Establishment of multidrug-resistant bacteria using laboratory automation and analysis of their evolution processes

• Project/Area Number: 24700305
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Research Field: Bioinformatics/Life informatics
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: SUZUKI Shingo 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 研究員 (60379154)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000); Fiscal Year 2013: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2012: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
• Keywords: 薬剤耐性 / 多剤耐性 / 実験進化 / 大腸菌 / 進化プロセス / トレードオフ / 交差耐性 / 超感受性 / 細胞壁合成阻害剤 / タンパク質合成阻害剤 / 核酸合成阻害剤

Research Abstract

Emergence and spread of bacteria exhibiting resistance to multidrug have become serious problems. Analysis of evolution process of multidrug-resistance using experimental evolution revealed that multidrug-resistant bacteria showed cross-resistance and hypersensitivity to other classes of antibiotics. In this study, whole-genome resequencing of resistant bacteria revealed the molecular mechanism underlying hypersensitivity and combination of two antibiotics showing hypersensitivity to each other could prevent the development of antibiotic resistance.

Research Products

• [Journal Article] Development of an Automated Culture System for Laboratory Evolution (2014)
  • Author(s): Takaaki Horinouchi, Teruaki Minamoto, Shingo Suzuki, Hiroshi Shimizu, Chikara Furusawa
  • Journal Title: Journal of Laboratory Evolution Volume: in press Issue: 5 Pages: 478-482
  • DOI: 10.1177/2211068214521417
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Bacterial evolution of cross-resistance and hypersensitivity to other classes of antibiotics (2014)
  • Author(s): 鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
  • Organizer: 第87回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: タワーホール船橋
• [Presentation] 異なる系統の抗菌薬に対する交差耐性および超感受性の進化 (2014)
  • Author(s): 鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
  • Organizer: 第8回日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学世田谷キャンパス
• [Presentation] 全自動実験室進化システムの構築と大腸菌の多系列・多種ストレス環境下での実験室進化 (2014)
  • Author(s): 堀之内貴明,源晃明,鈴木真吾,清水浩,古澤力
  • Organizer: 生命情報科学若手の会第5回研究会
  • Place of Presentation: 東京大学検見川セミナーハウス
• [Presentation] Bacterial evolution of cross-resistance and hypersensitivity to other classe s of antibiotics (2014)
  • Author(s): 鈴木真吾, 堀之内貴明, 古澤力
  • Organizer: 第８７回日本細菌学会総会
  • Place of Presentation: タワーホール船堀
• [Presentation] 異なる系統の抗菌薬に対する交差耐性および超感受性の進化 (2014)
  • Author(s): 鈴木真吾, 堀之内貴明, 古澤力
  • Organizer: 第８回日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 東京農業大学世田谷キャンパス
• [Presentation] 全自動実験室進化システムの構築と大腸菌の多系列・多種ストレス環境下での実験室進化 (2014)
  • Author(s): 堀之内貴明，源晃明，鈴木真吾，清水浩，古澤力
  • Organizer: 生命情報科学若手の会第5回研究会
  • Place of Presentation: 東京大学 検見川セミナーハウス
• [Presentation] 全自動実験室進化システムの構築と大腸菌の多系列・多種ストレス環境下での実験室進化 (2013)
  • Author(s): 堀之内貴明,源晃明,鈴木真吾,清水浩,古澤力
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会(MBSJ2013)
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] 実験室進化を用いた大腸菌の抗生物質耐性獲得ダイナミクスの解析Laboratory evolution of antibiotic resistant Escherichia coli (2013)
  • Author(s): 鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
  • Organizer: 日本生物物理学会第51回年会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
• [Presentation] 実験進化的手法による薬剤耐性大腸菌の創出とそのゲノミクス解析 (2013)
  • Author(s): 鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
  • Organizer: 第65回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] ラボオートメーションによる全自動多系列実験室進化システムの構築 (2013)
  • Author(s): 堀之内貴明,源晃明,鈴木真吾,清水浩,古澤力
  • Organizer: 第65回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 広島国際会議場
• [Presentation] 全自動実験進化システムによる多剤耐性菌の創出と進化プロセスの解析 (2013)
  • Author(s): 鈴木真吾
  • Organizer: 新学術「ゲノム支援」H25拡大班会議
  • Place of Presentation: 神戸ポートピアホテル
• [Presentation] 薬剤耐性大腸菌の実験進化的創出とゲノミクス解析 (2013)
  • Author(s): 鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
  • Organizer: 第7回日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 長浜バイオ大学
• [Presentation] 全自動実験室進化システムによる大腸菌の多系列・多種ストレス環境の実験室進化 (2013)
  • Author(s): 堀之内貴明，源晃明，鈴木真吾，清水浩，古澤力
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会年会（MBSJ2013)
  • Place of Presentation: 神戸国際会議場
• [Presentation] 実験室進化を用いた大腸菌の抗生物質耐性獲得ダイナミクスの解析 Laboratory evolution of antibiotic resistant Escherichia coli (2013)
  • Author(s): 鈴木真吾, 堀之内貴明, 古澤力
  • Organizer: 日本生物物理学会第51回年会
  • Place of Presentation: 国立京都国際会館
• [Presentation] 全自動実験進化システムによる多剤耐性菌の創出と進化プロセスの解析 (2013)
  • Author(s): 鈴木真吾
  • Organizer: 新学術領域「ゲノム支援」H25拡大班会議
  • Place of Presentation: 神戸ポートピアホテル
• [Presentation] 薬剤耐性大腸菌の実験進化的創出とゲノミクス解析 (2013)
  • Author(s): 鈴木真吾, 堀之内貴明, 古澤力
  • Organizer: 第７回日本ゲノム微生物学会年会
  • Place of Presentation: 長浜バイオ大学（滋賀）
• [Presentation] 人口進化実験による薬剤耐性菌の創出とゲノム変異解析 (2012)
  • Author(s): 鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
  • Organizer: 「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」平成24年度公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学弥生キャンパス
  • Year and Date: 2012-09-26
• [Presentation] 薬剤耐性大腸菌の実験進化的創出とゲノム変異解析 (2012)
  • Author(s): 鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
  • Organizer: 日本進化学会第14回大会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス
• [Presentation] 薬剤耐性大腸菌の実験進化的創出とケノム変異解析 (2012)
  • Author(s): 鈴木真吾, 堀之内貴明, 古澤力
  • Organizer: 日本進化学会第１４回大会
  • Place of Presentation: 首都大学東京南大沢キャンパス（東京）
• [Presentation] 人工進化実験による薬剤耐性菌の創出とゲノム変異解析 (2012)
  • Author(s): 鈴木真吾, 堀之内貴明, 古澤力
  • Organizer: 「複合適応形質進化の遺伝子基盤解明」平成24年度公開シンポジウム
  • Place of Presentation: 東京大学弥生キャンパス（東京）
• [Remarks] 独立行政法人理化学研究所生命 システム研究センター 多階層生命動態研究チーム
  • URL: http://www.qbic.riken.jp/mbd/index.html