| Project/Area Number |
23K07947
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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 54030:Infectious disease medicine-related
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| Research Institution | Nara Medical University |
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Principal Investigator |
関根 隆博 奈良県立医科大学, 医学部附属病院, 研究員 (50896735)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 寿一 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (20374944)
笠原 敬 奈良県立医科大学, 医学部, 教授 (50405403)
中野 竜一 奈良県立医科大学, 医学部, 准教授 (80433712)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 大腸菌 / 薬剤耐性 / 病原性 / バイオインフォマティクス / 集団遺伝学解析 / 多様性 / 病原性遺伝子 |
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| Outline of Research at the Start |
大腸菌は種々の動物の腸管内常在細菌であるが、一部の症例では尿路や胆管などの臓器に感染症を引き起こす。薬剤耐性の観点からも、大部分の抗菌薬が有効な株から、抗菌薬がほぼ効かない株まで様々である。この理由として大腸菌の持つ遺伝的多様性が挙げられ、複数の病原性・耐性遺伝子の機能が解析されてきた。その一部は共存傾向を示しながら多くの大腸菌株に分布する事が知られているが、何百個と存在する遺伝子群の詳細な共存性や分布は明らかにされていない。我々は遺伝子同士の共存性を解明し、それら複数の遺伝子を簡便に特定するシステムの構築を目指す。同手法により迅速な最適治療や感染対策が推進されるのを期待する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までは大腸菌の中でも主要な１０つのSTに絞ったゲノム解析を行ったが、本年度は全ての系統群に解析範囲を広げた上で薬剤耐性遺伝子と病原性遺伝子の保有プロファイルを解析した。全てのアクセサリ遺伝子と系統群との強い関連性は既報で示されていたが、本研究ではそれよりも格段に少ない遺伝子群と系統群との関連性が明らかになった。さらに各系統群内におけるSNP距離と薬剤耐性・病原性遺伝子プロファイルとの間にも強い関連性が見られた。さらに詳細な解析により、薬剤耐性遺伝子と病原性遺伝子の獲得パターンや獲得メカニズムには明確な違いがあることが示唆された。
昨年度は上記に加えて、遺伝子同士の関連性についても解析を加えた。その結果、様々な薬剤耐性遺伝子の獲得の前段階としてキノロン耐性関連変異が生じていることが示唆された。これはST131など一部の集団において既報で示されていた事だが、同様のことが多くの大腸菌系統で共通した事象として生じていることが推測される。
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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
NCBIゲノムデータベースを用いた研究では、当初の研究計画よりも多くの大腸菌ゲノム進化に関する知見が得られているため進捗状況は概ね順調である。しかし、得られた結果の中で遺伝子の共存性に関する新規の知見は比較的乏しかった。そのため、当初の研究計画とは別の方針で大腸菌ゲノム進化、および遺伝子同士の関連性について更なる解析を行う方針である。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの我々の研究によって得られた知見の多くは他国の検出株に基づく情報であり、本国の大腸菌にも適応できるかはいまだに不明である。今後は、既に収集済みの大腸菌株のゲノムデータを用いて、本国検出株の薬剤耐性および病原性遺伝子プロファイルの特徴を明らかにし、キノロン耐性関連変異とその他の薬剤耐性遺伝子の獲得順序を含めて更に詳細な解析を行う。NCBIデータベースは完全ゲノムが少ない事が問題であったが、我々の収集株では完全ゲノムを得ることで、これまでは行えなかった解像度の高い比較ゲノムを行う方針である。それら情報と臨床情報を統合させる事で多様な大腸菌の中でも特に臨床現場で問題となるクローンや遺伝子の特定を行うことも目指す。
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