イエカ属の性決定機構及びその分子進化の解明

• 研究課題/領域番号: 20K06085
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分39050:昆虫科学関連
• 研究機関: 国立感染症研究所
• 研究代表者: 糸川 健太郎 国立感染症研究所, 薬剤耐性研究センター, 主任研究官 (70769992)
• 研究分担者: 駒形 修 国立感染症研究所, 昆虫医科学部, 主任研究官 (20435712)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2022年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2022年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 蚊 / 昆虫 / 性決定 / 次世代シーケンシング / ゲノム編集 / 衛生昆虫 / 遺伝学

研究開始時の研究の概要

本研究ではフィラリア症やウエストナイル熱の媒介者であるイエカ（Culex）属の蚊における性決定遺伝子（M因子）を、次世代シーケンサーやゲノム編集法などの最新の技術を用いて特定することを目的とする。イエカ属に存在するM因子はこれまでに見つかっている性決定遺伝子の単なるホモログではなく、イエカ属独自に進化・獲得した遺伝子である可能性が高い。昆虫の性決定機構に関する知見は、不妊虫放飼法や遺伝子ドライブ、そのための効率的な雌雄個体選別法といった技術の開発に重要である。イエカ属のM因子特定は、重要な疾病媒介蚊の新たな防除技術へと繋がることが期待される。

研究実績の概要

蚊（Culicidae）はマラリアやデング熱といったヒトの重要な疾病を媒介する重要な分類群である。蚊類の性決定機構にはいずれの種でも異形Y染色体あるいは同型の第一染色体上に存在する顕性のオス性決定因子（M因子）が関わっていることが古くから知られていた。本研究ではフィラリア症やウエストナイル熱の媒介者であるイエカ（Culex）属の蚊における性を決定する遺伝子（M因子）を、次世代シーケンサーやゲノム編集法などの最新の技術を用いて特定することを目的とする。イエカ属に存在するM因子は、これまでに他の属で特定されている性決定遺伝子の相同遺伝子（オーソログ）ではなく、イエカ属独自に進化・獲得した遺伝子である可能性が高い。イエカ属のM因子特定は、重要な疾病媒介蚊の新たな防除技術へと繋がることが期待される。
M因子は下流応答遺伝子としてdoublesex (dsx)と呼ばれる遺伝子の選択的なスプライシングを制御していることが分かっている。そこで、イエカ属の一種であるネッタイイエカの受精卵（産下後48時間以内）におけるdbsx 遺伝子の発現量およびスプライシングパターンを、産下後から経時的に調べた。各受精卵の性別については、前年度までに明らかにしていた遺伝子マーカをもとに判別した。この実験により、dbsx 遺伝子発現の開始時期及び雌雄特異的な選択的スプライシングが見られはじめる時間を特定した。さらに、この結果をもとに、産下24時間後の受精卵についてトランスクリプトーム解析を行った。また、これまでにアカイエカ種群（Culex pipiens complex）の性決定遺伝子が含まれる染色体領域について明らかにしているが、比較ゲノミクス解析を行うために近縁の別種の蚊について野外からサンプルを入手した。

現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

初年度及び２年目まで新型コロナウイルス感染症に関する所属機関での対応業務が増え満足な時間が取れなかったことが現在でも進捗に響いている。昨年度は、野外調査により新たなサンプルを入手することもできたため、進捗を幾分か取り戻すことができた。

今後の研究の推進方策

より初期の胚についてトランスクリプトーム解析を行う。
また、アカイエカ種群の近縁種の蚊についてゲノムシーケンスを行い、性決定遺伝子の候補として保存された配列を探索する。