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Nation-wide spatio-temporal phylogenomics of E. coli O157 and search for high risk O157 lineages

Research Project

Project/Area Number 16H05190
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Bacteriology (including mycology)
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

Hayashi Tetsuya  九州大学, 医学研究院, 教授 (10173014)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 大西 真  国立感染症研究所, 副所長, 副所長 (10233214)
秋庭 正人  国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, 研究領域長 (60355211)
伊藤 武彦  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (90501106)
Research Collaborator Ogura Yoshitoshi  
IYODA Sunao  
KUSUMOTO Masahiro  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2018: ¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Keywords腸管出血性大腸菌 / ゲノム / 疫学 / 感染症 / 腸管出血性大腸菌O157 / HUS / 微生物 / 大腸菌O157 / ゲノム解析 / 系統解析 / 細菌 / 病原性大腸菌 / O157 / 多様性 / 集団構造 / 遺伝子
Outline of Final Research Achievements

We sequenced 2,354 clinical O157 strains isolated in 2005, 2010, 2015 in Japan, which covered most strains isolated in each year in Japan, and 271 strains that were isolated from bovine between 1996 and 2017 in 19 prefectures in Japan. Using the core SNP information obtained from these draft sequences, we performed high-resolution phylogenetic analysis and identified several sublineages dominating in Japan and the turnovers of the dominant clones or sublineages. By developing a novel Stx2 subtyping method, we identified the difference in dominant subtype between sublineages and subtype change in several sublineages. We are now performing more detailed analyses, including analysis of sublineage specific genes and integrated analyses of clinical and bacterial genome information to identify high-risk O157 clones or sublineages and their dynamics.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

患者・保菌者から分離されたO157菌株を国レベルで系統的に収集できている国は日本のみであるため、極めて貴重な情報が得られた。O157の比較ゲノム解析としても世界的に例を見ない規模である。また、我が国におけるO157の優勢クローン・亜系統の存在が確認でき、その経年的な変化も確認できたため、現在進行中の解析で、高リスククローン・亜系統が特定できれば、我が国のO157対策に大きく貢献できる。さらに、今回の解析手法は他の病原菌にもフィードバックできることから、「日本全域を網羅する病原菌の時空間系統ゲノミクス」という新たな研究分野を開拓することができ、様々な病原菌・感染症研究に波及効果が期待できる。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2017 2016

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 5 results)

  • [Journal Article] Identification of a New Virulent Clade in Enterohemorrhagic Escherichia coli O26:H11/H- Sequence Type 29.2017

    • Author(s)
      Ishijima N, Lee KI, Kuwahara T, Nakayama-Imaohji H, Yoneda S, Iguchi A, Ogura Y, Hayashi T, Ohnishi M, Iyoda S.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 7 Issue: 1 Pages: 43136-43136

    • DOI

      10.1038/srep43136

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Six Novel O Genotypes from Shiga Toxin-Producing Escherichia coli.2016

    • Author(s)
      Iguchi A, Iyoda S, Seto K, Nishii H, Ohnishi M, Mekata H, Ogura Y, Hayashi T.
    • Journal Title

      Frontier in Microbiology

      Volume: 7 Pages: 765-765

    • DOI

      10.3389/fmicb.2016.00765

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Genes essential for the morphogenesis of the Shiga toxin 2-transducing phage from Escherichia coli O157:H72016

    • Author(s)
      Mondal SI, Islam MR, Sawaguchi A, Asadulghani M, Ooka T, Gotoh Y, Kasahara Y, Ogura Y, Hayashi T.
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 6 Issue: 1 Pages: 39036-39036

    • DOI

      10.1038/srep39036

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Emergence of a Multidrug-Resistant Shiga Toxin-Producing Enterotoxigenic Escherichia coli Lineage in Diseased Swine in Japan.2016

    • Author(s)
      Kusumoto M, Hikoda Y, Fujii Y, Murata M, Miyoshi H, Ogura Y, Gotoh Y, Iwata T, Hayashi T, Akiba M.
    • Journal Title

      J Clin Microbiol.

      Volume: 54 Issue: 4 Pages: 1074-81

    • DOI

      10.1128/jcm.03141-15

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 次世代シーケンサーを用いた病原細菌におけるゲノム解析の進展2019

    • Author(s)
      林 哲也
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 次世代シーケンサーを用いた病原細菌におけるゲノム解析の進展2019

    • Author(s)
      林 哲也
    • Organizer
      日本農芸化学会2019年度大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 大規模比較ゲノム解析による腸管出血性大腸菌の起源と出現プロセスの解明2017

    • Author(s)
      中島遥子、桐野有美、宇野浩一、佐藤寿夫、佐藤光彦、西田留梨子、吉野修司、大岡唯祐、後藤恭宏、谷沢靖洋、中村 保一、井口純、石原朋子、大西真、林哲也、小椋義俊、
    • Organizer
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学湘南藤沢キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-03
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 次世代シーケンサを活用した病原細菌のゲノム研究 -当研究室での解析を中心に-2017

    • Author(s)
      林哲也
    • Organizer
      第70回日本細菌学会中国・四国支部総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ゲノム配列からみた腸管出血性大腸菌2017

    • Author(s)
      林哲也
    • Organizer
      第49回小児感染症学会・学術集会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 次世代シーケンサを用いた細菌ゲノム研究と細菌感染症研究2017

    • Author(s)
      林哲也
    • Organizer
      第87回日本感染症学会西日本地方会学術集会/第60回日本感染症学会中日本地方会学術集会/第65回日本化学療法学会西日本支部総会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 超高精度分子疫学解析で迫る病原菌の動態,2017

    • Author(s)
      後藤恭宏、片平雄之、吉村大、伊藤武彦、小椋義俊、林哲也,
    • Organizer
      第90回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 国内外で分離された521株の腸管出血性大腸菌O26の全ゲノム系統解析と病原遺伝子レパートリー解析2017

    • Author(s)
      小椋義俊、黒木真理子、吉野修司、木全恵子、磯部順子、勢戸和子、前田詠里子、江藤良樹、楠本正博、秋庭正人、石嶋希、李謙一、伊豫田淳、大西真、大岡唯祐、後藤恭宏、林哲也、
    • Organizer
      第90回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 比較ゲノムによる腸管出血性大腸菌O145:H28の多様性解析2017

    • Author(s)
      中村佳司、村瀬一典、伊藤武彦、Mainil Jacques、吉野修司、黒木真理子、木全恵子、磯部順子、勢戸和子、江藤良樹、前田詠里子、緒方喜久代、成松浩志、齋藤志保子、八柳潤、伊豫田淳、大西真、大岡唯祐、後藤恭宏、小椋義俊、林哲也、
    • Organizer
      第90回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      仙台国際センター
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] ブドウ球菌属におけるライブラリ調製キットNextera XTによるGC含有量と相関したシーケンスバイアス2017

    • Author(s)
      佐藤光彦、小椋義俊、中村佳司、西田留梨子、後藤恭宏、久恒順三,菅井基行,伊藤武彦,林哲也
    • Organizer
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      慶応義塾大学湘南藤沢キャンパス
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 大規模比較ゲノム解析による腸管出血性大腸菌出現プロセスの解明2016

    • Author(s)
      中島遥子、桐野有美、宇野浩一、佐藤寿夫、佐藤光彦、西田留梨子、吉野修司、大岡唯祐、後藤恭宏、谷沢靖洋、中村 保一、井口純、石原朋子、大西真、林哲也、小椋義俊
    • Organizer
      第20回腸管出血性大腸菌感染症研究会(EHEC感染症研究会)
    • Place of Presentation
      富山県民生センターサンフォルテ
    • Year and Date
      2016-11-10
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 腸管出血大腸菌O145:H28の比較ゲノム解析2016

    • Author(s)
      中村佳司、 村瀬一典、西田留梨子、伊藤武彦、Mainil Jaqyes,、吉村修司、磯部順子、勢戸和子、江藤良樹、富永潔、緒方喜久代、斉藤志保子、八柳潤、黒木真理子、木全恵子、前田詠里子,亀山光博,成松浩志、矢端順子、伊豫田淳、大西真、大岡唯祐、後藤恭宏、小椋義俊、林哲也
    • Organizer
      第69回日本細菌学会九州支部総会
    • Place of Presentation
      宮崎市民プラザ
    • Year and Date
      2016-09-01
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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