残念なことに、トコジラミ（Cimex lectularius）は何千年もの間、私たち人間と密接に関わって生きてきました。なぜなら、昆虫は私たちを食料源として利用し、私たちが夜眠っているときに私たちの血を飲むからです。石器時代の人々も、おそらく極度のかゆみを伴うトコジラミに刺されて苦しんでいたでしょう。ニューヨークのアメリカ自然史博物館のジェフリー・ローゼンフェルド氏は、「暖房の効いた住宅と航空旅行の時代により、19世紀後半にはトコジラミの蔓延が世界的に増加した」と報告している。しかしその後、人間が一時的に優位に立った。1940 年代に DDT とその後の他の殺虫剤が開発され使用されると、トコジラミはほぼ完全に絶滅した。残念ながら、この成功は一時的なものにすぎませんでした。トコジラミの多くは現在、一般的な殺虫剤に耐性を持っています。そして、それは時には劇的な結果をもたらすこともあります。研究者の報告によれば、トコジラミは現在ほぼすべての主要都市で再び蔓延しており、オーストラリアでは蔓延が4,500パーセントと大幅に増加しています。
トコジラミのゲノム内の外来遺伝子
トコジラミの急速な復活を受けて、合計 36 の機関の研究者がこれらの昆虫のゲノムを 2 つの並行研究で分析することになりました。彼らの目標は、遺伝子と遺伝子発現を使用して、吸血動物の生物学、抵抗力、脆弱性についてさらに学ぶことです。研究のために、ローゼンフェルドと彼の同僚は、ニューヨークの地下鉄 465 駅のトコジラミを含む、約 1,500 の異なるトコジラミ個体群から DNA サンプルを収集して分析しました。トコジラミの 6 つの異なる生活段階における遺伝子発現を比較できるようにするために、科学者らは、異なる年齢および吸血前後の昆虫の RNA も分析しました。シンシナティ大学のジョシュア・ブノワらは、1973年以来研究室で飼育されているトコジラミの系統をDNA分析に使用した。したがって、過去ほぼ 40 年間殺虫剤と接触していないため、殺虫剤に敏感な参照として機能します。
DNA 分析により、いくつかの驚くべきことが明らかになりました。研究者らの報告によると、トコジラミのゲノムは約7億塩基対と約3万7000個のタンパク質コード遺伝子からなり、これまでの予想よりもわずかに小さい。しかし、これらの遺伝子のうち 1,500 個はトコジラミ自体に由来するものではなく、進化の過程で細菌によって取り入れられたものです。 「通常、他の生物から移入された遺伝子は機能することさえなく、宿主生物に害を及ぼすことさえありません」とロチェスター大学のジャック・ウェレンは説明する。しかし、トコジラミの場合はそうではなく、トコジラミを自分の利益のために利用しているようです。トコジラミの外来遺伝子の一部は、吸血昆虫が人間の血液を消化するのを助ける共生微生物である細菌属ボルバキアに由来します。 「これらの挿入遺伝子はトコジラミに独特の遺伝子プロファイルを与えるため、将来の防除の出発点として適している可能性があります」とウェレン氏は言う。
最初のブラッドミール後のアップグレード
さらなる分析の結果、トコジラミが食物として私たちの血液にどれほど密接に依存しているかが明らかになりました。ローゼンフェルドと彼の同僚は、この虫の最初の吸血だけが遺伝子発現の重大な変化を引き起こすことを発見しました。この食事の後のみ、トコジラミの遺伝子が活性化してキチン質の殻を厚くし、毒素に対する感受性を低下させ、毒素をより早く分解するのに役立ちます。研究者らによると、これは吸血動物がまだ幼虫の初期段階で最も殺虫剤の影響を受けやすいことを意味する可能性があり、これは新たな防除戦略の出発点となる可能性もある。この DNA 研究では、殺虫剤やその他の毒素に対する昆虫の防御方法がいかに多用途であるかも確認されました。厚い殻に加えて、細胞内のいくつかの毒分解酵素と特別に適応されたナトリウムチャネルを使用して、毒を迅速に中和します。
これも興味深い点です。トコジラミは、少なくともニューヨークのような大都市では、比較的局所的に生息しています。研究者らは、市内のさまざまな地域でわずかに異なるトコジラミの個体数を発見しました。 2 つの都市地区が互いに近いほど、地下鉄、駅、通行人の衣服や靴で見つかった虫の類似性が高くなりました。 「彼らの遺伝的変異の分布は、いわば、人間の宿主を介した彼らのDNAの拡散の分子エコーである」とローゼンフェルド氏と彼の同僚は述べている。
