| Project/Area Number |
21K12272
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
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| Research Institution | Setsunan University (2023)
Osaka Ohtani University (2021-2022) |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 抗菌薬耐性 / 海鳥 / カモメ / 生物濃縮 / コリスチン / 大腸菌 / 渡り鳥 / 薬剤耐性 / 腸内細菌 / 耐性菌 / 食物連鎖 / 抗菌薬 |
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| Outline of Research at the Start |
海洋生態系において高次捕食者である海鳥は、食物連鎖を通じて消化管内に環境中の抗菌薬耐性菌を濃縮し、渡りを通じて広範囲に拡散させる「耐性菌の輸送者」となる可能性がある。本研究では、次世代シーケンサーを用いたメタゲノム手法と培養法を併用して、北日本の繁殖地における海鳥の腸内、被食者となる栄養段階の異なる生物、ならびに海水の耐性菌・遺伝子を網羅的に調べ、耐性菌の食物連鎖を介した濃縮メカニズムを検証する。また越冬のための「渡り」にともなって飛来する地域の水環境において、耐性菌群集構造の経時的変化を調べ、海鳥の渡りに伴う耐性菌・耐性遺伝子の拡散と長距離移動の機構、その由来を遺伝子配列をもとに検証する。
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| Outline of Final Research Achievements |
Using a combination of metagenomic methods with high-throughput DNA sequencers and cultivation techniques, I comprehensively examined the presence of resistant bacteria and genes in the intestines of seabirds (Slaty-backed Gulls and Black-tailed Gulls), prey organisms at different trophic levels, and seawater at the breeding sites in Hokkaido. This was done to verify the concentration mechanisms of resistant bacteria through food web. Colistin-resistant Escherichia coli and the colistin-resistant gene mcr-1 were not detected in zooplankton, marine organisms, or seawater. However, they were found in 20% and 35% of Black-tailed Gulls and Slaty-backed Gulls, respectively. The diet consumed varied by season and year, and specific diet organisms were identified as increasing factors for the biomagnification of mcr-1.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
渡り性のカモメであるオオセグロカモメとウミネコでは、特定の餌生物を摂取することで、コリスチン耐性菌や耐性遺伝子が腸内に濃縮され、繁殖期には20-35%の割合で耐性遺伝子を保有していることが明らかとなった。カモメは繁殖期に採餌行動で数十km、渡り期には千km以上移動し、糞とともに耐性菌や耐性遺伝子を海水中に放出する。本研究により、食物連鎖を介した耐性菌の濃縮・移動の実態の一部が明らかになり、地理的に離れた地域で類似の耐性菌が発見される要因として、渡り性のカモメが重要であることが示された。本研究は、環境中に潜む抗菌薬耐性菌が地球規模で蔓延する機構の解明に寄与するものである。
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