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新型シーケンサーを用いた細菌における自然環境でのゲノムアダプテーション解析法

Publicly Offered Research

Project AreaSystematic study of chromosome adaptation
Project/Area Number 25125718
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionUniversity of Miyazaki

Principal Investigator

小椋 義俊  宮崎大学, フロンティア科学総合実験センター, 助教 (40363585)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥11,180,000 (Direct Cost: ¥8,600,000、Indirect Cost: ¥2,580,000)
Fiscal Year 2014: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Keywords腸管出血性大腸菌 / ゲノム / 進化 / 結核菌 / 病原性
Outline of Annual Research Achievements

前年度までに、ヒト臨床由来O26とウシ常在O26の高解像度系統解析を行い、ウシ常在O26は潜在的にヒトに対する病原性を持つことを示唆する結果を得た。本年度は、ヒト由来大腸菌とウシ由来大腸菌をO26の血清型に限定せず収集し、両者の系統的関係を詳細に解析した。
ヒト由来大腸菌については、敗血症由来株を146株、健康なヒトの便由来大腸菌(ヒト常在株)53株を収集した。ウシ由来大腸菌は、全国11地域からウシの直腸便を計1666検体収集し、ヒトに腸管感染症を起こす病原性大腸菌(志賀毒素と三型分泌装置のどちらか一方か両方をもつ大腸菌、ここではヒト腸管病原性株とする)を810株とそれ以外の一般大腸菌(ウシ常在株とする)を411株分離した。
まず、ヒト敗血症株、ヒト常在株、ヒト腸管病原性株、ウシ常在株の各50株について、illumina MiSeqでシーケンスし、アセンブルによりドラフトゲノム配列を取得した。次に、大腸菌K-12をリファレンスとして、各菌株のSNPsをゲノムワイドに同定し、その情報を基に、全ゲノムレベルの高解像度系統樹を作成した。
系統解析の結果、ヒト由来大腸菌(ヒト敗血症株とヒト常在株)とウシ由来大腸菌(ヒト腸管病原性株とウシ常在株)の系統は、大きく異なることが明らかとなった。このことは、(1)ヒト常在大腸菌が、血液内で増殖できるようになったことでヒトの敗血症を起こしていること、(2)ウシ常在大腸菌が、志賀毒素や三型分泌装置など獲得し、偶発的にヒトに感染することで腸管感染症を起こしていること、逆に、(3)ヒト常在大腸菌がヒト腸管感染症の原因にはなりにくい、また(4)ウシ常在大腸菌がヒト敗血症の原因にもなりにくいことなどを示唆する結果である。今後は、菌株数を増やして、上記のことを確認すると共に、宿主特異性や病原性進化に関する機構を遺伝子レベルで解明するよである。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2015 2014

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 2 results)

  • [Journal Article] A complete view of the genetic diversity of the Escherichia coli O-antigen biosynthesis gene cluster.2015

    • Author(s)
      Atsushi Iguchi, Sunao Iyoda, Taisei Kikuchi, Yoshitoshi Ogura, Keisuke Katsura, Makoto Ohnishi, Tetsuya Hayashi, Nicholas R Thomson
    • Journal Title

      DNA Res

      Volume: 22 Issue: 1 Pages: 101-107

    • DOI

      10.1093/dnares/dsu043

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Efficient de novo assembly of highly heterozygous genomes from whole-genome shotgun short reads.2014

    • Author(s)
      R. Kajitani, K. Toshimoto, H. Noguchi, A. Toyoda, Y. Ogura, M. Okuno, M. Yabana, M. Harada, E. Nagayasu, H. Maruyama, Y. Kohara, A. Fujiyama, T. Hayashi and T.Itoh
    • Journal Title

      Genome Research,

      Volume: 24 Issue: 8 Pages: 1384-1384

    • DOI

      10.1101/gr.170720.113

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Phylogenetic Clades 6 and 8 of Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 With Particular stx Subtypes are More Frequently Found in Isolates From Hemolytic Uremic Syndrome Patients Than From Asymptomatic Carriers.2014

    • Author(s)
      Iyoda S, Manning SD, Seto K, Kimata K, Isobe J, Etoh Y, Ichihara S, Migita Y, Ogata K, Honda M, Kubota T, Kawano K, Matsumoto K, Kudaka J, Asai N, Yabata J, Tominaga K, Terajima J, Morita-Ishihara T, Izumiya H, Ogura Y, et al.
    • Journal Title

      Open Forum Infect Dis.

      Volume: 12 Issue: 2

    • DOI

      10.1093/ofid/ofu061

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A novel small regulatory RNA enhances cell motility in enterohemorrhagic Escherichia coli.2014

    • Author(s)
      Sudo N, Soma A, Muto A, Iyoda S, Suh M, Kurihara N, Abe H, Tobe T, Ogura Y, Hayashi T, Kurokawa K, Ohnishi M, Sekine Y
    • Journal Title

      J Gen Appl Microbiol.

      Volume: 60 Pages: 44-50

    • NAID

      130004802264

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] ラムダファージの自然環境中における生存戦略と大腸菌との共進化2015

    • Author(s)
      小椋義俊、林哲也
    • Organizer
      第88回日本細菌学会
    • Place of Presentation
      長良川国際会議場(岐阜県岐阜市)
    • Year and Date
      2015-03-26 – 2015-03-28
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒトおよびウシ由来腸管出血性大腸菌O26のファイロゲノミクス解析2014

    • Author(s)
      小椋義俊、桂啓介、伊藤武彦、Mainil Jacques 、吉野修司、磯部順子、勢戸和子、江藤良樹、楠本正博、黒木真理子、木全恵子、前田詠里子、秋庭正人、後藤恭宏、大岡唯祐、林哲也
    • Organizer
      環境微生物学会合同大会
    • Place of Presentation
      アクトシティ浜松コングレスセンター(静岡県浜松市)
    • Year and Date
      2014-10-21 – 2014-10-24
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 微生物ゲノム研究、この13年間を振り返る(未来開拓事業、ゲノム特定、ゲノム支援を経験して)2014

    • Author(s)
      小掠義俊
    • Organizer
      第8回日本ゲノム微生物学会若手の会
    • Place of Presentation
      ろうきん研修所富士センター(静岡県駿東郡小山町)
    • Year and Date
      2014-09-28 – 2014-09-29
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Extensive phylogenomics revealed a clonal expansion of EHEC O26 in Japan.2014

    • Author(s)
      Y. Ogura, T. Hayashi
    • Organizer
      第87回日本細菌学会総会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] ファイロゲノミクスによる腸管出血性大腸菌の優勢系統群および志賀毒素高産生性系統群の同定2014

    • Author(s)
      小椋義俊、桂啓介、伊藤武彦、Mainil Jacques、吉野修司、磯部順子、勢戸和子、江藤良樹、富永潔、緒方喜久代、楠本正博、黒木真理子、木全恵子、前田詠里子、亀山光博、成松浩志、秋庭正人、矢端順子、後藤恭宏、大岡唯祐、林哲也
    • Organizer
      第8回日本ゲノム微生物学会年会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report

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Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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