単離技術と遺伝子操作系を駆使した遺伝的に多様な病原ウイルスの浄水消毒処理性評価
| Project/Area Number |
23K22889
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| Project/Area Number (Other) |
22H01619 (2022-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2022-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22060:Environmental systems for civil engineering-related
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
白崎 伸隆 北海道大学, 工学研究院, 准教授 (60604692)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松下 拓 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30283401)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2024: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
Fiscal Year 2023: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 病原ウイルス / 遺伝的多様性 / 単離技術 / 浄水処理 / 消毒処理 / アデノウイルス / エンテロウイルス / ロタウイルス / 水道原水 / 細胞培養 / 遺伝情報 / リバースジェネティクス法 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，国内の水道原水中から複数の遺伝子型・株の病原ウイルスを単離すると共に，ウイルスの遺伝情報と遺伝子操作系であるリバースジェネティクス法を活用することにより，単離による入手が困難な複数の遺伝子型・株の病原ウイルスを人工合成し，これらを消毒処理（塩素処理，オゾン処理，紫外線処理等）の室内実験に用いることにより，遺伝子型・株の差異によってどの程度病原ウイルスの消毒処理性が異なるのか，また，どのような要因によって消毒処理性に差異が生じるのかを明らかにする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，国内の水道原水中から複数の遺伝子型・株の病原ウイルスを単離すると共に，ウイルスの遺伝情報と遺伝子操作系であるリバースジェネティクス法を活用することにより，単離による入手が困難な複数の遺伝子型・株の病原ウイルスを人工合成し，これらを消毒処理（塩素処理，オゾン処理，紫外線処理等）の室内実験に用いることにより，遺伝子型・株の差異によってどの程度病原ウイルスの消毒処理性が異なるのか，また，どのような要因によって消毒処理性に差異が生じるのかを明らかにすることを目的とした．
今年度は，エンテロウイルスの宿主細胞であるBGM細胞及びロタウイルスの宿主細胞であるMA104細胞を用いた感染力評価手法を適用すると共に，環境水中から病原ウイルスを感染力を保持した状態で回収・濃縮可能な新たなウイルス濃縮法を検討・適用することにより，国内の水道原水に存在する感染力を有するエンテロウイルス及びロタウイルスを回収・濃縮することに成功した．一方，消毒処理においては，タンジェンタルフローUF膜によるウイルス高倍率濃縮を組み合わせた大容量の塩素処理実験系及びオゾン処理実験系を検討し，ウイルス高倍率濃縮を実施しない小容量の実験系と同様の病原ウイルスの消毒処理性評価結果が得られること，すなわち，構築した大容量の実験系が塩素処理及びオゾン処理における病原ウイルスの消毒処理性の詳細把握（高不活化率の把握及び不活化メカニズムの議論）に適用できることを確認した．
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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
本年度は，ウイルス宿主細胞を用いた感染力評価手法と環境水中から病原ウイルスを感染力を保持した状態で回収・濃縮可能な新たなウイルス濃縮法を適用することにより，水道原水に存在する感染力を有するエンテロウイルス及びロタウイルスを回収・濃縮できた．また，塩素処理及びオゾン処理における病原ウイルスの消毒処理性の詳細把握に適用可能なタンジェンタルフローUF膜によるウイルス高倍率濃縮を組み合わせた大容量の実験系を構築できたことから，研究計画は概ね順調に進展している．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，水道原水から回収・濃縮した病原ウイルスの野生株に加え，リバースジェネティクス法により人工合成する病原ウイルスを対象とし，構築したタンジェンタルフローUF膜によるウイルス高倍率濃縮を組み合わせた大容量の実験系を用いた消毒処理実験を実施することにより，実浄水場の消毒工程において達成すべき病原ウイルスの高不活化率を得るために必要な消毒処理条件を明確化することを目指す．なお，塩素処理においては，塩素処理耐性が高いとされるコクサッキーウイルスの不活化特性の評価に加えて，これまで知見が全く得られていないパレコウイルスについても対象とし，感染力評価手法及び高濃度精製ストック調製法を構築することにより，不活化特性を明らかにすることを目指す．
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
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[Journal Article] Investigation of removal and inactivation efficiencies of human sapovirus in drinking water treatment processes by applying an in vitro cell-culture system2023
Author(s)
Shirakawa, D., Shirasaki, N., Hu, Q., Matsushita, T., Matsui, Y., Takagi, H. and Oka, T.
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Journal Title
Water Research
Volume: 236
Pages: 119951-119951
DOI
Related Report
Peer Reviewed
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[Presentation] Investigating virus reduction efficiencies in coagulation-sedimentation-rapid sand filtration or coagulation-microfiltration by a combination of full-scale studies and lab-scale experiments2022
Author(s)
Shirakawa, D., Shirasaki, N., Yamashita, R., Matsumura, T., Koriki, S., Matsushita, T. and Matsui, Y.
Organizer
IWA World Water Congress & Exhibition
Related Report
Int'l Joint Research
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