2022 Fiscal Year Research-status Report
Transposition mechanisms of multiple drug resistance genes from plasmids to chromosome among bacteria in the aquaculture environment
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18K05790
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| Research Institution | Shokei University |
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Principal Investigator |
野中 里佐 尚絅大学, 生活科学部, 准教授 (70363265)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢野 大和 国立感染症研究所, 薬剤耐性研究センター, 主任研究官 (20646773)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 遺伝子伝達 / 多剤耐性プラスミド / トランスポゾン / 薬剤耐性菌 / ビブリオ属 / SE / 養殖場 / チロシンリコンビナーゼ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
薬剤耐性菌の出現は世界的な問題であり、耐性菌拡大には細菌間の耐性遺伝子のやりとりが重要な役割を果たしていると考えられている。また養殖環境中の耐性菌が未知の遺伝子伝達機構を利用していると考えられたため、我々は養殖場由来の多剤耐性ビブリオ属菌から大腸菌へ薬剤耐性遺伝子が伝達し染色体へ組み込まれる現象について研究を行い、既知のトランスポゾングループには分類できない新規の可動性遺伝因子を明らかにしSEと命名した。これまでに2種類のSEが養殖場由来多剤耐性菌から見つかっていること、およびSEのはたらきにより伝達された多剤耐性プラスミドが受容菌染色体上へ取り込まれることが明らかとなった。これらの結果はSEが養殖場における耐性遺伝子の伝播を介して耐性菌拡大に重要な役割を果たしていることを示唆している。
本研究ではデーターベースを利用してSE類縁の可動性因子の検索を行った結果、SE類縁の可動性因子がビブリオ目およびシュードモナス目等を中心としたγプロテオバクテリアに属する細菌種に限局して分布していることが明らかになった。また約30のSE類縁の可動性因子の存在が明らかになり、レプリコンあたりの平均長や平均コピー数が明らかになった。さらにこれまで知られていなかった薬剤耐性遺伝子や多剤耐性排出ポンプとの関連が新たに明らかになり、SEは海洋環境のみならず臨床での耐性遺伝子の拡大にも寄与している可能性が示唆された。一方、遺伝子破壊実験からはSEを構成する4つのタンパク質はいずれもSEの切り出し・転移に必須であることが示唆された。
今後は国内外の養殖場から分離された薬剤耐性菌を対象にSEのスクリーニングを行い、SEを利用して遺伝子伝達を行う細菌の多様性を明らかにする。
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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
研究期間の延長を行ったがこれにより当初予定していなかったSEの細菌種における分布が明らかになり、SEを構成する4つの遺伝子が切り出し・転移に必須であることを検証し論文投稿することができたため。なお現在再投稿の審査中である。
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| Strategy for Future Research Activity |
再投稿に関して必要であれば追加実験を行う。また今後保存株を用いてPCRによりSEの検出を行い、環状化や伝達性について検証し養殖場におけるSEの分布状況から耐性遺伝子拡大への寄与について考察する。
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| Causes of Carryover |
教育業務および大学業務等の負担割合が増加し、十分な研究時間が確保できなかったため。また新型コロナウイルスにより学外での実験が制約されたため。2023年度は実験補助員を雇用するため残りの研究費の大部分は人件費として使用する予定である。またノートパソコン20万円を購入予定である。
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