家畜病原体媒介マダニにおける二酸化炭素及び温度認識システムの解明

阐明传播家畜病原体的蜱中的二氧化碳和温度识别系统

• 批准号: 22K06011
• 负责人: 山地 佳代子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Jikei University School of Medicine
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06011/
• 关键词: マダニ; 吸血性節足動物; 標的認識システム; 衛生動物学; ハラー氏器官

マダニは外部寄生虫の中で、家畜に最も甚大な被害をもたらす。マダニは、吸血に適した宿主動物が接近するまで草むらで待機し、動物が放散する僅かな二酸化炭素や熱、匂いを認識することで宿主へ接近する。したがって、マダニの二酸化炭素および熱認識を中心とした標的認識システムの阻害は、動物やヒトへの付着を未然に防ぎ、効果的な感染防御に直結するが、マダニの標的認識行動システムはほとんど知られていない。そこで本研究課題では、マダニの誘引要素の一つである二酸化炭素に着目し、二酸化炭素認識を支える分子基盤の解明を目指している。マダニは形態学的・電気生理学的研究から第一脚にあるハラー氏器官に二酸化炭素を認識する受容体細胞の存在が示唆されているが、二酸化炭素受容体や認識機序については未解明である。そこで、二酸化炭素濃度の刺激および変化に対するマダニの行動を、フタトゲチマダニ（Haemaphysalis longicornis）を用いて解析した。マダニの行動解析にあたっては、シャーレに入れたマダニを行動解析装置内にてビデオ録画した後、個体ごとの運動量および速度をビデオトラッキングシステムにて評価した。活動期のフタトゲチマダニの成ダニに対し、二酸化炭素濃度を急激に変化させると、その運動量が顕著に増加した。一方、非活動期の成ダニは二酸化炭素濃度変化に伴う運動量の変動は認められなかった。そこで活動期と非活動期のマダニ第一脚で発現変動する遺伝子群を次世代シーケンスにより網羅的に解析した。その結果、他の生物で二酸化炭素認識への関与が報告されている味覚受容体（gustatory receptor：Gｒ）のホモログが同定され、これをHlGr1-35（H. longicornis Gr）とした。現在、HlGr1-35について機能解析を進めることで、二酸化炭素認識を支える分子基盤解明に取り組んでいる。

在所有外寄生虫中，壁虱对牲畜造成最严重的损害。壁虱在草地上等待，直到适合吸血的宿主动物接近，并通过识别动物散发的丝毫二氧化碳，热和气味来接近宿主。因此，以二氧化碳和热识别为中心的tick靶识别系统的抑制作用阻止了对动物和人类的依从性，并直接导致有效的感染保护，但对TICK目标识别行为系统知之甚少。因此，该研究主题的重点是二氧化碳，这是壁虱的吸引力元素之一，旨在阐明支持二氧化碳识别的分子基础。形态学和电生理研究表明，在其第一条腿上识别二氧化碳的受体细胞的存在，但二氧化碳受体和识别机制尚未澄清。因此，使用血小小化龙骨分析了响应刺激和二氧化碳浓度变化的tick行为。在分析壁虱的行为时，将放置在培养皿中的壁虱记录在行为分析设备中，然后使用视频跟踪系统评估每个人的动量和速度。当活跃季节的成年螨虫迅速改变二氧化碳浓度时，动量显着增加。另一方面，由于二氧化碳浓度的变化，在非活动期成年螨虫中未观察到动量变化。因此，我们全面分析了使用下一代测序在活动和非活动相的第一个tick中表达的基因组。结果，据报道在其他生物体中涉及二氧化碳识别的味觉受体（GR）的同源物，并被指定为HLGR1-35（H. longicornis gr）。目前，通过对HLGR1-35进行功能分析，我们正在努力阐明支持二氧化碳识别的分子基础。