かつて世界中で猛威を振るい、一度は根絶寸前まで追い詰められたトコジラミ。しかし、近年その勢いを盛り返し、多くの殺虫剤に耐性を持つ「スーパー耐性トコジラミ」として再び私たちの生活を脅かしています。なぜ彼らはこれほどまでに手強くなったのでしょうか？その謎を解き明かす鍵となる、驚くべき遺伝子変異が発見されました。第二次世界大戦後、世界中に蔓延したトコジラミは、1950年代に殺虫剤であるジクロロジフェニルトリクロロエタンの使用によってほぼ根絶されましたが、この化学物質はその後使用が禁止されています。以来、この都市部の害虫は世界的に個体数を増やし、駆除に使われる様々な殺虫剤への耐性を示してきました。
この度、医学昆虫学ジャーナルJournal of Medical Entomologyに掲載された研究で、都市昆虫学者であるウォーレン・ブース博士（Warren Booth, PhD）が率いるバージニア工科大学の研究チームが、その殺虫剤耐性の一因となりうる遺伝子変異を発見したことが詳しく報告されました。2025年3月14日に発表されたこの研究論文のタイトルは、「First Evidence of the A302S Rdl Insecticide Resistance Mutation in Populations of the Bed Bug, Cimex lectularius (Hemiptera: Cimicidae) in North America（北米におけるトコジラミ個体群におけるA302S Rdl殺虫剤耐性変異の最初の証拠）」です。
この発見は、ブース博士が大学院生のカミーユ・ブロック氏（Camille Block）の分子研究技術を育成するために設定した研究から偶然生まれたものでした。「これは純粋に、何が釣れるかわからない『釣り』のような調査でした」と、農学・生命科学部のジョセフ・R・アンド・メアリー・W・ウィルソン都市昆虫学准教授であるブース博士は語ります。
しかし、ブース博士はどこに良い「魚」が泳いでいるか見当をつけており、どこに釣り糸を垂らすべきかを知っていました。
都市部の害虫を専門とするブース博士は、チャバネゴキブリやコナジラミが殺虫剤への耐性を持つ原因となる神経細胞の遺伝子変異について、すでに知見がありました。そこで博士は、ブロック氏に対し、2008年から2022年にかけて北米の害虫駆除業者によって収集された134の異なるトコジラミの個体群から、それぞれ1匹ずつをサンプルとして分析し、同じ細胞変異があるかどうかを調べるよう提案しました。その結果、2つの異なる個体群から採取された2匹のトコジラミに、その変異が見つかったのです。
「この発見は、文字通り最後の24サンプルのうちの1つでした」と、昆虫学を学び、侵略的種協同研究（Invasive Species Collaborative）の関連メンバーでもあるブロック氏は語ります。「これまで分子生物学的な研究は一切経験がなかったので、これらの技術を習得できたことは非常に重要でした。」
トコジラミの蔓延は近親交配が激しいために遺伝的な均一性が高く、通常はサンプル1検体でその個体群を代表すると考えられています。しかし、ブース博士はブロック氏が実際に変異を発見したことを確実にするため、特定された2つの個体群の全検体を調査しました。
「私たちが戻って、その2つの個体群から複数の個体をスクリーニングしたところ、そのすべてが変異を持っていました」とブース博士は言います。「つまり、これらの変異はその集団に固定されていたのです。そしてそれは、私たちがチャバネゴキブリで見つけるものと全く同じ変異でした。」
チャバネゴキブリの研究を通じて、ブース博士は、彼らの殺虫剤耐性が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が環境によって引き起こされることを知っています。
「Rdl遺伝子として知られる遺伝子があります。これは他の多くの害虫種で同定されており、ディルドリンという殺虫剤への耐性に関連しています」と、フレーリン生命科学研究所（Fralin Life Sciences Institute）の関連メンバーでもあるブース博士は説明します。「その変異は、すべてのチャバネゴキブリに存在します。私たちはその変異を持たない個体群を見つけていません。これは驚くべきことです。」
ブース博士によると、研究室でトコジラミに有効であることが証明されているフィプロニルとディルドリンは、同じ作用機序を持つため、この変異は理論的にトコジラミが両方の殺虫剤に耐性を持つことを可能にします。ディルドリンは1990年代から禁止されていますが、フィプロニルは現在、犬や猫のノミ駆除のためのスポット治療に使用されており、トコジラミ駆除には使われていません。
ブース博士は、フィプロニルのスポット治療をペットに使用している多くの飼い主が、犬や猫と一緒に寝ることで、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推測しています。もしトコジラミがその環境に入り込めば、意図せずフィプロニルにさらされ、その結果、集団内でその変異が選択された可能性があるのです。
「その変異が新しいもので、その後に、あるいはその期間に出現したのか、それとも100年前の個体群にも存在していたのかは、まだわかっていません」とブース博士は述べています。
次のステップは、より広い網を投げ、世界の異なる地域、特にヨーロッパでこれらの変異を探すことです。また、トコジラミは100万年以上前から存在しているため、博物館の標本を用いて異なる時代についても調査する予定です。
2024年11月、ブース博士の研究室は、一般的なトコジラミの全ゲノムの塩基配列解読に世界で初めて成功しました。
「トコジラミのゲノムが解読されたのは、これが初めてです」とブース博士は言います。「これがあれば、博物館の標本を調べることができます。」
ブース博士は、博物館のDNAは小さな断片に素早く分解してしまうという問題点を指摘しますが、今や研究者たちは染色体レベルのテンプレートを持っているため、それらの断片を染色体にマッピングし直し、遺伝子やゲノムを再構築することができます。
博士の研究室は害虫駆除業者と協力しているため、彼らの遺伝子配列解読の取り組みは、トコジラミが世界中のどこにいるのか、そしてそれらをどのように駆除すればよいのかをより深く理解するのに役立つ可能性があります。
分子生物学的なスキルを磨いた今、ブロック氏はこの都市における進化の研究を続けることに胸を躍らせています。
「私は進化が大好きです。とても面白いと思います」とブロック氏は言います。「人々はこうした都市に住む生物種により親近感を抱きますし、トコジラミは個人的に経験したことがあるかもしれない問題なので、人々の興味を引きやすいと思います。」
昆虫学部の博士研究員であるリンゼイ・マイルズ博士（Lindsay Miles, PhD）も、ブース博士の研究チームの一員でした。
画像；トコジラミ
