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完全ゲノム配列によるコレラパンデミック変遷の新たな理解

Research Project

Project/Area Number 22K07059
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 49050:Bacteriology-related
Research InstitutionHosei University

Principal Investigator

今村 大輔  法政大学, 生命科学部, 准教授 (70454650)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsコレラ / Vibrio cholerae / パンデミック / ゲノム
Outline of Research at the Start

コレラは元々、ベンガル地方の風土病であり、歴史上、この地域は常にコレラの中心地となっている。そこで本研究では、ベンガル地方のインド・コルカタ市でコレラ患者から分離されたコレラ菌の完全ゲノム解析を行うことにより、従来のゲノム解析では得られない①コレラ流行株の変遷や進化とパンデミックの伝播様式、②コレラ流行株に特異的なゲノム上の大きな領域の増加メカニズムなど、コレラパンデミックに関する新たな理解を得ることを目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

本課題は、コレラ流行株の完全ゲノム配列を解析することにより、染色体の構造変化、リピート配列の数や並びなど、ドラフトゲノム解析では得られない、コレラ流行株の変化に関する新たな知見を得ることを目的としている。コレラ菌においては、コレラ毒素をコードする遺伝子があるプロファージ領域が繰り返して配置されていることが多く、この配置が病原性や毒素遺伝子の伝播にも関与しているため、完全ゲノム配列によってゲノム上の繰り返し配列の数や配置までを明らかにすることは、現在、パンデミックを起こしている流行株の変化を理解する上で重要である。
今年度は、コレラ流行株に特異的に見られるゲノム領域の増加現象に関与している遺伝子を特定するため、GWAS(ゲノムワイド関連解析)を行い、ゲノム領域の増加と関連性が有意に高い変異を有する遺伝子を特定することに成功した。この遺伝子の5’領域に欠失または変異がある株では、ゲノム領域の増加が起こりにくくなっていることから、この遺伝子がゲノム領域の増加に関与している可能性が示唆された。また、インド・西ベンガル州のコルカタ市の感染症病院で、下痢症患者から分離されたコレラ菌、およびNAGビブリオ菌のゲノム配列を取得した。そこで、これらの株の完全ゲノム配列を第7次パンデミックの参照株や、様々な血清型のNAGビブリオ菌と比較することにより、最近はどのような系統の株が流行しているのか、コレラ流行株のゲノムには、近年、どの様な変化が起こっているのか、また、それがパンデミックの発生や継続にどの様な影響を及ぼしているのかを解析する。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

ゲノム領域の増加現象に関わっている遺伝子の特定が難航していたが、今年度、GWAS解析によって関連性の高い変異を見つけることができた。また、インドの下痢症患者から分離された流行株のゲノム配列も取得できたため、解析は順調に進捗している。

Strategy for Future Research Activity

ゲノム領域の増加と高い相関の見られた遺伝子の破壊株を作製し、そのゲノム増加現象への影響を明らかにする。また、近年の流行株を以前の流行株と比較することにより、近年の流行株の特徴や変化を解析する。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] NICED(インド)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Int'l Joint Research] NICED(インド)

    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Journal Article] Identification of CgeA as a glycoprotein that anchors polysaccharides to the spore surface in Bacillus subtilis2023

    • Author(s)
      Nakaya Yusei、Uchiike Miu、Hattori Mayuko、Moriyama Momoka、Abe Kimihiro、Kim Ella、Eichenberger Patrick、Imamura Daisuke、Sato Tsutomu
    • Journal Title

      Molecular Microbiology

      Volume: 120 Issue: 3 Pages: 384-396

    • DOI

      10.1111/mmi.15126

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] New<i> Bacillus subtilis</i> vector, pSSβ, as genetic tool for site-specific integration and excision of cloned DNA, and prophage elimination2022

    • Author(s)
      Suzuki Shota, Osada Sachie, Imamura Daisuke, Sato Tsutomu
    • Journal Title

      The Journal of General and Applied Microbiology

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 71-78

    • DOI

      10.2323/jgam.2021.10.004

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] コレラ流行株におけるCTXΦプロファージの宿主ゲノムへの影響2023

    • Author(s)
      若林 丈人、佐藤 勉、今村 大輔
    • Organizer
      第21回微生物研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] コレラ流行株におけるCTXΦプロファージの宿主ゲノムへの影響2023

    • Author(s)
      若林 丈人、佐藤 勉、今村 大輔
    • Organizer
      第10回ファージ研究会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] インド由来コレラ流行株の完全ゲノム解析2023

    • Author(s)
      篠崎真菜、若林丈人、佐藤勉、今村大輔
    • Organizer
      第17回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Complete genome analysis of recent Vibrio cholerae O1 epidemic strains isolated in Kolkata, India2022

    • Author(s)
      Daisuke Imamura and Tsutomu Sato
    • Organizer
      16th Asian Conference on Diarrhoeal Disease and Nutrition
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] コレラ流行株における大規模なゲノム領域の増加機構の解析2022

    • Author(s)
      若林丈人、佐藤勉、今村大輔
    • Organizer
      第20回微生物研究会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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