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Development of temporally sensitive detection method for vectors of infectious diseases based on environmental RNA

Research Project

Project/Area Number 20K20635
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
Research InstitutionKitasato University

Principal Investigator

Sei Kazunari  北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80324177)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 中島 典之  東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (30292890)
古川 隼士  北里大学, 医療衛生学部, 准教授 (90632729)
Amarasiri Mohan  北里大学, 医療衛生学部, 講師 (50815537)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥25,870,000 (Direct Cost: ¥19,900,000、Indirect Cost: ¥5,970,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2020: ¥14,170,000 (Direct Cost: ¥10,900,000、Indirect Cost: ¥3,270,000)
Keywords環境RNA / 環境DNA / 衛生動物 / 感染症 / 感染症対策
Outline of Research at the Start

世界中で度々問題となっている各種の感染症を媒介する衛生動物をモニタリングすることは、衛生学的観点から安全・安心な社会構築につながる。しかし、衛生動物は一般に人目につかない場所に営巣、棲息しており、目視や捕獲調査などによる方法は多大な労力を要する。研究代表者らは環境DNAの適用により、国内外で衛生動物のモニタリング研究を実施しているが、環境DNAの寿命は比較的長いため、標的生物由来の環境DNAの検出が、当該生物が今まさに存在していることを必ずしも保証せず、時間的感度に問題があると考えられる。そこで、本研究ではより寿命の短いRNAに着目し、環境RNA分析によって衛生動物を監視する手法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

In recent years, infectious diseases transmitted by vectors have become a worldwide problem, and cases have been reported in Japan as well. Since the vectors of infectious diseases are found in relatively unnoticed areas, monitoring them by conventional methods such as visual observation or capture requires a great deal of labor. The purpose of this research was to develop a method for monitoring vectors of infectious diseases applying environmental DNA (eDNA) and eRNA analysis, especially focusing on the temporal sensitivity of detection.
We compared eDNA and eRNA enrichment and purification conditions using filters, clarified optimal conditions, and established a monitoring method. The results of the laboratory scale vectors detection experiment showed that eRNA has the potential to quantitatively detect the presence or absence of hygienic animals with high temporal sensitivity.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環境RNA(eRNA)を衛生動物のモニタリングに用いようとする研究は世界中を見渡してもほとんどなく、本研究で得られた成果は、eRNAがこの目的に対して、検出の時間的な感度としての優位性をもつ優れた指標となりうることを示した点で学術的価値が高いものと考えている。社会的な意義としては、従来多大な労力を求められてきた衛生動物のモニタリングに簡便な手法を提案することができたことから、各種の感染症を未然に防ぐ上で基本となる衛生動物の存否や生息状況を評価するための新たなツールの提供を通して、感染症の観点から人の安心・安全な生活環境の構築に向けて貢献できる成果が得られたものと考えている。

Report

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

    (5 results)

All 2023 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Pathogens and disease vectors/hosts monitoring in aquatic environments: Potential of using eDNA/eRNA based approach2021

    • Author(s)
      Mohan Amarasiri, Takashi Furukawa, Fumiyuki Nakajima, Kazunari Sei
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 796 Pages: 148810-148810

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2021.148810

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 環境DNA/RNA解析による鼠族検出系の確立と病院排水管からの鼠族検出への適用2023

    • Author(s)
      神原栞, 古川隼士, Mohan Amarasiri, 中島典之, 清和成
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 環境DNA/環境RNA解析による衛生動物検出の時間的感度評価2021

    • Author(s)
      清和成、須江渚、大知鼓太郎、飯塚洸平、前田倖、Amarasiri Mohan、古川隼士、中島典之
    • Organizer
      第55回日本水環境学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Evaluation of recovery rate of rodent excrement-derived DNA from simulated urban runoff water2020

    • Author(s)
      Ayane Itakura, Fumiyuki Nakajima, Tomohiro Tobino, Kazunari Sei
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference Online 2020
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 環境RNA解析による衛生動物の高感度検出手法の開発および時間的感度の評価2020

    • Author(s)
      須江渚、古川隼士、中島典之、Amarasiri Mohan、清和成
    • Organizer
      第57回環境工学研究フォーラム
    • Related Report
      2020 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2024-01-30  

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