| Project/Area Number |
22K19416
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 49:Pathology, infection/immunology, and related fields
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
Sato Toyotaka 北海道大学, 獣医学研究院, 准教授 (30756474)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横田 伸一 札幌医科大学, 医学部, 教授 (10325863)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
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| Keywords | 細菌学 / 細菌進化 / 遺伝子変異 / 病原性 / 薬剤耐性 / 細菌感染症 / 細菌 / 進化 / 血清耐性 / 抗菌薬耐性 / 感染症 / 適応進化 / 肺炎桿菌 / 生体内適応 / 病原性細菌 / 進化予測 |
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| Outline of Research at the Start |
細菌感染症は世界共通の問題である。医療現場で問題となっている細菌の病原性や薬剤耐性因子の詳細な解析は進んでいるが、『本病原性細菌は今後どのように進化し医療上の問題を引き起こす可能性があるのか？』といった未来予測に対する科学的検証は行われていない。本研究では遺伝子変異スピードを加速度的に増加させた病原性細菌の生体内適応進化モデルを構築し、通常数ヶ月から数百年レベルが必要な病原性細菌の病原性や多剤耐性化の進化様式を数日にて明らかにすることを目的とした病原性細菌の未来予測を行う。
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| Outline of Final Research Achievements |
Detailed analyses have advanced significantly regarding pathogenicity and antibiotic resistance factors of bacteria causing problems in clinical settings. However, scientific validation and evaluation systems addressing future-oriented questions such as "How might these pathogenic bacteria evolve and pose clinical challenges in the future?" have not yet been established. In this study, we successfully developed a method termed Rapid and Integrated Bacterial Evolution Analysis (RIBEA). This method involves creating an accelerated evolutionary model of pathogenic bacteria that rapidly increases genetic mutation rates, allowing us to observe and elucidate the patterns of bacterial adaptation, pathogenic evolution, and multidrug resistance development within one month.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
細菌感染症は国際社会共通の課題である。特に高病原性や薬剤耐性化の問題は医療および経済両面での大きなインパクトを与える。細菌感染症克服の上で、上記の病原性や薬剤耐性化に関わる細菌進化のコホートでの観察及び本様式の解明は重要であるが、そのような高解像度での手法は存在しなかった。本研究では、上記の問題を克服可能な統合的な細菌学的アプローチ手法の(Rapid and Integrated Bacterial Evolution Analysis; RIBEA)の開発に成功した。RIBEAにより、細菌を1ヶ月以内に高速に進化させ生体モデルで本リスクを評価することが可能になった。
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