1950年代の第二次世界大戦後、トコジラミの蔓延は、殺虫剤ジクロロジフェニルトリクロロエタン（DDT）は、現在禁止されている化学物質です。しかし、都市害虫はその後世界中で再び増加し、駆除に使用される様々な殺虫剤に対する耐性を獲得しました。
『Journal of Medical Entomology』に掲載された研究には、都市昆虫学者ウォーレン・ブース率いるバージニア工科大学の研究チームが、殺虫剤耐性につながる遺伝子変異を発見した経緯が詳述されている。
この発見は、ブース氏が大学院生カミラ・ブロック氏の分子研究のスキル向上のために企画した研究の結果であった。
都市害虫を専門とするブース氏は、チャバネゴキブリとコナジラミの神経細胞に遺伝子変異があり、殺虫剤耐性を持つことに長年気づいていました。ブース氏は、ブロック氏に、北米の害虫駆除会社が2008年から2022年にかけて採取した134の異なるトコジラミの個体群からそれぞれ1匹ずつサンプルを採取し、それら全てが同じ細胞変異を持っているかどうかを調べるよう提案しました。その結果、2つの異なる個体群から採取された2匹のトコジラミが同じ細胞変異を持っていることが判明しました。
「実は、これらは私が最後に採取した24個のサンプルなんです」と、昆虫学を研究し、侵入種パートナーシップのメンバーでもあるブロック氏は語った。「分子生物学的研究はこれまで一度もやったことがなかったので、これだけの分子生物学的スキルを身につけていたのは私にとって非常に重要でした。」
トコジラミの蔓延は大量近親交配によって遺伝的に均一であるため、通常、各サンプルから採取した1つの標本だけがその集団の代表となります。しかし、ブース氏はブロック氏が本当にこの変異を発見したことを確認したかったため、特定された両方の集団から採取したすべてのサンプルを検査しました。
「両集団から数個体を再度スクリーニングしたところ、すべての個体が変異を有していたことがわかりました」とブース氏は述べた。「つまり、それらの変異は固定されており、チャバネゴキブリで発見されたものと同じ変異なのです。」
ブースはチャバネゴキブリを研究することによって、殺虫剤に対する耐性は神経系の細胞における遺伝子変異によるものであり、こうしたメカニズムは環境によって決定されるものであることを知りました。
「Rdl遺伝子と呼ばれる遺伝子があります。この遺伝子は他の多くの害虫種でも発見されており、ディルドリンと呼ばれる殺虫剤への耐性と関連しています」と、フラリン生命科学研究所でも研究を行っているブース氏は述べた。「この変異は全てのチャバネゴキブリに存在します。この変異を持たない個体群がこれまで見つかっていないのは驚きです。」
フィプロニルとディルドリンという2種類の殺虫剤は、実験室でトコジラミに効果があることが実証されており、作用機序は同じであるため、今回の突然変異によって、理論的にはトコジラミが両方に耐性を持つようになったとブース氏は述べた。ディルドリンは1990年代から禁止されているが、フィプロニルは現在、トコジラミ駆除ではなく、猫と犬のノミ駆除にのみ使用されている。
ブース氏は、フィプロニルの局所治療薬を使用しているペットの飼い主の多くが、猫や犬を一緒に寝かせているため、寝具がフィプロニルの残留物にさらされているのではないかと疑っている。もしトコジラミがそのような環境に持ち込まれた場合、意図せずフィプロニルに曝露され、トコジラミの個体群の中で突然変異が選択される可能性がある。
「この突然変異が新しいものなのか、その後に発生したのか、この時期に発生したのか、あるいは100年前からすでにこの集団に存在していたのかは分からない」とブース氏は語った。
次のステップは、探索範囲を広げ、特にヨーロッパを中心とした世界のさまざまな地域で、またさまざまな時代の博物館の標本の中からこれらの変異を探すことだ。なぜなら、トコジラミは100万年以上前から存在しているからだ。
2024年11月、ブースの研究室は初めてトコジラミの全ゲノム配列を解読することに成功した。
ブース氏は、博物館のDNAの問題点は、すぐに小さな断片に分解してしまうことだと指摘したが、現在では研究者は染色体レベルのテンプレートを持っているため、それらの断片を染色体に再配置し、遺伝子とゲノムを再構築することができる。
ブース氏は、自分の研究室が害虫駆除会社と提携しており、遺伝子配列解析の研究によって、世界中でトコジラミがどこに生息しているか、また、その駆除方法をより深く理解できる可能性があると指摘した。
分子レベルのスキルを磨いたブルック氏は、今後は都市の進化に関する研究を継続していくつもりだ。
「進化論は大好きです。本当に興味深いと思います」とブロック氏は語った。「人々は都会の生き物たちとより深い繋がりを育んでいます。トコジラミは直接体験できるからこそ、人々の関心を引きやすいのだと思います。」
投稿日時: 2025年5月13日