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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Development of novel water infrastructure able to control human norovirus prevalence

Research Project

Project/Area Number 18H03792
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

大村 達夫  東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 名誉教授 (30111248)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 李 玉友  東北大学, 工学研究科, 教授 (30201106)
片山 浩之  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00302779)
渡部 徹  山形大学, 農学部, 教授 (10302192)
渡辺 幸三  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (80634435)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywordsノロウイルス / 水インフラ / 消毒剤耐性 / 進化
Outline of Annual Research Achievements

本研究は、「ノロウイルス感染症制御を可能とする水インフラ」の実現を目指すものである。充実した水インフラが整備されている先進諸国であっても、ノロウイルス感染症は制御不可能な状況にある。これは、水インフラの整備が遅れている開発国において病原性の高いノロウイルスの遺伝系統が容易に発生するためと推測される。そこで本研究では、「水インフラ環境が異なる地域間でノロウイルスの進化速度が異なる」との仮説を立て、その実証を試みることを目的としている。

研究2年度である令和元年度は、マウスノロウイルスを用いた消毒処理による環境選択実験により、消毒剤耐性を有するマウスノロウイルスの遺伝系統を取得することを試みた。平成30年度は塩素消毒に対し有意な耐性を保持するマウスノロウイルス集団の取得に成功したが、令和元年度にはアルカリ処理に対し耐性を保持するマウスノロウイルス集団の取得を試み、成功した。得られたアルカリ処理耐性マウスノロウイルス集団、及びアルカリ処理を用いずに希釈と培養のみを繰り返した対照マウスノロウイルス集団に対し全ゲノム解析を行ったところ、アルカリ処理耐性マウスノロウイルス集団に特異的な遺伝子変異を同定することに成功した。そのうちの一つはVP1と呼ばれる外殻タンパク質をコードする遺伝子中に存在しており、この変異によりマウスノロウイルスのアルカリ処理への感受性が変化しているものと推測された。下水・汚水由来のノロウイルス遺伝子取得に関しては、平成30年度に引き続き、仙台市内の下水処理場で採取した未処理下水から得られたノロウイルス遺伝子配列の取得を試み、成功した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

本研究では、水インフラの有無によりノロウイルスの進化の程度が異なることを証明することを目的としているが、研究2年度である令和元年度において、トイレにおける糞便の消毒に使用されるアルカリ処理への繰り返し曝露によりアルカリ処理耐性のウイルス集団が生じうることが示され、さらに、そのアルカリ処理耐性がある特定の遺伝子変異によってもたらしうることが示唆される結果を得た。また、消毒剤耐性株に特徴的な遺伝子変異を検出するために、未処理下水中から複数のノロウイルス遺伝子配列を取得することにも成功した。以上の結果から、現在までに本研究は予定通り進行していると判断できる。

Strategy for Future Research Activity

研究3年度目である令和2年度では、研究初年度目及び2年度目に確認された遺伝子変異に関し、実際に消毒処理耐性をもたらすものか否かを確認するための実験を行う。具体的には、見出された遺伝子変異を有する複数の変異株をリバースジェネティクスにより作出し、得られた変異株と野生株を用いて消毒耐性実験を行う。この消毒耐性実験において、株間の消毒処理感受性の違いが検出された場合には、どの遺伝子変異を持つ株の消毒処理感受性が変化していたかを確認することで、消毒耐性に寄与している遺伝子変異を同定する。遊離塩素耐性に寄与している遺伝子変異の同定に至った場合には、水環境サンプルから得られたノロウイルス遺伝子配列を参照し、同定した遺伝子変異と同様な変異が見られるか否かを確認する。

  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019

All Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Understanding Hurdles in the Implementation of Health Information System (HIS) Through an Institutional Framework: A Case of Bandung, West Java Province, Indonesia2020

    • Author(s)
      Faridah, L, F. Rinawan, N. Fauziah, W. Mayasari, A. Dwiartama, K. Watanabe
    • Journal Title

      International Journal of Environmental Research and Public Health

      Volume: 17 Pages: 1795

    • DOI

      10.3390/ijerph17051795

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An Integrated mHealth App for Dengue Reporting and Mapping, Health Communication, and Behavior Modification: Development and Assessment of Mozzify2020

    • Author(s)
      Herbuela, V. R. D. M., T. Karita, M. Francisco, K. Watanabe
    • Journal Title

      JMIR Formative Research

      Volume: 4 Pages: e16424

    • DOI

      10.2196/16424

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Weekly Variation of Rotavirus A Concentrations in Sewage and Oysters in Japan, 2014-20162019

    • Author(s)
      Ito, E., J. Pu, T. Miura, S. Kazama, M. Nishiyama, H. Ito, Y. Konta, G. T. Nguyen, T. Omura, T. Watanabe
    • Journal Title

      Pathogens

      Volume: 8 Pages: 89

    • DOI

      10.3390/pathogens8030089

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Detection of Wolbachia Infection in Field-collected Mosquito Vector, Aedes aegypti in Metropolitan Manila, Philippines2019

    • Author(s)
      Carvajal, T. M., K. Hashimoto, R. K. Harnandika, D. M. Amalin, K. Watanabe
    • Journal Title

      Parasites & Vectors

      Volume: 12 Pages: 361

    • DOI

      10.1186/s13071-019-3629-y

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Norovirus accumulation in wild estuarine bivalves and its relationship with gastroenteritis epidemics2019

    • Author(s)
      Erika Ito, Masateru Nishiyama, Jian Pu, Shinobu Kazama, Yoshimitsu Konta, Hiroyuki Kato, Tatsuo Omura, Toru Watanabe
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Norovirus accumulation in wild estuarine bivalves as an indicator of gastroenteritis epidemics: Comparison between oysters and clams (Nuttallia japonica)2019

    • Author(s)
      Erika Ito, Masateru Nishiyama, Jian Pu, Shinobu Kazama, Yoshimitsu Konta, Hiroyuki Kato, Tatsuo Omura, Toru Watanabe
    • Organizer
      20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Effect of personal hygiene on norovirus transmission within and among households2019

    • Author(s)
      Fuminari Miura, Toru Watanabe, Kozo Watanabe, Masateru Nishiyama, Erika Ito, Miina Yanagihara, Kensuke Fukushi
    • Organizer
      20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Contamination of cultured oysters with wild-type Rotavirus A and its relationship with gastroenteritis epidemic2019

    • Author(s)
      Erika Ito, Pu Jian, Takayuki Miura, Masateru Nishiyama, Toru Watanabe
    • Organizer
      20th International Symposium on Health-Related Water Microbiology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 下水中ノロウイルスのモニタリングと情報発信による感染性胃腸炎流行対策:仙台市における実証試験2019

    • Author(s)
      渡部徹,三浦郁修,西山正晃,伊藤絵里香,大住英俊,加藤裕之,大村達夫
    • Organizer
      第56回環境工学研究フォーラム
  • [Presentation] Development and assessment of Mozzify app: an integrated mhealth for real-time Dengue reporting and mapping, health communication and behavior modification2019

    • Author(s)
      Herbuela, Von Ralph Dane M., Karita Tomonori, Francisco, Micanaldo, Watanabe Kozo
    • Organizer
      1st JSPS Core-to-Core Symposium: Center of Excellence in Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Designing and Developing a Nanobiosensor for the detection of important microbials in Ae. aegypti2019

    • Author(s)
      Carvajal Thadeus, Alocilja Evangeline, Divina Amalin, Watanabe Kozo
    • Organizer
      1st JSPS Core-to-Core Symposium: Center of Excellence in Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Detection of Wolbachia in Field-collected Dengue Vector Mosquito, Aedes aegypti in the Philippines2019

    • Author(s)
      Kozo Watanabe
    • Organizer
      Philippine Society for Microbiology 48th Annual Convention
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Contributing Factors to Childhood Stunting in Indonesia: Water Quality and Diarrhea2019

    • Author(s)
      Savira Ekawardhani, Hesti Lina Wiraswati, Lia Faridah, Kozo Watanabe
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Comparison of DNA metabarcoding and morphological identification for stream macroinvertebrate biodiversity assessment and monitoring2019

    • Author(s)
      Joeselle Serrana, Yo Miyake, Maribet Gamboa, Kozo Watanabe
    • Organizer
      Pest Management Council of the Philippines 51st Anniversary and Annual Scientific Conference
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2021-01-27  

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