遺伝子組み換え昆虫

遺伝子組み換え（GM）昆虫とは、突然変異誘発、またはより正確にはトランスジェネシス（シスジェネシス）の過程によって遺伝子組み換えされた昆虫である。GM昆虫を使用する動機としては、生物学的研究目的や遺伝子による害虫管理などがある。遺伝子による害虫管理では、昆虫などの害虫個体群を制御するために、バイオテクノロジーの近年の進歩と配列決定されたゲノムのレパートリーの拡大を活用している。昆虫ゲノムは、NCBI ^[1]などの遺伝子データベースや、FlyBase ^[2] 、 VectorBase ^[3]、BeetleBase ^[4]などの昆虫に特化したデータベースで見つけることができる。 2011年には、5,000種の昆虫やその他の節足動物のゲノムを配列決定するi5kと呼ばれる取り組みが進行中である^[5] 。一部の鱗翅目（オオカバマダラやカイコなど）は、スズメバチブラコウイルスによって自然界で遺伝子組み換えされている。^[6]

不妊昆虫技術（ SIT ）は、1930年代から1940年代にかけて概念的に開発され、1950年代に初めて環境で使用されました。^{[7] [8] [9]} SITは、オスの昆虫を通常は放射線照射によって不妊化し、野生のメスと交尾させるために放つ制御戦略です。十分な数のオスが放たれると、メスは主に不妊のオスと交尾し、生育不可能な卵を産みます。これにより昆虫の個​​体数が激減し（昆虫の個体数が極端に減少します）、場合によっては局所的に根絶されることもあります。放射線照射は突然変異誘発の一種で、DNAにランダムな突然変異を引き起こします。

優性致死遺伝子（RIDL）を持つ昆虫の放出は、ゲノム（生物のDNA）に致死遺伝子を持つ（運ぶ）遺伝子組み換え昆虫を使用する制御戦略です。致死遺伝子は生物に死をもたらしますが、RIDL遺伝子は若い昆虫、通常は幼虫または蛹のみを殺します。茶色の目が青い目よりも優性遺伝するのと同様に、この致死遺伝子は優性であるため、RIDL昆虫のすべての子孫も致死遺伝子を受け継ぎます。この致死遺伝子には分子のオン/オフスイッチがあり、これらのRIDL昆虫を飼育することができます。RIDL昆虫が昆虫飼育場で大量に飼育されると致死遺伝子はオフになり、環境に放出されるとオンになります。RIDLの雄と雌は野生の雄と交尾するために放出され、その子孫は幼虫または蛹の段階に達すると致死遺伝子のために死にます。これにより、昆虫の個体数が激減します。この技術はいくつかの昆虫を対象に開発が進められており、他の昆虫についても現場でテストが行​​われている。この技術は、グランドケイマン諸島、パナマ、ブラジルでデング熱の媒介蚊であるネッタイシマカの駆除に​​使用されている。[ ^{10] [11] [12]}この技術は、コナガ（Plutella xylostella）^{[13] [14]}チチュウカイミバエ（Ceratitis capitata）^{[15] [16]}およびオリーブバエ（Bactrocera oleae ） ^[17]を対象に開発が進められている。

ボルバキア

致死遺伝子の発現を制御するためにテトラサイクリンを日常的に使用することに対する懸念がある。テトラサイクリンを摂取した遺伝子組み換え昆虫の腸内の細菌で耐性遺伝子が発達し、そこから環境中に広く循環する経路が考えられる。例えば、抗生物質耐性遺伝子は、遺伝子組み換え地中海ミバエ（Ceratitis capitata ）によって大腸菌や果物に広がる可能性がある。

オキシテック社は、ブラジル、グランドケイマン、マレーシア、パナマ、米国など、さまざまな国で遺伝子組み換え製品を発売した。

• ショウジョウバエ（Drosophila melanogaster）は、様々な生物学分野（神経生物学、集団遺伝学、生態学、動物行動学、系統学、ゲノミクス、発生学）で用いられるモデル生物である。^{[18] [19] [20]}ショウジョウバエ属の種を用いて行われた研究の多くは、それぞれの分野の基礎となっており、ヒトを含む他の生物にとっても重要なモデルであり続けている。例えば、ショウジョウバエは経済的に重要な昆虫の理解や、ヒトの疾患や発生の研究に貢献している。^{[21] [22]}ショウジョウバエは、ライフサイクルが短く、繁殖率が高く、維持管理の必要性が低く、突然変異誘発性が強いため、他の動物よりも好まれることが多い。また、歴史的な理由からモデル遺伝生物でもあり、最初のモデル生物の一つであり、高品質の完成ゲノムを持っている。

• 黄熱蚊（ネッタイシマカ）
• マラリア蚊（Anopheles gambiaeおよびAnopheles stephensi）^{[23] [24] [25]}
• ピンクオオタバコガ( Pectinophora gossypiella )

コナガの幼虫はキャベツ、ブロッコリー、カリフラワー、ケールなどのアブラナ科の野菜をむさぼり食い、世界中の農家に年間推定50億ドル（32億ポンド）の損害を与えている。^[26] 2015年、オキシテック社は、殺虫剤耐性を獲得した個体群を制御するために、生存できない雌の幼虫を産む遺伝子組み換えコナガを開発した。この遺伝子組み換え昆虫は当初、フィールド試験のためにケージに入れられた。以前、この蛾はDDT耐性を発達させた最初の作物害虫であり^[27]、最終的に他の45種類の殺虫剤に耐性を獲得した。^[28]マレーシアでは、この蛾はすべての合成スプレーに対して免疫を獲得した。^{[29]この遺伝子は、}ウイルスと細菌のDNAを組み合わせたものである。以前の研究では、この遺伝子を持つ飼育下の雄が非遺伝子組み換えの蛾の集団を根絶した。^[27]子孫の数は似ていたが、メスの子孫は繁殖する前に死んでしまった。遺伝子自体は数世代後には消えてしまうため、遺伝子組み換え栽培されたオスの継続的な導入が必要となる。改変された蛾は、サンゴの遺伝子組み換えによって紫外線下で赤く光ることで識別できる。^[29]

反対派は、合成遺伝子によって作られたタンパク質が蛾を食べる非標的生物に害を及ぼす可能性があると主張している。作成者は、遺伝子のタンパク質を蚊、魚、甲虫、クモ、寄生虫でテストしたが、問題は見られなかったと主張している。テストサイト近くの農家は、蛾が近くの農場の有機認証を危険にさらす可能性があると主張している。法律の専門家は、国の有機基準は意図的なGMOの使用のみを罰すると述べている。作成者は、十分な食物があれば蛾は移動せず、冬の天候も乗り越えられないと主張している。^[29]

地中海ミバエは、世界的な農業害虫です。野生の果物、野菜、ナッツを含む幅広い作物（300種以上）に寄生し、その過程で大きな損害を引き起こします。^[30]オキシテック社は、雌の発育を妨げて「蛹化前の雌致死」と呼ばれるプロセスで雌を殺す致死遺伝子を持つ遺伝子組み換え雄を開発しました。数世代後、雄は交尾相手を見つけられなくなるため、ハエの個体数は減少します。実験室でハエを繁殖させるには、抗生物質テトラサイクリンを使用して致死遺伝子を「サイレンシング」することができます。 [ ^30]

反対派は、数百万匹の遺伝子組み換えハエを放つことによる長期的な影響は予測不可能であると主張している。死んだハエの幼虫が作物の中に残る可能性がある。遺伝子技術の使用を監視する組織、 Genewatchのヘレン・ウォレスは、「オキシテックの遺伝子組み換えハエを使って栽培された果物は、保護するはずの果物の中で死ぬように遺伝的にプログラムされた遺伝子組み換えウジ虫に汚染されるだろう」と述べた。彼女は、遺伝子組み換えハエが耐性を発達させたり、農業で広く使用されているテトラサイクリンで汚染された場所で繁殖したりするので、長期的には致死メカニズムが機能しなくなる可能性が高いと付け加えた。^[30]

2015年7月、英国貴族院の科学技術委員会は、遺伝子組み換え昆虫とその関連技術の潜在的な用途に関する調査を開始した。調査の範囲には、「作物の害虫を減らすために昆虫を組み換えた場合、農家は利益を得るか？遺伝子組み換え昆虫の放出に関する安全性と倫理上の懸念は何か？この新興技術はどのように規制されるべきか？」などの質問が含まれる予定である。^[31]

• 昆虫における遺伝性不妊
• 不妊虫技術試験一覧
• 昆虫の生態
• 遺伝子組み換え生物の検出

• トランスジェニックフライバーチャルラボ - ハワードヒューズ医学研究所バイオインタラクティブ
• ウェントワース、ジョナサン（2014-11-04）、遺伝子組み換え昆虫と疾病管理、議会科学技術局、2016-02-28にオリジナルからアーカイブ、 2014年11月20日閲覧