クチクラタンパク質bgcplcp1は、ゴキブリ内部キュロチクルを厚くすることにより、殺虫剤耐性に寄与します

殺虫剤の過剰使用は、深刻な環境問題をもたらしました。主にキチン、タンパク質、薄い外側脂質層で構成される昆虫のキューティクルは、複数の機能を果たします。その顕著な役割は、殺虫剤を含む生体異物の浸透を妨げる物理的障壁としてです。Blattella Germanica（L.）は、アレルギー性疾患と喘息を引き起こす主要な世界的な屋内害虫です。β-チルメトリンを含むピレスロイド殺虫剤の広範な使用は、世界規模でゴキブリ集団における耐性の迅速かつ独立した進化のために選択されました。最初のCPLCP（非常に反復的なプロリンが豊富な領域との低い複雑さのクチクラタンパク質）ファミリークチキュラータンパク質がブラトデア順に殺虫剤の浸透抵抗性に寄与するBGCPLCP1が実証しました。BGCPLCP1のサイレンシングは、それぞれ85.0％-85.7％および81.0％-82.0％薄いキューティクル（および特に薄い内部キューティクル）をもたらし、それぞれβ-キルメトリン耐性（R）株に感染します。より薄くて透過性のキューティクルは、それぞれβ-キルメトリン処理SおよびR-ストレインゴキブリの生存率がそれぞれ14.4％および20.0％低くなりました。この研究は、昆虫におけるクチクラの浸透抵抗性の理解を進め、CPLCPファミリーを標的とする新しい効率的かつ環境に優しい殺虫剤の開発の機会を開きます。

Overuse of insecticides has led to severe environmental problems. Insect cuticle, which consists mainly of chitin, proteins and a thin outer lipid layer, serves multiple functions. Its prominent role is as a physical barrier that impedes the penetration of xenobiotics, including insecticides. Blattella germanica (L.) is a major worldwide indoor pest that causes allergic disease and asthma. Extensive use of pyrethroid insecticides, including β-cypermethrin, has selected for the rapid and independent evolution of resistance in cockroach populations on a global scale. We demonstrated that BgCPLCP1, the first CPLCP (cuticular proteins of low complexity with a highly repetitive proline-rich region) family cuticular protein in order Blattodea, contributes to insecticide penetration resistance. Silencing BgCPLCP1 resulted in 85.0 %-85.7 % and 81.0 %-82.0 % thinner cuticle (and especially thinner endocuticle) in the insecticide-susceptible (S) and β-cypermethrin-resistant (R) strains, respectively. The thinner and more permeable cuticles resulted in 14.4 % and 20.0 % lower survival of β-cypermethrin-treated S- and R-strain cockroaches, respectively. This study advances our understanding of cuticular penetration resistance in insects and opens opportunities for the development of new efficiently and environmentally friendly insecticides targeting the CPLCP family of cuticular proteins.