2012년 지부티에서 발견된 이후, 아시아 아노펠레스 스테펜시(Anopheles stephensi) 모기는 아프리카의 뿔(Horn of Africa) 지역 전역으로 확산되었습니다. 이 침입성 매개체는 아프리카 대륙 전역으로 계속 확산되어 말라리아 방제 프로그램에 심각한 위협을 가하고 있습니다. 살충제 처리된 모기장 사용과 실내 잔류 살포 등의 매개체 방제 방법을 통해 말라리아 부담이 크게 감소했습니다. 그러나 아노펠레스 스테펜시를 포함한 살충제 내성 모기의 증가는 지속적인 말라리아 박멸 노력을 저해하고 있습니다. 효과적인 말라리아 방제 전략을 수립하기 위해서는 개체군 구조, 개체군 간 유전자 이동, 그리고 살충제 내성 돌연변이의 분포를 이해하는 것이 필수적입니다.
An. stephensi가 HOA에 어떻게 정착하게 되었는지에 대한 이해를 높이는 것은 새로운 지역으로의 잠재적 확산을 예측하는 데 매우 중요합니다. 개체군 유전학은 매개체 종을 연구하여 개체군 구조, 지속적인 선택, 그리고 유전자 흐름에 대한 통찰력을 얻는 데 광범위하게 활용되어 왔습니다18,19. An. stephensi의 경우, 개체군 구조와 유전체 구조를 연구하면 침입 경로와 출현 이후 발생했을 수 있는 적응 진화를 규명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 유전자 흐름 외에도 선택은 살충제 저항성과 관련된 대립유전자를 식별하고 이러한 대립유전자가 개체군 내에서 어떻게 확산되는지를 밝혀낼 수 있기 때문에 특히 중요합니다20.
현재까지 침입종인 아노펠레스 스테펜시(Anopheles stephensi)의 살충제 저항성 마커 및 집단 유전학 검사는 몇 가지 후보 유전자에 국한되어 왔습니다. 아프리카에서 이 종이 출현한 원인은 완전히 밝혀지지 않았지만, 한 가지 가설은 인간이나 가축에 의해 유입되었다는 것입니다. 다른 이론으로는 바람을 이용한 장거리 이동이 있습니다. 본 연구에 사용된 에티오피아 분리주는 아디스아바바에서 동쪽으로 200km 떨어진 아와쉬 세밧 킬로(Awash Sebat Kilo)라는 마을에서 채집되었습니다. 아와쉬 세밧 킬로는 아디스아바바에서 지부티까지 주요 교통로에 위치한 도시입니다. 아와쉬 세밧 킬로는 말라리아 전파율이 높은 지역으로, 살충제에 내성을 가진 것으로 알려진 아노펠레스 스테펜시(Anopheles stephensi)의 개체군이 많아 아노펠레스 스테펜시의 집단 유전학 연구에 중요한 장소입니다.
살충제 내성 돌연변이 kdr L1014F는 에티오피아 개체군에서 낮은 빈도로 검출되었으며, 인도 현장 시료에서는 검출되지 않았습니다. 이 kdr 돌연변이는 피레트로이드와 DDT에 대한 내성을 부여하며, 2016년 인도와 2018년 아프가니스탄에서 채집된 An. stephensi 개체군에서도 이전에 검출된 바 있습니다.31,32 두 도시 모두에서 피레트로이드 내성이 널리 분포되어 있음에도 불구하고, 본 연구에서 분석한 망갈로르와 방갈로르 개체군에서는 kdr L1014F 돌연변이가 검출되지 않았습니다. 이 SNP를 보유한 에티오피아 분리주 중 이형접합체인 비율이 낮은 것은 이 돌연변이가 이 개체군에서 최근에 발생했음을 시사합니다. 이는 여기에서 분석한 것보다 1년 전에 수집한 샘플에서 kdr 돌연변이의 증거를 찾지 못한 Awash의 이전 연구에서 뒷받침됩니다.18 우리는 이전에 앰플리콘 검출 접근법을 사용하여 동일한 지역/년도의 샘플 세트에서 낮은 빈도로 이 kdr L1014F 돌연변이를 확인했습니다.28 샘플링 사이트의 표현형 저항성을 고려할 때 이 저항 마커의 낮은 대립 유전자 빈도는 표적 부위 수정 이외의 메커니즘이 관찰된 표현형에 대한 책임이 있음을 시사합니다.
본 연구의 한계점은 살충제 반응에 대한 표현형 데이터가 부족하다는 점입니다. 이러한 돌연변이가 살충제 반응에 미치는 영향을 조사하기 위해서는 전체 유전체 시퀀싱(WGS) 또는 표적 앰플리콘 시퀀싱을 감수성 생물 검정과 결합한 추가 연구가 필요합니다. 저항성과 관련될 수 있는 이러한 새로운 미스센스 SNP는 저항성 표현형과 관련된 잠재적 메커니즘을 이해하고 검증하기 위한 모니터링 및 기능 연구를 지원하기 위해 고처리량 분자 검정의 대상으로 삼아야 합니다.
요약하자면, 본 연구는 여러 대륙에 걸친 아노펠레스 모기 개체군 유전학에 대한 심층적인 이해를 제공합니다. 다양한 지리적 지역의 더 큰 규모의 표본 집단에 전장 유전체 시퀀싱(WGS) 분석을 적용하는 것은 유전자 흐름을 이해하고 살충제 내성 마커를 식별하는 데 핵심적인 역할을 할 것입니다. 이러한 지식은 공중 보건 당국이 매개체 감시 및 살충제 사용에 있어 정보에 기반한 결정을 내릴 수 있도록 지원할 것입니다.
이 데이터세트에서 복제수 변이를 검출하기 위해 두 가지 접근법을 사용했습니다. 첫째, 유전체에서 확인된 CYP 유전자 클러스터에 초점을 맞춘 커버리지 기반 접근법을 사용했습니다(보충 표 S5). 표본 커버리지는 수집 위치 전체에서 평균화하여 에티오피아, 인도 지역, 인도 식민지, 파키스탄 식민지의 네 그룹으로 나누었습니다. 각 그룹의 커버리지는 커널 스무딩을 사용하여 정규화한 후, 해당 그룹의 유전체 커버리지 깊이 중앙값에 따라 그래프로 나타냈습니다.
게시 시간: 2025년 6월 23일