2017 Fiscal Year Annual Research Report
多剤耐性遺伝子の環境中残存機構と人への暴露リスク評価
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16H01782
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
鈴木 聡 愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (90196816)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
渡部 徹 山形大学, 農学部, 教授 (10302192)
丸山 史人 京都大学, 医学研究科, 准教授 (30423122)
野村 暢彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60292520)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 薬剤耐性遺伝子 / 環境微生物 / 抗生物質 / 暴露リスク / バイオフィルム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
耐性遺伝子生態：海洋からの耐性遺伝子の人への暴露リスク評価において、耐性菌・遺伝子の二枚貝による濃縮があるか否かを実験と観測で解明した。アサリおよびイガイは、環境から耐性菌を取り込み、一定量の耐性遺伝子を消化管内に常に残存させるものの、生物濃縮はおこさず、分解することが明らかになった。二枚貝のリザーバとしてのリスクは高くないと示唆された。
ゲノミクス：高精度に細菌ゲノムを解析する情報手法の確立を行なった。近年、難培養性細菌のゲノム解析のために、微量のゲノムDNAにふくまれる目的のDNA情報のみを取得する工夫がされている。今回、塩基配列の類似性で繋いでいき、得られた配列を塩基の出現頻度等で、混在する生物種を除くことで、精密に目的の生物種の情報だけを取得できた。この成果は、現時点で、偽陽性の結果が混在するデータの情報解析のなかで最良の方法である。今後高い精度での薬剤耐性遺伝子および可動性伝達因子の同定が可能になる。今後広く利用されることが期待される。
バイオフィルム研究：水圏での遺伝子伝播においてバイオフィルムに着目した。細菌が産生する細胞外粒子（メンブレンベシクル）にDNAが含まれていることを、つくば市内の湖沼において観察したところ、DNAを含むメンブレンベシクルの存在を明らかにした。全てのサンプルで確認出来たことから、バイオフィルム中のメンブレンベシクルは遺伝子伝達のベクターになっていることが強く示唆された。
リスク評価：耐性菌感染のリスクを知るためのデータ収集と解析を進めた。チャオプラヤ川流域から単離し薬剤耐性や耐性遺伝子をプロファイリングした大腸菌316株のうち、4薬剤耐性を示した大腸菌10株ゲノタイプを調べた。ハウスキーピング遺伝子解析から、同一クローンの可能性があった。今後、昨年度の感染症リスク評価モデルと耐性遺伝子の関連を解析する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
環境中での耐性遺伝子の残存性はH28年度から明らかになってきており、H29年度は、加えて二枚貝は遺伝子暴露リスク要因としてはハイリスクではないことがわかった。この成果はすぐにハイインパクト誌に論文として採択された。一方、バイオフィルム中にはメンブレンベシクルが普遍的に存在し、DNAのベクターになっていることが明らかになった。東南アジアの河川では多剤耐性遺伝子を持つ大腸菌は、同一クローンが上流から下流へ拡散していた。これらの結果は、今後の耐性遺伝子動態解明にあらたな基礎知見となる。ゲノム解析法でも高度化が進んだ。ゲノミクス関連の成果は数多くの論文として発表された。2年度目としては、広い範囲で、かつ早い進展をみせており、論文も多く発表され、計画以上に進んでいると判断できる。H30年度以降の統合的考察へ向けて期待がもてる。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、水圏環境の未培養菌群集における遺伝子水平伝播を、実験および自然観察で証明するために、代表者と分担者の成果を統合して行く。ゲノム情報からの地理的拡散、遺伝子定量からの現場・実験系での動態、細胞レベルでの観察、これら3点に集約していく方針である。最終的に、耐性遺伝子が水圏環境で残存し、それが遺伝子水平伝播に利用され、人環境へ侵入するリスクを考察する最終目標へ向う予定である。
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[Journal Article] Vibrio cholerae embraces two major evolutionary traits as revealed by targeted gene sequencing2018
Author(s)
K. Okada, W. Wongboot, S. Chantaroj, W. Natakuathung, A. Roobthaisong, W. Kamjumphol, F. Maruyama, T. Takemura, I. Nakagawa, M. Ohnishi, S. Hamada
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 8
Pages: article 1631
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Population structure and local adaptation of MAC lung disease agent Mycobacterium avium subsp. hominissuis2017
Author(s)
H. Yano, T. Iwamoto, Y. Nishiuchi, C. Nakajima, D. Starkova, I. Mokrousov, O. Narvskaya, S. Yoshida, K. Arikawa, N. Nakanishi, K. Osaki, I. Nakagawa, M. Ato, Y. Suzuki, F. Maruyama
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Journal Title
Genome Biology and Evolution
Volume: 9
Pages: 2403-2417
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Genetic diversity of environmental Vibrio cholerae O1 strains isolated in Northern Vietnam.2017
Author(s)
T. Takemura, K. Murase, F. Maruyama, T. L. Tran, A. Ota, I. Nakagawa, D. T. Nguyen, T. C. Ngo, T. H. Nguyen, A. Tokizawa, M. Morita, M. Ohnishi, B. M. Nguyen, T. Yamashiro
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Journal Title
Infection, Genetics and Evolution
Volume: 54
Pages: 146-151
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] A locus encoding variable defence systems against invading DNA identified in Streptococcus suis2017
Author(s)
M. Okura, T. Nozawa, T. Watanabe, K. Murase, I. Nakagawa, D. Takamatsu, M. Osaki, T. Sekizaki, M. Gottschalk, S. Hamada, F. Maruyama
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Journal Title
Genome Biology and Evolution
Volume: 9
Pages: 1000-1012
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] Active microbiota show specific correlationships in peri-implantitis and periodontitis2017
Author(s)
H. Kachi, N. Maruyama, F. Maruyama, T. Shiba, T. Watanabe, A. Goda, K. Murase, Y. Michi, Y. Takeuchi, Y. Izumi, S. Yamaguchi, I. Nakagawa
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Journal Title
The Journal of the Stomatological Society, Japan
Volume: 84
Pages: 25-35
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] The novel mef(C)-mph(G) macrolide resistance genes are conveyed in the environment on various vectors.2017
Author(s)
Sugimoto, Y., Suzuki, S., Nonaka, L., Boonla, C., Sukpanyatham, N., Chou, H-Y. and Wu, J-H.
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Journal Title
Journal of Global Antimicrobial Resistance
Volume: 10
Pages: 47-53
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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