築波大學等的研究團隊發現了抑制蚊子成長的化合物。這種化合物是植物色料「類黃酮」的一種,會抑制昆蟲蛻皮和蛻變所需的昆蟲激素的合成。研究團隊將這種化合物實際用於埃及伊蚊的幼蟲後,證實幼蟲停止了發育。與現有殺蟲劑相比,受影響的生物有限,有望開發出環境負荷小的殺蟲劑。今後打算與企業合作,開發效果更高的化合物。
蚊子的幼蟲在變爲成蟲的程序中會蛻皮和蛻變。如果能抑制蛻皮和蛻變所需激素,幼蟲就會死亡。
附着在參與蛻皮和蛻變激素的酶上的化合物(供圖:築波大學丹羽教授)
研究團隊着眼於合成這種激素的一種酶,尋找了抑制其發揮作用的物質。築波大學此前發現的這種酶只有雙翅目和鱗翅目昆蟲擁有。如果能抑制其功能的話,就難以生成激素,有望實施在停止昆蟲成長的同時,只對特定昆蟲產生影響的優點。
研究團隊首先利用大腸桿菌製備了傳播登革熱和黃熱病的埃及伊蚊的酶,然後將其與東京大學擁有9600種化合物的資料庫相結合,利用東京藥科大學開發的方法測量了酶的功能。結果顯示,有36種化合物能將酶的活性降低70%以上,其中就包括被歸類爲類黃酮的化合物。
於是,研究團隊測試了市售的16種其他類黃酮是否也能抑制酶的功能,發現其中11種有活性。利用X射線調查與酶相輔作用的化合物的結構,發現了擁有強化作用的結構的類黃酮「Desmethylglycitein」。
在試管實驗中,這種化合物強烈抑制了酶的功能。將其用於埃及伊蚊的幼蟲,培育24小時後調查了幼蟲的存活率和生長率,發現只需在大約0.001%的濃度下幼蟲就會死亡。作爲殺蟲劑投入實用時,「還需要實施100倍~1000倍的效果」(築波大學的丹羽隆介教授)。
確定這種植物化合物能抑制蚊子成長(供圖:築波大學丹羽教授)
今後除了調查這種化合物對其他蚊子是否也有效外,還將透過化學修飾等進一步提高其活性。除類黃酮外,還發現了其他能抑制酶功能的化合物,將開發效果更高的藥物。
蚊子會傳播瘧疾和登革熱等多種傳染病,每年在全球奪去70多萬人的生命。一些蚊子已經出現了對現有殺蟲劑產生抗藥性,需要開發具有新作用機制的殺蟲劑。丹羽教授強調說,此次發現的化合物「以前所未有的新機制顯示出殺蟲效果。有望開發出只對特定昆蟲有效的環保殺蟲劑。」
日文:藤井寬子、《日經產業新聞》,2022/4/13
中文:JST客觀日本編輯部