2018 Fiscal Year Annual Research Report
Exploring pool of horizontally transferred antibiotic resistance genes in reclaimed water
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17F17373
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
春日 郁朗 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20431794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LIU MIAOMIAO 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
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| Project Period (FY) |
2017-11-10 – 2020-03-31
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| Keywords | 抗生物質耐性遺伝子 / 下水再生水 / 塩素消毒 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
実規模の再生水処理施設における抗生物質耐性遺伝子の通年調査を完了した。二次処理水、生物ろ過水、再生水（塩素消毒後）から、細胞内DNA及び細胞外DNAを回収し、サルファ剤耐性遺伝子2種類、テトラサイクリン系抗生物質耐性遺伝子2種類、アミノグリコシド系抗生物質耐性遺伝子1種類、マクロライド系抗生物質耐性遺伝子1種類、基質特異性拡張型βラクタマーゼ遺伝子1種類、可動性遺伝因子（インテグロン）1種類、16S rRNA遺伝子を定量PCRで評価した。二次処理水では、細胞内抗生物質耐性遺伝の方が細胞外抗生物質耐性遺伝よりも存在量は概ね多かったが、基質特異性拡張型βラクタマーゼ遺伝子については細胞内と細胞外の存在量がほぼ同程度であった。生物ろ過による除去率は限定的であったが、その後の塩素消毒を経た再生水では、細胞内及び細胞外抗生物質耐性遺伝が顕著に減少した。調査した再生水処理施設では、塩素消毒の接触時間が極めて長い。このことから、十分な塩素濃度と接触時間を確保することで、抗生物質耐性遺伝の除去が効率的に行われることが確認された。
実験室において、遊離残留塩素濃度を段階的に変えて、生物ろ過水中の抗生物質耐性遺伝の変化を評価した。30分間の接触時間の前後で存在量を比較したところ、細胞内抗生物質耐性遺伝は、遊離塩素濃度4 mg/L以上において顕著な減少が確認された。細胞外抗生物質耐性遺伝は、遊離塩素濃度1 mg/L以上において減少が確認された。ただし、細胞内、細胞外画分において、抗生物質耐性遺伝の残留性は遺伝子ごとに異なっていた。特に、細胞内画分については、抗生物質耐性遺伝を有する細菌の塩素耐性が大きく寄与していることが推測された。
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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
実際の下水再生水の処理施設における通年調査を予定通りに終了することができ、細胞内および細胞外抗生物質耐性遺伝の処理工程における除去性について貴重なデータを得ることができた。また、塩素消毒実験によるデータも予定通りに取得でき、最終年度の取りまとめに向けた進捗は順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
塩素消毒した下水及び下水再生水中の抗生物質耐性遺伝子の水平伝達について評価を行い、他の消毒方法（オゾン、紫外線など）に関する既存の知見と比較する。また、昨年度蓄積した下水再生水の処理施設における調査、ラボスケールでの塩素消毒実験、細胞外DNAの回収方法等に関する成果について、国際誌への論文投稿や国際学会での発表（5th International Symposium on the Environmental Dimension of Antibiotic Resistance, June 2019, Hong Kongを予定）を計画的に進める。
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