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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Exploring pool of horizontally transferred antibiotic resistance genes in reclaimed water

Research Project

Project/Area Number 17F17373
Research InstitutionThe University of Tokyo

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)

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
Project Period (FY) 2017-11-10 – 2020-03-31
Keywords抗生物質耐性遺伝子 / 細胞外DNA / 下水再生水
Outline of Annual Research Achievements

下水再生水処理では、細胞内だけではなく、細胞外に存在するDNA画分中の抗生物質耐性遺伝子(ARGs: Antibiotic resistance genes)に注目する必要がある。本研究で確立した限外ろ過膜を活用した細胞外DNAの回収率にについて詳細な評価を行った。まず限外ろ過膜を用いてすべての画分のDNAを試料中から濃縮した。その後、細胞内DNA及び懸濁物に付着した細胞外DNA(Ads_exDNA)を、遠心分離によって溶存態の細胞外DNA(Dis_exDNA)から分離した。Ads_exDNAについては、プロテアーゼKによる処理を施すことで回収率が向上することが明らかになった。Dis_exDNA及びAds_exDNAはシリカを用いて精製し、細胞内DNAについては既成のキットを用いて抽出した。Dis_exDNAの回収率を評価するために、異なる長さのDis_exDNA(10, 4, 1.0, 0.5 kbp)をスパイクして実験を行ったところ、プロセス全体での回収率は10 kbp及び4 kbpのDis_exDNAについては60%程度であったのに対して、より短いDis_exDNAの回収率は40%程度であり、Dis_exDNAの回収率はDNA長に依存することが示された。下水処理水が流入する都市河川において、Dis_exDNA及びAds_exDNAに含まれるARGsの実態を評価した。Dis_exDNA及びAds_exDNAに含まれるARGsは、全体の0.03%-20.9%、1.8%-26.7%をそれぞれ占めており、ARGsの全存在量の中で無視できない画分であることが確認された。これらの知見について、国際学会での発表に加え、国際学術雑誌への論文掲載を達成した。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (3 results)

All 2020 2019

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Consecutive ultrafiltration and silica adsorption for recovery of extracellular antibiotic resistance genes from an urban river2020

    • Author(s)
      Miaomiao Liu, Akihiko Hata, Hiroyuki Katayama, Ikuro Kasuga
    • Journal Title

      Environmental Pollution

      Volume: 260 Pages: 114062

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.114062

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Prevalence of intracellular and extracellular antibiotic resistance genes in an urban river receiving wastewater effluent2019

    • Author(s)
      Miaomiao Liu, Ikuro Kasuga, and Akihiko Hata
    • Organizer
      5th International Symposium on the Environmental Dimension of Antibiotic Resistance
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prevalence of antibiotic resistance genes in different water environments in Hanoi, Vietnam2019

    • Author(s)
      Thi Nga Nguyen, Miaomiao Liu, Hiroyuki Katayama, and Ikuro Kasuga
    • Organizer
      Water Environment Technology Conference 2019
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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