第二次世界大戦後の1950年代には、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、通称DDTは、現在では使用が禁止されている化学物質である。しかし、その後世界中で都市害虫が再び増加し、駆除に用いられる様々な殺虫剤に対する耐性を獲得している。
医学昆虫学誌に掲載された研究論文では、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しく述べられている。
この発見は、ブースが大学院生のカミラ・ブロックの分子生物学研究のスキル向上を目的として組織した研究の結果である。
都市害虫を専門とするブース氏は、ドイツゴキブリやコナジラミの神経細胞に、殺虫剤耐性をもたらす遺伝子変異があることに以前から気づいていた。ブース氏はブロック氏に対し、2008年から2022年の間に北米の害虫駆除会社が収集した134種類のトコジラミ集団からそれぞれ1匹ずつサンプルを採取し、それらすべてに同じ細胞変異があるかどうかを調べるよう提案した。その結果、異なる2つの集団から採取された2匹のトコジラミに、同じ細胞変異が見られた。
「これらは実は私の最後の24個のサンプルなんです」と、昆虫学を研究し、外来種対策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。「これまで分子生物学の研究をしたことがなかったので、こうした分子生物学のスキルを身につけることが私にとって非常に重要でした。」
トコジラミの大量発生は近親交配によって遺伝的に均一化しているため、通常、各サンプルから採取された個体のうち、集団を代表するのは1個体のみである。しかし、ブースはブルロックが実際に突然変異を発見したことを確認したかったため、特定された2つの集団から採取されたすべてのサンプルを検査した。
「両集団から数匹ずつ個体を選別して検査したところ、すべての個体がその突然変異を持っていることが分かりました」とブース氏は述べた。「つまり、これらの個体の突然変異は固定化されており、ドイツゴキブリで見つかったものと同じ突然変異だったのです。」
ブースはドイツゴキブリを研究することで、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、これらのメカニズムは環境によって決定されることを発見した。
「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、ディルドリンという殺虫剤への耐性に関係しています」と、フレイリン生命科学研究所にも所属するブース氏は語った。「この突然変異はすべてのドイツゴキブリに存在します。この突然変異を持たない個体群が見つかっていないのは驚きです。」
ブース氏によると、実験室でトコジラミに効果があると証明されている殺虫剤フィプロニルとディルドリンは、同じ作用機序で効果を発揮するため、理論的にはこの突然変異によって害虫が両方に耐性を持つようになったという。ディルドリンは1990年代から使用が禁止されているが、フィプロニルは現在、猫や犬のノミ駆除にのみ局所的に使用されており、トコジラミには使用されていない。
ブース氏は、フィプロニル外用薬を使用する多くのペットオーナーが、猫や犬を一緒に寝かせているため、寝具にフィプロニルの残留物が付着しているのではないかと疑っている。もしそのような環境にトコジラミが持ち込まれた場合、意図せずフィプロニルに曝露され、その結果、トコジラミの集団内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、今回の後に発生したのか、この期間中に発生したのか、あるいは100年前にはすでに集団内に存在していたのかは、我々には分からない」とブース氏は述べた。
次のステップは、調査範囲を拡大し、世界のさまざまな地域、特にヨーロッパで、また博物館の標本の中からさまざまな時代の変異体を探すことである。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、一般的なトコジラミの全ゲノム配列を初めて解読することに成功した。
ブース氏は、博物館に保管されているDNAの問題点は、非常に早く小さな断片に分解されてしまうことだと指摘したが、研究者たちは染色体レベルのテンプレートを手に入れた今、それらの断片を染色体に再構成し、遺伝子やゲノムを再構築することができるようになった。
ブース氏は、自身の研究室が害虫駆除会社と提携しているため、遺伝子配列解析の研究は、世界中のどこにトコジラミが生息しているか、そしてどのように駆除すればよいかをより深く理解するのに役立つだろうと述べた。
ブルロックは分子生物学のスキルを磨いた今、都市の進化に関する研究を続けることを楽しみにしている。
「私は進化が大好きなんです。本当に興味深いと思います」とブロック氏は語った。「人々はこうした都市に生息する生物とのつながりをより深めており、トコジラミは人々が身近に感じられるため、関心を持ってもらいやすいのだと思います。」
投稿日時：2025年5月13日
