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Whole Genome Sequencing of Periodontal Pathogenic Strains and Integrated Analysis of Human Genetic Factors: Single-Cell and Exome Analysis

Research Project

Project/Area Number 21K16985
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 57030:Conservative dentistry-related
Research InstitutionTokyo Medical and Dental University

Principal Investigator

Sudo Takeaki  東京医科歯科大学, 統合教育機構, 特任講師 (10821168)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsシングルセルゲノム解析 / メタゲノム解析 / 歯周炎 / 次世代シークエンサー / シングルセル / マイクロバイオーム解析 / 侵襲性歯周炎 / エクソーム解析 / シングルセル解析 / シングルセル、エクソーム解析、侵襲性歯周炎
Outline of Research at the Start

本研究では、シングルセルによる個別の全ゲノム解読から、歯周炎と健常者の同一菌種での遺伝子の違いを比較解析する。de novo アセンブリでゲノム再構築し、データベースより構造および機能のアノテーション、オーソログ分類を行う。歯周炎の患者と健常者での共通の細菌のアノテーションされたゲノム情報を比較することで歯周炎特異的な株レベルの細菌同定を行うことにより、歯周疾患発病に影響する細菌を解明する。そして、エクソーム解析で同定したヒトの遺伝子変異有無による口腔内細菌の株レベルでの遺伝子組成の相違を評価する。

Outline of Final Research Achievements

This study aimed to identify periodontitis-specific bacteria by comparing the genetic differences between periodontitis patients and healthy individuals through single-cell genome analysis of microorganisms. 16S rRNA analysis revealed a high frequency of the red complex in periodontitis patients. Among the 384 SAGs obtained with next-generation sequencing, many low-quality data were found in the samples from healthy individuals. Additional analysis focusing on periodontitis patients yielded high-quality draft genomes. ccSAG analysis, which integrates SAGs derived from the same strain, was also conducted. The results will be reported in a forthcoming paper.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は、シングルセルゲノム解析を用いて歯周病特異的な細菌を特定するものであり、口腔内細菌、特に歯周病原細菌に対するシングルセル解析が少ない中で貴重なデータを提供する。健常者と比較して歯周炎患者のサンプルから高品質なドラフトゲノムを得ることで、歯周病の理解と治療に新たな知見をもたらした。特に、red complexの検出頻度の差や高品質なSAGsの取得は、今後の研究や治療法開発に重要な基盤を築いた。本研究は、歯周病の早期診断や治療法開発における基盤を築き、個別化医療の推進に寄与する。これにより、歯周病の発症メカニズムの解明や新しい治療戦略の開発が期待される。

Report

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

    (11 results)

All 2022 2021

All Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] Prognostic factors affecting periodontal regenerative therapy using recombinant human fibroblast growth factor-2: A 3-year cohort study2022

    • Author(s)
      Mikami Risako、Sudo Takeaki、Fukuba Shunsuke、Takeda Kohei、Matsuura Takanori、Kariya Tomoaki、Takeuchi Shunsuke、Ochiai Akane、Kawamoto Sakurako、Toyoshima Keita、Mizutani Koji、Arakawa Shinichi、Aoki Akira、Iwata Takanori
    • Journal Title

      Regenerative Therapy

      Volume: 21 Pages: 271-276

    • DOI

      10.1016/j.reth.2022.07.006

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 歯科衛生士のためのAI・データサイエンス2022

    • Author(s)
      須藤毅顕,木下淳博
    • Journal Title

      日本歯科衛生学雑誌

      Volume: 17 Pages: 18-23

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Phenotype Harmonization in the GLIDE2 Oral Health Genomics Consortium2022

    • Author(s)
      Divaris K, Haworth S, et al.
    • Journal Title

      JOURNAL OF DENTAL RESEARCH

      Volume: 10 Issue: 11 Pages: 1408-1416

    • DOI

      10.1177/00220345221109775

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Targeted deep sequencing analyses of long QT syndrome in a Japanese population2022

    • Author(s)
      NagataY、WatanabeR、EichhornC、OhnoS、AibaT、IshikawaT、NakanoY、AizawaY、HayashiKi、MurakoshiN、NakajimaT、YagiharaN、MishimaH、SudoT、HiguchiC、TakahashiA、SekineA、MakiyamaT、TanakaY、WatanabeA、TachibanaM、MoritaH、YoshiuraK-i、TsunodaT、WatanabeH、KurabayashiM、NogamiA、KiharaY、HorieM、ShimizuW、MakitaN、TanakaT
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 17 Issue: 12 Pages: e0277242-e0277242

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0277242

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] 回帰分析と傾向スコア解析2022

    • Author(s)
      須藤毅顕
    • Journal Title

      JOHONS

      Volume: 38 Pages: 628-632

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Comparison of Periodontal Bacteria of Edo and Modern Periods Using Novel Diagnostic Approach for Periodontitis With Micro-CT2021

    • Author(s)
      Shiba Takahiko、Komatsu Keiji、Sudo Takeaki、Sawafuji Rikai、Saso Aiko、Ueda Shintaroh、Watanabe Takayasu、Nemoto Takashi、Kano Chihiro、Nagai Takahiko、Ohsugi Yujin、Katagiri Sayaka、Takeuchi Yasuo、Kobayashi Hiroaki、Iwata Takanori
    • Journal Title

      Frontiers in Cellular and Infection Microbiology

      Volume: 11 Pages: 723821-723821

    • DOI

      10.3389/fcimb.2021.723821

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 古代人の歯石DNAを用いた江戸時代と現代の網羅的口腔内細菌叢解析2022

    • Author(s)
      須藤毅顕,芝多佳彦,駒津匡二,澤藤りかい,佐宗亜衣子,植田信太郎,渡辺孝康,根本昂,加納千博,長井貴彦,大杉勇人,片桐さやか,竹内康雄,小林宏明,岩田隆紀
    • Organizer
      第76回日本人類学会大会・第38回日本霊長類学会大会連合大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 臨床検査技師AI教育のためのクラウドコンピューター環境構築2022

    • Author(s)
      太田絵理,須藤毅顕,徳永伸一,中林潤,Heewon Park,平川晃弘,木下淳博,角勇樹
    • Organizer
      第16回日本臨床検査学教育学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 全国の医療系大学のIRを支援するデータ分析システムを開発するためのアンケート調査結果2022

    • Author(s)
      沼沢 益行, 那波 伸敏, 須藤 毅顕, 須永 昌代, 中口 悦史, 中林 潤, 中川 美奈, 木下 淳博
    • Organizer
      第54回日本医学教育学会大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] FGF-2製剤を用いた歯周組織再生療法の臨床的評価 ─3年後ろ向きコホート研究─2022

    • Author(s)
      刈屋友彰,須藤毅顕,三上理沙子,武田浩平,福場駿介,竹内俊介, 落合茜,川本櫻子,豊嶋啓汰,水谷幸嗣,青木章,岩田隆紀
    • Organizer
      第65回春季日本歯周病学会学術大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Book] 【生活習慣病の克服に向けたゲノム医療-ゲノム医科学の進展と精密医療の実現】歯科口腔外科疾患 歯周病のゲノム解析 医学のあゆみ2021

    • Author(s)
      和泉 雄一, 須藤 毅顕, 小林 宏明, 田中 敏博
    • Total Pages
      7
    • Publisher
      医歯薬出版株式会社
    • Related Report
      2021 Research-status Report

URL: 

Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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