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Development of a new robust method for microbiome-based personal identification

Research Project

Project/Area Number 20K18991
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 58040:Forensics medicine-related
Research InstitutionNational Research Institute of Police Science

Principal Investigator

Toyomane Kochi  科学警察研究所, 法科学第一部, 研究員 (70845362)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2022: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords個人識別 / CRISPR / 微生物叢
Outline of Research at the Start

申請者はこれまでに、真正細菌の保持する繰り返し配列であるCRISPRの配列情報を解析することで、微生物叢中のCRISPR配列の多様性が個人間で異なることを明らかにした。法科学領域においてはある個人の皮膚の微生物叢と、その個人が触れた面の微生物叢を照合することで個人の識別を目指す研究が進められているが、付着面が環境に曝露されることで微生物叢の構造に変動が生じる。本研究においては皮膚上の微生物叢が保持するCRISPRの多様性が環境への曝露でどのように変動するか明らかにし、環境に曝露された劣化試料でも解析が可能な新規微生物叢解析法の開発を目指す。

Outline of Final Research Achievements

The mock forensic samples with low biomass were analyzd by using both metaCRISPR typing, a previously developed microbiome-based personal identification method, and human DNA typing. CRISPR sequences were similar to those of the donor for some mock samples, for which no information was obtained from human DNA analysis. These results indicate that metaCRISPR typing may provide additional information for personal identification of low-biomass samples that cannot be identified by conventional human DNA analysis.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

皮膚の表面にはヒトDNAより多量の微生物DNAが存在していると考えられており、ヒトDNAが十分に採れない場合の個人識別を目的として、これまでに各国で微生物叢の保持する遺伝情報を用いた個人識別法の開発が試みられてきた。しかし、試料中に含まれるDNA量が微量な場合に、微生物DNAを利用した個人識別が一般的なヒトDNA型検査と比較してより有効であることを実証した研究は例がない。本課題で検証した結果、前課題で開発したメタCRISPR解析はヒトDNAがほとんど含まれない試料でも個人識別が可能な場合があることが明らかになり、微生物叢の保持する遺伝情報の有用性を示すことができた。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2023 2022 2021

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 3 results) Presentation (2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Potential application of Staphylococcus species detection in the specific identification of saliva2023

    • Author(s)
      Toyomane Kochi、Akutsu Tomoko、Watanabe Ken、Yamagishi Takayuki、Kubota Satoshi
    • Journal Title

      Legal Medicine

      Volume: 65 Pages: 102320-102320

    • DOI

      10.1016/j.legalmed.2023.102320

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Optimization of microbial DNA extraction from human skin samples for CRISPR typing2022

    • Author(s)
      Toyomane Kochi、Yokota Ryo、Watanabe Ken、Akutsu Tomoko、Asahi Ai、Kubota Satoshi
    • Journal Title

      Forensic Science International: Reports

      Volume: 5 Pages: 100259-100259

    • DOI

      10.1016/j.fsir.2022.100259

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of CRISPR Diversity in the Human Skin Microbiome for Personal Identification2021

    • Author(s)
      Toyomane Kochi、Yokota Ryo、Watanabe Ken、Akutsu Tomoko、Asahi Ai、Kubota Satoshi
    • Journal Title

      mSystems

      Volume: 6 Issue: 1

    • DOI

      10.1128/msystems.01255-20

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] メタCRISPR型別はDNA型検査による個人識別を補完可能か2023

    • Author(s)
      豊間根耕地, 木村有里, 深川貴志, 山岸孝幸, 渡邊賢, 阿久津智子, 旭愛, 窪田聡, 関口和正
    • Organizer
      第46回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] CRISPRの多様性解析による個人識別法の開発2021

    • Author(s)
      豊間根耕地、横田亮、渡邊賢、阿久津智子、旭愛、窪田聡
    • Organizer
      第15回日本ゲノム微生物学会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Book] 生物の科学 遺伝 2023年5月発行号(Vol.77‐No.3)2023

    • Author(s)
      豊間根耕地
    • Total Pages
      80
    • Publisher
      エヌ・ティー・エス
    • ISBN
      9784860438180
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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