遺伝子封入ウイルス様粒子の創製とそれを用いた培養困難なウイルスの浄水処理性評価
| Project/Area Number |
20J20769
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
白川 大樹 北海道大学, 大学院工学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2021: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2020: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
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| Keywords | 水系感染症 / ウイルス様粒子 / 遺伝子封入 / ノロウイルス / 病原ウイルス |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，生体外における効率的な培養法が確立されていないことから，浄水処理性に関する知見がほとんど得られていないノロウイルスについて，高感度に定量可能な外来遺伝子を封入したウイルス様粒子（野生のノロウイルスと構造的・抗原的に等しい）を創製し，これを用いた室内実験を実施することにより，複数種の遺伝子型のノロウイルスの粒子としての物理的な浄水処理性を，培養法に頼ることなく世界に先駆けて評価する．また，病原ウイルスの浄水処理性指標としての有効性が見出されているトウガラシ微斑ウイルスを指標として，実浄水処理場におけるノロウイルスの物理的な浄水処理性を推定する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，培養困難なノロウイルスについて，高感度に定量可能な外来遺伝子を封入したウイルス様粒子（遺伝子封入VLPs）を創製し，これを用いた室内実験を実施することにより，水道原水に近い濃度におけるノロウイルスの物理的な浄水処理性を，培養法の確立を待つことなく詳細に評価することを目的とした．また，浄水処理工程における病原ウイルスの挙動指標としての有効性が示されつつあるトウガラシ微斑ウイルス（PMMoV）について，ノロウイルスの遺伝子封入VLPsとPMMoVを同時添加した室内実験を実施することにより，ノロウイルスの挙動指標としてのPMMoVの有効性を議論すると共に，実浄水処理場におけるノロウイルスの処理性を，実浄水処理場におけるPMMoVの処理性評価結果から推定することを目的とした．
昨年度までの調査において，実浄水場の凝集-MF膜処理（浄水場C, D）におけるPMMoVの低減率（0.7-2.9 log）は，凝集沈澱-砂ろ過処理（浄水場A, B）における低減率（0.9-2.7 log）と同程度であることが確認された．そこで，本年度は，凝集沈澱-砂ろ過処理から凝集-MF膜処理に処理方式を更新した浄水場Xを対象とし，凝集沈澱-砂ろ過処理および凝集-MF膜処理におけるウイルスの処理性を比較した．その結果，浄水場Xの凝集-MF膜処理におけるPMMoVの低減率は2.8-4.4 logであり，凝集沈澱-砂ろ過処理における低減率（3.2-4.7 log）と同程度であることが明らかになった．一方，浄水場Xにおける凝集剤の添加濃度は，凝集-MF膜処理の導入に伴い，25-75%程度削減されていた．以上のことから，凝集-MF膜処理を導入することにより，凝集剤の添加量を削減しながら，凝集沈澱-砂ろ過処理と同等のウイルスの処理性が得られるものと考えられた．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(3 results)
Research Products
(12 results)
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[Journal Article] Evaluation of reduction efficiencies of pepper mild mottle virus and human enteric viruses in full-scale drinking water treatment plants employing coagulation-sedimentation-rapid sand filtration or coagulation-microfiltration2022
Author(s)
Shirakawa, D., Shirasaki, N., Matsushita, T., Matsui, Y., Yamashita, R., Matsumura, T. and Koriki, S.
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Journal Title
Water Research
Volume: 213
Pages: 118160-118160
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Investigating virus reduction efficiencies in coagulation-sedimentation-rapid sand filtration or coagulation-microfiltration by a combination of full-scale studies and lab-scale experiments2022
Author(s)
Shirakawa, D., Shirasaki, N., Yamashita, R., Matsumura, T., Koriki, S., Matsushita, T. and Matsui, Y.
Organizer
IWA World Water Congress & Exhibition
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Author(s)
Shirakawa, D., Shirasaki, N., Matsumura, T., Koriki, S., Matsushita, T. and Matsui, Y.
Organizer
The Water and Environment Technology Conference 2020-Online
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