第二次世界大戦後、トコジラミは世界中で猛威を振るいましたが、1950年代にはジクロロジフェニルトリクロロエタン（DDT）という殺虫剤によってほぼ完全に駆除されました。この化学物質は後に禁止されました。しかし、それ以来、この都市害虫は世界中で再び発生し、駆除に使用されてきた多くの殺虫剤に対する耐性を獲得しています。
『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。
これらの発見は、ブースが大学院生カミーユ・ブロックの分子研究のスキル向上のために設計した研究の結果でした。
「それは純粋に調査旅行だった」とジョセフ・R・アンド・メアリー・W・ウィルソン農学生命科学大学の都市昆虫学准教授、ブース氏は語った。
都市害虫専門家のブース氏は、チャバネゴキブリとコナジラミの神経細胞に見られる遺伝子変異が殺虫剤耐性を付与することを既に知っていました。ブース氏はブルック氏に、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の異なる集団からトコジラミを1匹ずつサンプルとして分析し、それらが同じ細胞変異を有しているかどうかを調べるよう提案しました。その結果、2つの異なる集団から2匹のトコジラミがその変異を有していることが判明しました。
「この発見は、実は私が最後に採取した24個の標本に基づいているんです」と、昆虫学を研究し、侵入種共同研究グループのメンバーでもあるブロック氏は語った。「分子生物学は初めてなので、こうしたスキルを学ぶことは私にとって非常に重要です。」
トコジラミの個体群は、主に近親交配の影響で遺伝的に非常に均質であるため、通常は各個体群から1つのサンプルを採取すれば、グループ全体を代表するのに十分です。しかし、ブロック氏が本当にこの変異を発見したことを確認するため、ブース氏は特定された2つの個体群から採取したすべてのサンプルを検査しました。
「両集団の複数の個体を再検査したところ、全員がこの変異を持っていることがわかりました」とブース氏は述べた。「つまり、彼らはこれらの変異のキャリアとして定着したのです。そして、これらの変異はチャバネゴキブリで発見されたものと同じなのです。」
ブース氏はチャバネゴキブリの研究を通じて、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依存してい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。これは他の多くの害虫種でも発見されており、殺虫剤ディルドリンへの耐性と関連しています」と、フラリン生命科学研究所の研究者であるブース氏は述べた。「この変異はすべてのチャバネゴキブリに存在します。驚くべきことに、この変異を持たない個体群は一つも見つかっていないのです。」
ブース氏によると、フィプロニルとディルドリンはどちらも実験室でトコジラミに効果があることが証明されており、作用機序は同じであるため、理論的にはこの変異が両薬剤に対する耐性の発達につながる可能性がある。ディルドリンは1990年代から禁止されているが、フィプロニルはトコジラミ駆除ではなく、犬や猫のノミ駆除に現在も使用されている。
ブース氏は、ペットの治療にフィプロニル点眼薬を使用する飼い主の多くが、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。トコジラミがそのような環境に侵入すると、意図せずフィプロニルに接触し、個体群内でこの変異体が増殖するリスクが高まる可能性がある。
「この突然変異が新しいものなのか、後になってその時期に現れたものなのか、それとも100年前からすでにそ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、南京虫が100万年以上前から存在していることから、特にヨーロッパを中心に世界中と、さまざまな時代の博物館の展示物でこれらの変異を検出するために調査を拡大することです。
2024年11月、ブース研究所は、一般的なトコジラミの全ゲノム配列を解読することに成功した最初の研究所となりました。
「この昆虫のゲノムが解読されたのは今回が初めてです」とブース氏は述べた。「ゲノム配列が得られたことで、博物館の標本を研究することが可能になります。」
ブース氏は、博物館の DNA の問題は、すぐに小さな断片に分解されてしまうことだと指摘するが、研究者たちは現在、これらの断片を抽出し、それを染色体と並べて遺伝子とゲノムを再構築できる染色体レベルのテンプレートを持っている。
ブース氏は、自分の研究室が害虫駆除会社と協力関係にあるため、彼らの遺伝子配列解析作業がトコジラミの世界的蔓延とその駆除方法の理解を深めるのに役立つ可能性があると指摘する。
ブロックさんは分子生物学のスキルを磨いた今、都市の進化についての研究を続けることに意欲的です。
「進化論が大好きです。とても興味深いです」とブロック氏は語った。「人々はこうした都会の生き物たちに強い絆を感じています。トコジラミにも興味を持ってもらいやすいのは、彼らが実際にトコジラミに遭遇した経験があるからだと思います」
リンゼイ・マイヤーズはバージニア工科大学昆虫学科の博士研究員であり、ブースの研究グループのもう一人のメンバーです。
バージニア工科大学は、世界的な公的資金で運営される大学として、バージニア州および世界中で地域社会の持続可能な開発を推進することで、その影響力を発揮しています。
投稿日時: 2025年12月12日