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なぜ蚊のマラリア原虫保有数には差ができるのか:蚊の個体間比較による規定因子の解析

研究課題

研究課題/領域番号 23KJ1873
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分国内
審査区分 小区分42020:獣医学関連
研究機関北里大学

研究代表者

原口 麻子  北里大学, 獣医学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
2024年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2023年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
キーワード蚊 / マラリア原虫 / インジェクション / 原虫保有数規定分子 / オーシストカプセルタンパク質
研究開始時の研究の概要

マラリア原虫は蚊が媒介するが、蚊によって伝搬する原虫数が異なることが知られる。これまでの研究で遺伝的背景が近縁であるにも関わらず、個体間のマラリア原虫保有数の差が大きい“感受性蚊”を作出した。本研究では感受性蚊を用いて、個体別にマラリア原虫数の推移、マラリア原虫ステージの変遷および蚊の代謝や免疫応答の変化などを顕微鏡観察および遺伝子解析手法を用いて解析する。これにより、蚊のマラリア原虫保有数を規定する分子を明らかにする。

研究実績の概要

マラリア原虫は蚊が媒介するが、蚊によって媒介する原虫数、すなわち蚊のマラリア原虫保有数が異なることが知られている。蚊のマラリア原虫保有数は伝播能に影響を与える重要な要素であるため、蚊のマラリア原虫保有数を規定する分子を明らかにすることを目的として本研究を実施している。
遺伝的背景が近縁であるにもかかわらず、個体間のマラリア原虫保有数の差が大きい“感受性蚊”(第7世代)を用いて、GFPによる選別をさらに1世代行った。その結果、感受性蚊(第8世代)では個体間の原虫保有数の差が小さくなり、野生型と差がなくなった。マラリア原虫保有数の差は、感受性蚊(第8世代)の累代を繰り返しても同様だった。このことから、感受性遺伝子は何らかの理由で固定化に揺らぎが起こり、表現系としての感受性が損なわれることが確認された。しかしながら、マラリア原虫保有数の異なる蚊の個体間比較が困難となった。
そこで、並行してインジェクション法を用いた蚊のマラリア原虫保有数を規定する分子の解析を行った。in vitro培養したオーキネートを蚊の血体腔にインジェクションし感染させるインジェクション法では、蚊の体内に侵入する原虫数を操作でき、雌蚊以外にもマラリア原虫を感染させることが可能となる。これまでの研究で、1.インジェクションした雌雄の蚊にオーシストが形成される、2.形成されたオーシストの一部が血体腔に浮遊する、3.雄では雌よりもオーシスト形成数が多いことが確認された。さらに、インジェクションした雌雄蚊を用いて次世代シークエンスを行い、その遺伝子発現変動から蚊における原虫保有数を規定する分子候補を選別した。加えて、インジェクションにより形成されたオーシストを収集して、網羅的にタンパク質を同定し、蚊の分子と相互作用すると考えられるオーシストカプセルタンパク質候補を得た。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

感受性蚊を用いた個体間比較は困難となったものの、インジェクション法を用いた雌雄蚊の解析により、原虫保有数を規定する分子の候補を選別した。また、オーシストカプセルタンパク質の同定に成功したので、おおむね順調に進展していると考える。

今後の研究の推進方策

今後は、雌雄蚊の遺伝子発現の比較により選別した原虫保有数を規定する候補分子のRNA干渉法による機能解析や、オーシストカプセルタンパク質の局在および機能解析を試みる予定である。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Searching for new molecules involved in <i>Anopheles</i> mosquitoes’ response to <i>Plasmodium</i> infection2024

    • 著者名/発表者名
      Haraguchi Asako, Takano Makoto, Fujiwara Kanta, Hakozaki Jun, Nakayama Kazuhiko, Nakamura Sakure, Yoshikawa Yasunaga, Fukumoto Shinya, Kusakisako Kodai, Ikadai Hiromi
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 86 号: 5 ページ: 485-492

    • DOI

      10.1292/jvms.24-0008

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Formation of free oocysts in <i>Anopheles</i> mosquitoes injected with <i>Plasmodium</i> ookinetes2023

    • 著者名/発表者名
      HARAGUCHI Asako、TAKANO Makoto、HAKOZAKI Jun、NAKAYAMA Kazuhiko、NAKAMURA Sakure、YOSHIKAWA Yasunaga、FUKUMOTO Shinya、KUSAKISAKO Kodai、IKADAI Hiromi
    • 雑誌名

      The Journal of Veterinary Medical Science

      巻: 85 号: 9 ページ: 921-928

    • DOI

      10.1292/jvms.23-0099

    • ISSN
      0916-7250, 1347-7439
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Plasmodium bergheiの新規オーシスト壁構成タンパク質の探索2024

    • 著者名/発表者名
      原口麻子, 平田るりこ, 中山和彦, 箱崎純, 中村咲蓮, 草木迫浩大, 筏井宏実
    • 学会等名
      第93回日本寄生虫学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Plasmodium bergheiのオーカイネート膜タンパク質 OSCPの天然変性領域は蚊中腸への接着に関与する2024

    • 著者名/発表者名
      中山和彦, 箱崎純, 原口麻子, 中村咲蓮, 草木迫浩大, 筏井宏実
    • 学会等名
      第93回日本寄生虫学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ハマダラカのマラリア原虫感染に対する新たな応答分子の探索2023

    • 著者名/発表者名
      原口麻子, 高野真, 箱崎純, 中山和彦, 中村咲蓮, 吉川泰永, 福本晋也, 草木迫浩大, 筏井宏実
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ネズミマラリア原虫Plasmodium bergheiのハマダラ蚊体内ステージ発現タンパク質を用いた結合能試験2023

    • 著者名/発表者名
      中山和彦, 箱崎純, 原口麻子, 中村咲蓮, 草木迫浩大, 筏井宏実
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Plasmodium bergheiのガメート表面に発現する184 kDaタンパク質 Pb184のC末端領域は雄ガメートにおいて接合とターミナルセンターとの結合に関与する2023

    • 著者名/発表者名
      中山和彦, 箱崎純, 原口麻子, 中村咲蓮, 草木迫浩大, 筏井宏実
    • 学会等名
      第78回日本寄生虫学会西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] The C-terminal region of the Plasmodium berghei gamete surface 184 kDa protein Pb184 plays a role in fertilization and binding between male gamete and the terminal center2023

    • 著者名/発表者名
      Nakayama Kazuhiko, Hakozaki Jun, Haraguchi Asako, Nakamura Sakure, Kusakisako Kodai, Ikadai Hiromi
    • 学会等名
      The 21st Protein Island Matsuyama International Symposium (PIM2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Investigation of novel Anopheles mosquitoes-derived responsive factors against Plasmodium infection2023

    • 著者名/発表者名
      Kusakisako Kodai, Haraguchi Asako, Nakayama Kazuhiko, Hakozaki Jun, Nakamura Sakure, Ikadai Hiromi
    • 学会等名
      The 21st Protein Island Matsuyama International Symposium (PIM2023)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2023-04-26   更新日: 2024-12-25  

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