2016 Fiscal Year Research-status Report

高度多剤耐性緑膿菌染色体に特異的に存在するゲノミックアイランドの機能解析

Research Project

Project/Area Number	16K19133
Research Institution	National Center for Global Health and Medicine
Principal Investigator	多田達哉国立研究開発法人国立国際医療研究センター, その他部局等, 研究員 (00624644)
Project Period (FY)	2016-04-01 – 2018-03-31
Keywords	多剤耐性緑膿菌
Outline of Annual Research Achievements	多剤耐性緑膿菌による院内感染は、医療安全を根底から脅かしている。本研究の目的は、申請者が明らかにした完全長ゲノム情報を用いて多剤耐性流行株が外来遺伝子を染色体に積極的に取り込む機構に関与する遺伝子を特定することである。高度多剤耐性緑膿菌固有に保有する遺伝子の特定するため、完全長ゲノム配列が決定している高度多剤耐性緑膿菌 3 株（日本由来 2 株、ネパール由来 1 株および感受性株（PAO1）1 株）の詳細な比較ゲノム解析から特定を試みた。その結果、高度多剤耐性緑膿菌特有の10遺伝子をスクリーニングした。現在まででに5遺伝子の機能解析を実施したが、高度耐性化の原因となる遺伝子は特定できなかった。沖縄綜合科学研究所との共同研究で新たに決定した多剤耐性緑膿菌 3 株（日本 1 株、ベトナム 2 株）の完全長ゲノムを用いて、再解析を実施した。その結果、上記遺伝子を含む４遺伝子を見出した。現在、それらの遺伝子をクローニングし、機能解析を実施している。同時に、大腸菌 O-157 においてトランスポゾンを移動促進因子 IS-Enhancer-Element （IEE）に類似した（アミノ酸ホモロジー37%）ORF 領域を多剤耐性緑膿菌中に見出した。現在、緑膿菌内でみられるIS-Enhancer-Element （IEE）類似遺伝子における高度多剤耐性および感受性緑膿菌間の比較を行い、高度多剤耐性菌特有のアミノ酸変異の特定を行っている。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 緑膿菌のゲノムサイズは6～7Mbpと非常に大きく、coding sequences(CDS)は6000～7000個存在し、比較ゲノム解析に膨大な時間を有する。そのため、候補遺伝子のスクリーニングが思うように進まなかったことが大きな理由として挙げられる。
Strategy for Future Research Activity	平成28年度に実施した結果を踏まえ、申請者は新たに決定した高度多剤耐性緑膿菌 3 株（日本 1 株およびベトナム 2 株）の完全長ゲノムを決定し、さらに詳細な比較ゲノム解析を実施している。現在までの解析から、4つの候補遺伝子をスクリーニングした。今後はこれらの遺伝子の機能解析を実施する。さらに緑膿菌内でみられるIS-Enhancer-Element （IEE）類似遺伝子における高度多剤耐性および感受性緑膿菌間の比較を行い、高度多剤耐性菌特有のアミノ酸変異を特定するとともに、これらの変異が緑膿菌の多剤耐性化に関与するか否かを緑膿菌変異株を作成して解析する。