Thaddeus Carvajal, Jayson Capistrano, Phoebe Diez, Paolo Pacheco, Jerica Isabel Reyes, Howell Ho, Divina Amalin and Kozo Watanabe
    • 学会等名
      Rundown International Webinar: Environmental Health Emerging Diseases
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Designing and Developing a Nanobiosensor for the detection of important microbials in Ae. aegypti2019

    • 著者名/発表者名
      Carvajal Thadeus, Alocilja Evangeline, Divina Amalin and Watanabe Kozo
    • 学会等名
      1st JSPS Core-to-Core Symposium: Center of Excellence in Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Understanding the Spatial Transmission of Dengue Disease in Metropolitan Manila, Philippines2019

    • 著者名/発表者名
      Micanaldo Francisco, Thaddeus Carvajal, Kozo Watanabe
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference 2019 (WET2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2019-05-29   更新日: 2024-03-26  

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