A study of blood feeding behavior and malaria parasite infection in anopheline mosquitoes

ハマダラカはマラリアを媒介する衛生害虫であり,病原体 であるマラリア原虫の媒介に不可欠な蚊の吸血行動やその後 の血液消化,マラリア原虫感染などのメカニズムの解析は, ベクター対策及びマラリア対策にとって重要である.蚊は吸 血する際に,まず皮下の抹消血管を探り当てるプロービング 行動を行い,血管を感知した後,血管に口針を挿入し吸血を 行う.蚊の唾液には血小板凝集阻害因子,血液凝固阻害因子 のような抗止血作用を持つ物質や,血管拡張作用物質,抗炎 症作用物質などが含まれており,吸血時に唾液を分泌するこ とで効率を高めている.また,蚊を含む吸血昆虫の唾液に は,宿主免疫などに影響を及ぼすことで病原体の感染に関与 することを示唆する例も報告されている.ハマダラカにおい ても唾液腺及び唾液の研究が進められているが,蚊と宿主の 両方での実際の唾液の機能についてはまだ不明瞭な点が多 い.また,蚊における吸血は,卵巣発育のために雌のみが行 う現象であり,吸血や血液消化,病原体感染に関わる唾液腺 や中腸などの組織では,遺伝子の発現が性とリンクしている ものもあると考えられる.このため,蚊において,性決定カ スケードの下流で,吸血や病原体感染などに関わる分子がど のような制御を受けているかは興味深い問題である.我々は ハマダラカにおいて,分子生物学的手法に加えて遺伝子組換 えやゲノム編集などの遺伝子操作技術も利用して吸血,生 殖,病原体媒介などのメカニズムの解明を進めている. 我々はハマダラカにおいて,吸血や病原体媒介時における 唾液の機能を個体レベルで解析することを目的に,雌の唾 液腺の破壊を行なった(Yamamoto et al., 2016).破壊する方 法として,唾液腺特異的に細胞死を誘導する手法を用いた. 細胞死を誘導するエフェクターとして用いたのはマウスの Bax(B-cell leukaemia/lymphoma 2-associated X gene)遺伝子で ある.Baxタンパク質は哺乳類においてBcl-2ファミリーに属 する.Baxタンパク質はミトコンドリア外膜上で重合し,ポ ア(孔)を形成することでアポトーシスを誘導する機能が あることが知られている.昆虫において,カイコガBombyx moriやキイロショウジョウバエDrosophila melanogasterでマウ スのBax遺伝子(mBax)を人為的に発現させると,発現し た細胞で細胞死を誘導できることが知られている(Sumitani et al., 2015).我々はmBaxをハマダラカの雌唾液腺特異的に 機能するプロモーターと組み合わせて,ステフェンスハマ ダラカ(Anopheles stephensi)のゲノムに組み込んだ遺伝子組 換え系統(AAPP-mBax系統)を作出した(図1).この系統 の雌は羽化後1日からすでに唾液腺の lobe(葉)が潰れてお