自然水中におけるノロウイルスの感染力評価手法の構築

• Project/Area Number: 14J03643
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Civil and environmental engineering
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 端 昭彦 京都大学, 工学研究科附属, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2014-04-25 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2016: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000); Fiscal Year 2014: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
• Keywords: 水環境 / 下水処理 / 腸管系ウイルス / Fファージ / 健康関連微生物 / FRNAファージ / 感染力評価

Outline of Annual Research Achievements

FRNAファージは水のウイルス汚染や水処理過程でのウイルス減衰効率を代表する指標微生物として有望視されている．FRNAファージはGIからGIVの4つの遺伝子型に分類されるが，それぞれ異なる特性を持つ．昨年度までに，FRNAファージについて，各遺伝子型を感染力ベースで定量的に検出する手法を確立し，これを環境試料に本手法を適用した．これらより，ノロウイルスの感染力推定においてFRNAファージの各遺伝子型が指標として有効であることが示唆された．本年度は下水処理場でのFRNAファージ各遺伝子型の減衰傾向を調べると共に，下水処理過程でのウイルス減衰メカニズム解明を試みた．
国内及びフランスにおいて，下水処理場の流入水試料，活性汚泥試料，処理放流水試料を収集した．各試料中のFRNAファージについて，各種法による定量を試みるとともに，ファージ株を単離し，活性汚泥への吸着特性を調べた．
感染力を保持したFRNAファージについて，流入下水試料においては，GII及びGIII型が優占的に検出される傾向にあり，処理下水試料においては，GI型が優占的に検出される傾向にあった．関連し，活性汚泥処理においてはGI型が特に減衰しにくい傾向にあった．FRNAファージ株144株を単離し，活性汚泥への吸着試験を行った結果，GI型が特に活性汚泥へ吸着しにくく，GIII型が吸着しやすい傾向が見られた．これらより，活性汚泥でのウイルス除去メカニズムについて，ウイルスの汚泥への吸着が影響していることが考えられた．同一遺伝子型内でも，株によって汚泥への吸着性に差異が見られた．ウイルスと粒子状物質への吸着には，表面電荷や疎水性など，ウイルスの表面特性が強く影響することが示唆されており，今後は単離したファージ株について表面特性を調べていくことで，ウイルスの下水処理過程での除去機構解明へ向けた考察が可能となると考えられる．

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Quantitative Distribution of Infectious F-Specific RNA Phage Genotypes in Surface Waters. (2016)
  • Author(s): Akihiko Hata, Seiya Hanamoto, Yuya Shirasaka, Naoyuki Yamashita, Hiroaki Tanaka.
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: ９２ Issue: 14 Pages: 4244-4252
  • DOI: 10.1128/aem.00621-16
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Wastewater Analysis Indicates that Genetically Diverse Astroviruses, Including Strains Belonging to Novel Clades MLB and VA, are Circulating Within Japanese Populations (2015)
  • Author(s): A. Hata, H. Katayama, M. Kitajima, H. Furumai.
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 81 Issue: 15 Pages: 4932-4939
  • DOI: 10.1128/aem.00563-15
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Organic Substances Interfere with Reverse Transcription-Quantitative PCR-Based Virus Detection in Water Samples (2015)
  • Author(s): Akihiko Hata, Hiroyuki Katayama, Hiroaki Furumai
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 81 Issue: 5 Pages: 1585-1593
  • DOI: 10.1128/aem.03082-14
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 膜分離活性汚泥法におけるウイルスの動態と除去機構の評価 (2017)
  • Author(s): 杉田大智，山下尚之，田中宏明，端 昭彦
  • Organizer: 第51回 日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] 紫外線処理による下水中のF 特異RNA ファージ遺伝子群別の不活化効果の比較 (2017)
  • Author(s): 李善太，端 昭彦，山下尚之，田中宏明
  • Organizer: 第51回 日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 熊本県熊本市
  • Year and Date: 2017-03-15
• [Presentation] Challenges for precise quantification of enteric viruses from large volume of environmental waters (2016)
  • Author(s): A. Hata, M. Inaba, H. Katayama, H. Furumai.
  • Organizer: 5th Food and Environmental Virology Conference
  • Place of Presentation: 群馬県草津市
  • Year and Date: 2016-09-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Quantitative genotyping of infectious FRNA-phages at wastewater treatment plants in Japan (2015)
  • Author(s): A. Hata,Y. Shirasaka, N. Yamashita, H. Tanaka.
  • Organizer: 18th International Symposium on Health-Related Water Microbiology
  • Place of Presentation: ポルトガル
  • Year and Date: 2015-09-13
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 感染価を保持したFRNA ファージの定量的タイピングを目的とした濃縮手法の開発 (2015)
  • Author(s): 端昭彦，花本征也，山下尚之，田中宏明
  • Organizer: 第49回日本水環境学会年会
  • Place of Presentation: 金沢
  • Year and Date: 2015-03-16 – 2015-03-18