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殺虫剤抵抗性を回避する共力剤開発に向けての昆虫シトクロムP450の基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 21780053
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 応用昆虫学
研究機関国立感染症研究所

研究代表者

葛西 真治  国立感染症研究所, 昆虫医科学部, 主任研究官 (80332360)

研究期間 (年度) 2009 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード害虫管理 / 生物的防除 / シトクロムP450 / 共力剤 / 次世代の農薬 / ピレスロイド / 殺虫剤抵抗性 / デング熱 / kdr / ネッタイシマカ / ヒトスジシマカ / チクングニア / 局所施用 / ネッタイイエカ / ウエストナイル / 解毒酵素
研究概要

昆虫生理機能の中から昆虫特異的な殺虫剤作用点を新たに見いだすことで,選択毒性の高い安全な新薬を創製することが可能であると考えられる.本研究は,害虫の解毒酵素,特に一昆虫種が100種程度の分子種を有し,そのほとんどの機能が明らかになっていないシトクロムP450酸化酵素に重点を置いて,殺虫剤機能を高める化合物,いわゆる共力剤の開発に結びつくデータを蓄積することを目的として行った.感染症の重要な媒介昆虫であるネッタイイエカ,ネッタイシマカおよびヒトスジシマカを実験材料とし,殺虫剤抵抗性機構の解明を試みた.殺虫剤による媒介蚊対策が徹底して行われているシンガポールで採集されたネッタイイエカおよびネッタイシマカ成虫をpermethrinで8世代室内淘汰した結果,抵抗性比がそれぞれ378倍,1099倍と,これまで蚊成虫からは報告例がないレベルの抵抗性に達した.Piperonyl butoxide(PBO)を用いた共力試験では,permethrin感受性が大きく上昇したことから,これらの蚊の抵抗性にはシトクロムP450酸化酵素が深く関与していることが示唆された.次に^<14>C-permethrinを基質としたin vitro代謝試験を行ったところ,これらの抵抗性系統ではpermethrin を効率よく4'HO-permethrinに解毒代謝していること,さらにその代謝活性はP450の補酵素NADPHに依存的でありかつPBOによって阻害されることが明らかになった.この代謝を担っている分子種が昆虫種特異性の高い共力剤のターゲットとして有望であると考えられた.シンガポール産ヒトスジシマカについてピレスロイド剤のナトリウムチャネル遺伝子をジェノタイピングしたところ,第1534番のフェニルアラニンがシステインに変異している個体が高頻度で見つかった.この変異はネッタイシマカのノックダウン抵抗性遺伝子(kdr)として知られているが,これまでヒトスジシマカからは未確認であった.今後,東南アジア地域を中心とした本種のkdr遺伝子分布および拡散を注視していく必要があると考察された.

報告書

(3件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2011 2010 2009 その他

すべて 雑誌論文 (13件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (10件) 図書 (2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Cis-acting mutation and duplication: History of molecular evolution in a P450 haplotype responsible for insecticide resistance in Culex quinquefasciatus.2011

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Itokawa, Osamu Komagata, Shinji Kasai, Masahiro Masada, Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology (in press)

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] First detection of a putative knockdown resistance gene from the major mosquito vector, Aedes albopictus.2011

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kasai, Lee Ching Ng, Sai Gek Lam-Phua, Choon Siang WTang, Kentaro Itokawa, Osamu Komagata, Mustuo Kobayashi, Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Infectious Diseases (in press)

    • NAID

      40018820936

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] First detection of a putative knockdown resistance gene from the major mosquito vector, Aedes albopictus.2011

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kasai, Lee Ching Ng, Sai Gek lam-Phua, Choon Siang Tang, Kentaro Itokawa, Osamu komagata, Mutsuo Kobayashi, Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Infectious Diseases

      巻: 64(3)(印刷中)

    • NAID

      40018820936

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cis-acting mutation and duplication : History of molecular evolution in a P450 haplotype responsible for insecticide resistance in Culex quinquefasciatus.2011

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Itokawa, Osamu Komagata, Shinji Kasai, Masahiro Masada, Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 41(印刷中)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Genomic structure of Cyp9m10 in a pyrethroid resistant and susceptible strains of Culex quinquefasciatus.2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshika Okamura, Masahiro Masada Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology 40(9)

      ページ: 631-640

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] hardstone, Osamu Komagata, Shinji Kasai, Takashi Tomita Jeffrey G. Scott Use of isogenic strains indicates CYP9M10 is linked to permethrin resistance in Culex pipiens quinquefasciatus.2010

    • 著者名/発表者名
      Melissa C.
    • 雑誌名

      Insect Molecular Biology 19(6)

      ページ: 717-726

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] 殺虫剤抵抗性蚊におけるシトクロムP450遺伝子の過剰発現2010

    • 著者名/発表者名
      冨田隆史, 糸川健太郎, 駒形修,葛西真治
    • 雑誌名

      日本農薬学会誌 35(4)

      ページ: 562-568

    • NAID

      110008460402

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Genomic structure of Cyp9m10 in a pyrethroid resistant and susceptible strains of Culex quinquefasciatus.2010

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Itokawa, Osamu Komagata, Shinji Kasai, Yoshika Okamura, Masahiro Masada, Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology

      巻: 40(9) ページ: 631-640

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Use of isogenic strains indicates CYP9M10 is linked to permethrin resistance in Culex pipiens quinquefasciatus.2010

    • 著者名/発表者名
      Melissa C.Hardstone, Osamu Komagata, Shinji Kasai, Takashi Tomita, Jeffrey G.Scott
    • 雑誌名

      Insect Molecular Biology

      巻: 19(6) ページ: 717-726

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 殺虫剤抵抗性蚊におけるシトクロムP450遺伝子の過剰発現2010

    • 著者名/発表者名
      冨田隆史, 糸川健太郎, 駒形修, 葛西真治
    • 雑誌名

      日本農薬学会誌

      巻: 35(4) ページ: 562-568

    • NAID

      110008460402

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of cytochrome P450 genes in pyrethroid resistant Culexquinquefasciatus.2010

    • 著者名/発表者名
      Osamu Komagata, Shinji Kasai, Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology 40

      ページ: 146-152

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Alternative splicing and developmental regulation of glutathione transfe-rases in Culex quinquefasciatus Say.2009

    • 著者名/発表者名
      Shinji Kasai, Osamu Komagata, Yoshika Okamura, Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Pesticide Biochemistry and Physiology 94

      ページ: 21-29

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of cytochrome P450 genes in pyrethroid resistant Culex quinquefasciatus.

    • 著者名/発表者名
      Osamu Komagata, Shinji Kasai Takashi Tomita
    • 雑誌名

      Insect Biochemistry and Molecular Biology 40(2)

      ページ: 146-152

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Permethrin抵抗性ネッタイシマカの解毒と作用点変異2011

    • 著者名/発表者名
      葛西真治, 駒形修, 糸川健太郎, 小林睦生, 冨田隆史
    • 学会等名
      日本農薬学会第36回大会
    • 発表場所
      玉川大学
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ヒトスジシマカから初めて検出されたん4r遺伝子2010

    • 著者名/発表者名
      葛西真治, 駒形修, 小林睦生, 冨田隆史
    • 学会等名
      第62回日本衛生動物学会東日本支部大会
    • 発表場所
      順天堂大学
    • 年月日
      2010-10-16
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ヒトスジシマカから初めて検出されたkdr遺伝子2010

    • 著者名/発表者名
      葛西真治, 駒形修, 小林睦生, 冨田隆史
    • 学会等名
      第62回日本衛生動物学会東日本支部大会
    • 発表場所
      順天堂大学
    • 年月日
      2010-10-16
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] ネソタイシマカ成虫のピレスロイド剤抵抗性機構(1)2010

    • 著者名/発表者名
      葛西真治, 駒形修, 糸川健太郎, 小林睦生, 冨田隆史
    • 学会等名
      第62回日本衛生動物学会大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2010-04-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] アカイエカ種群蚊のピレスロイド抵抗性遺伝子媚rの遺伝子型2010

    • 著者名/発表者名
      駒形修, 葛西真治, 糸川健太郎, 二瓶直子, 津田良夫, 小林睦生, 冨田隆史
    • 学会等名
      第62回日本衛生動物学会大会
    • 発表場所
      鹿児島
    • 年月日
      2010-04-03
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ネッタイシマカ成虫のピレスロイド剤抵抗性機構(1)2010

    • 著者名/発表者名
      葛西真治, 駒形修, 糸川健太郎, 小林睦生, 冨田隆史
    • 学会等名
      第62回日本衛生動物学会大会
    • 発表場所
      鹿児島大学
    • 年月日
      2010-04-03
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書 2009 実績報告書
  • [学会発表] 殺虫剤抵抗性と連鎖するCyPgM10遺伝子の過剰発現と進化2010

    • 著者名/発表者名
      糸川健太郎, 駒形修, 葛西真治, 川田均, 岡村佳香, 政田正弘, 冨田隆史
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ネッタイイエカ成虫のピレスロイド剤抵抗性機構2010

    • 著者名/発表者名
      駒形修, 葛西真治, 糸川健太郎, 冨田隆史
    • 学会等名
      第53回日本応用動物昆虫学会大会
    • 発表場所
      千葉
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] ネッタイイエカ成虫のピレスロイド剤抵抗性機構(1)2010

    • 著者名/発表者名
      葛西真治、駒形修、糸川健太郎、小林睦生、冨田隆史
    • 学会等名
      第54回日本応用動物昆虫学会
    • 発表場所
      千葉大学
    • 年月日
      2010-03-27
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] ネッタイイエカ幼虫のピレスロイド抵抗性に関与する解毒酵素シトクロムP450(CYPgM10)の遺伝学的研究2009

    • 著者名/発表者名
      糸川健太郎, 駒形修, 葛西真治, 政田正弘, 冨田隆史
    • 学会等名
      第61回日本衛生動物学会東日本支部大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2009-10-17
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] 第7章,環境適応,分子昆虫学-ポストゲノムの昆虫研究-(神村学,日本典秀,葛西真治,竹内秀明,畠山正統,石橋純編)東京2009

    • 著者名/発表者名
      葛西真治
    • 出版者
      共立出版
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [図書] Advances in Human Vector Control2009

    • 著者名/発表者名
      Osamu Komagata, Shinji Kasai, Takashi Tomita
    • 総ページ数
      241
    • 出版者
      Insecticide resistance in the mosquito Culex pipiens complex : concerns about development of pyrethroid ressistance.
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [備考] ホームページ

    • URL

      http://www.nih.go.jp/niid/entomology/

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nih.go.jp/niid/entomology/

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.nih.go.jp/niid/entomology/

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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