第二次世界大戦後、トコジラミは世界中で猛威を振るったが、1950年代には殺虫剤ジクロロジフェニルトリクロロエタン（DDT）によってほぼ完全に根絶された。しかし、この化学物質は後に使用が禁止された。それ以来、この都市害虫は世界中で再び蔓延し、駆除に用いられる多くの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可能性のある遺伝子変異を発見した経緯が詳しく述べられている。
これらの発見は、ブースが大学院生のカミーユ・ブロックの分子生物学研究のスキル向上を目的として設計した研究の結果である。
「あれは純粋に、情報収集のための調査だった」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であるブース氏は語った。
都市害虫駆除の専門家であるブースは、ドイツゴキブリとコナジラミの神経細胞に殺虫剤耐性を与える遺伝子変異が存在することを既に知っていた。ブースはブルックに対し、北米の害虫駆除会社が2008年から2022年の間に収集した134の異なる個体群からそれぞれ1匹ずつトコジラミのサンプルを採取し、それらが同じ細胞変異を持っているかどうかを分析するよう提案した。その結果、2つの異なる個体群から採取された2匹のトコジラミがその変異を持っていることが判明した。
「今回の発見は、私が最近採取した24個の標本に基づいて行われたものです」と、昆虫学を研究し、外来種対策協力グループのメンバーでもあるブロック氏は語った。「私はこれまで分子生物学を研究したことがなかったので、これらのスキルを習得する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近親交配が主な原因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るだけで全体を代表するのに十分である。しかし、ブロックが実際に突然変異を発見したことを確認するため、ブースは特定された2つの個体群から採取したすべてのサンプルを検査した。
「両集団の複数の個体を再検査したところ、全員がこ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、彼らはこれらの突然変異の保因者であることが確認され、これらの突然変異はドイツゴキブリで見つかったものと同じだったのです。」
ブースはドイツゴキブリの研究を通して、ゴキブリの殺虫剤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依存していることを知った。
「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発見されており、殺虫剤ディルドリン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の研究員であるブース氏は述べています。「この突然変異は、ドイツゴキブリすべてに存在します。驚くべきことに、この突然変異を持たない個体群は一つも見つかっていません。」
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の研究でトコジラミに効果があると証明されている殺虫剤で、作用機序が同じであるため、理論的には、この突然変異によって両方の薬剤に対する耐性が発達する可能性があるという。ディルドリンは1990年代から使用が禁止されているが、フィプロニルはトコジラミ駆除ではなく、犬や猫のノミの局所治療薬として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滴薬を使用する多くの飼い主が、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。もしトコジラミがそのような環境に入り込むと、意図せずフィプロニルに接触し、個体群内でこの変異株が増殖しやすくなる可能性がある。
「この突然変異が新しいものなのか、その期間中に後から現れたものなのか、あるいは100年前にはすでに集団の中に存在していたものなのかは分かっていません」とブース氏は述べた。
次のステップは、これらの変異を世界中、特にヨーロッパで検出するために調査範囲を拡大すること、そしてトコジラミは100万年以上前から存在しているため、さまざまな時代の博物館の展示品からも検出することである。
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った。
「この昆虫のゲノム配列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。「ゲノム配列が判明したことで、これらの博物館標本を研究できるようになります。」
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ているが、研究者たちは現在、これらの断片を抽出して染色体と照合することで遺伝子や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、自身の研究室が害虫駆除会社と共同研究を行っているため、遺伝子配列解析の研究は、トコジラミの世界的な蔓延状況や駆除方法をより深く理解するのに役立つ可能性があると述べている。
分子生物学のスキルを磨いたブロックは、都市の進化に関する研究を続けることに意欲を燃やしている。
「私は進化が大好きなんです。とても興味深いと思っています」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に強い親近感を抱いていますし、トコジラミについては、おそらく実際に遭遇したことがある人が多いので、関心を持ってもらいやすいと思います。」
リンジー・マイヤーズは、バージニア工科大学昆虫学部の博士研究員であり、ブースの研究グループの一員でもある。
バージニア工科大学は、世界的な公立大学として、地域社会、バージニア州、そして世界中で持続可能な開発を推進することで、その影響力を示しています。
投稿日時：2025年12月12日
