| Project/Area Number |
22K18038
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 63040:Environmental impact assessment-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
五味 良太 京都大学, 工学研究科, 助教 (30794284)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 薬剤耐性菌 / ゲノム解析 / プラスミド / 腸内細菌科細菌 / 大腸菌 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、抗生物質が効かない細菌 (薬剤耐性菌)が世界中で増加し、問題となっている。薬剤耐性菌が他の細菌に薬剤耐性遺伝子を受け渡す際、プラスミドというベクター (運び屋)を経由すること多く、プラスミドは薬剤耐性遺伝子の拡散に大きな寄与をしていることが知られている。河川水といった環境水中にも薬剤耐性菌が存在することが知られているが、環境水中の薬剤耐性菌が保有する薬剤耐性プラスミドに関する知見はほとんど得られていない。本研究では、環境水中の薬剤耐性菌が保有する薬剤耐性プラスミドの塩基配列を大規模に決定し、構造解析と伝達性の評価を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、抗生物質が効かない細菌 (=薬剤耐性菌)が世界中で増え、大きな問題となっている。薬剤耐性菌は既に世界中で120万人以上/年の死因となっており、このまま薬剤耐性菌の増加が続くと、諸説あるものの、2050年には約1000万人/年の死因になると予測されている。薬剤耐性の拡散には、プラスミドと呼ばれる環状DNAが大きな役割を果たしていることが知られているが、環境水中の薬剤耐性菌が保有する薬剤耐性プラスミドの塩基配列や構造についてはよくわかっていない。本研究では、環境水中から薬剤耐性菌を単離し、その細菌が保有している薬剤耐性プラスミドの塩基配列及び構造を大規模に決定し、さらにそれらプラスミドの伝達性を評価することを目的とした。
2023年度は、前年度および本年度に塩基配列を決定したプラスミドの配列の詳細な構造及び、薬剤耐性遺伝子の周辺構造（挿入配列やトランスポゾンといったmobile genetic elementsを含む、薬剤耐性遺伝子周辺のDNA配列）の解析を行った。その結果、今回対象とした薬剤耐性遺伝子である可動性キノロン耐性遺伝子は、同一遺伝子でも様々なタイプのプラスミド上に存在することが判明し、また周辺構造も多様であることが判明した。これらの周辺構造には、以前臨床分離株で報告されているものも含まれる一方、全く新しい構造も散見された。また、可動性キノロン耐性遺伝子は、頻繁に染色体に組み込まれることがわかった。
本研究ではさらに、環境水の一種として、都市部の水たまり中の大腸菌についても全ゲノム配列を決定した。薬剤耐性遺伝子や病原遺伝子の検出といった基本的な解析を行ったところ、これらの水たまり中には薬剤耐性大腸菌や病原性大腸菌も存在することがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
菌種は腸内細菌科細菌のうち大腸菌のみに絞ったものの、薬剤感受性試験やプラスミド配列の決定など、当初の予定通り進めることができたため。特にプラスミドについては、薬剤耐性遺伝子を含まないものも含めると、100個ほどの塩基配列を決定できたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き、プラスミドを含む全塩基配列の決定および、バイオインフォマティクス解析を進めていく。また、決定した塩基配列を公共データベース上で公開し、世界中の研究者が恒久的にデータにアクセスできるようにする。
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