メタゲノム解析による種間伝播（スピルオーバー）する動物ウイルスの探索

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05977
• Research Institution: Azabu University
• Principal Investigator: 長井 誠 麻布大学, 獣医学部, 教授 (10540669)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大井 徹 石川県立大学, 生物資源環境学部, 教授 (10201964)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 糞便ウイルス / 家畜 / 野生動物 / 種間伝播 / メタゲノム解析 / 遺伝子変異 / 網羅的解析 / 新規ウイルス

Outline of Annual Research Achievements

本研究では動物ウイルスの進化を考察するため、家畜と野生動物との間でのウイルスのやり取りで発生する可能性がある種間伝播、すなわちスピルオーバーしたウイルスを網羅的に検索し、同時に新規ウイルスの探索も行う。2018年度は26年ぶりに豚コレラの発生があり、野生のイノシシと家畜の豚との間での流行が明らかとなったことからイノシシと豚に注目し、これらを中心に糞便の採材を実施した。なお、豚コレラウイルスについては限られた研究機関しか取り扱いが認められてないため、本研究では豚コレラウイルス以外のウイルスを対象としている。
採取された糞便から直接核酸を抽出し、次世代シークエンサーによるメタゲノム解析でウイルスゲノムを網羅的に検索した結果、豚からは14種類、イノシシからも14種類のウイルスの遺伝子断片が検出された。豚から検出されたウイルスのうち1種はこれまでに報告がない遺伝子配列を示すことから、遺伝子ほぼ全長を決定してサペロライク豚ピコルナウイルスと命名し新種ウイルスとして報告した。また、遺伝子全長解析の報告が少ないサペロウイルスについては、遺伝子の多様性を明らかにして報告した。さらにポサウイルスは豚以外の昆虫を含む多様な動物からも検出されるため真の宿主が明らかになっていないウイルスであるが、本研究で発見したポサウイルス株を様々な宿主由来のポサウイルスと比較し、日本のポサウイルスは独自の進化を示すものもあり、真の宿主を探索するためにはさらに広い範囲の動物から採材する必要があることを考察した。イノシシからも豚のそれとは内訳が異なる14種類のウイルスが発見されたが、サペロウイルス以外はわが国において最初の発見であり、食物由来の可能性が否定できないウイルス種以外は豚と共通するウイルスであることから、今後更なる詳しい解析を実施する。

Current Status of Research Progress

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

Reason

イノシシは石川県、富山県、三重県及び茨城県でそれぞれ22、14、7及び5検体を採取し、豚は石川県、茨城県、鳥取県及び神奈川県で採取された12、2、18及び22検体の糞便を材料とした。その他、岩手県で採取された鹿の糞便3検体および三重県で採取された牛の糞便13検体も検査に供した。
豚からはサペロライク豚ピコルナウイルス、サペロウイルス、ポサウイルス、エンテロウイルスG、テシオウイルス、コブウイルス、パシウイルス、トロウイルス、サポウイルス、アストロウイルス、A群ロタウイルス、C群ロタウイルス、H群ロタウイルス及びピコビルナウイルスの合計14種類のウイルス遺伝子断片が検出された。
イノシシからはサペロウイルス、ポサウイルス、エンテロウイルスG、コブウイルス、サポウイルス、アストロウイルス、A群ロタウイルス、C群ロタウイルス、F群ロタウイルス、ピコビルナウイルス、オルソレオウイルス、糞便随伴環状ウイルス、ドロソフィラCウイルス、ディシストロウイルスの遺伝子断片が検出された。F群ロタウイルスは鳥類からの検出例しかなく、ドロソフィラCウイルス及びディシストロウイルスは昆虫ウイルスであることから、食物由来である可能性があるが、さらに詳しく遺伝子解析を続けていく。

Strategy for Future Research Activity

今回、2018年9月にイノシシ及び豚で豚コレラが発生し、野生動物と家畜とのウイルスのやり取りを考える良い機会となったが、その反面、豚コレラの影響で糞便の採材が困難となるケースも考えられた。幸い豚コレラ発生地では最初から採材を計画していなかったこともあり、ほぼ予定どおりの検体数を採材することができた。次年度も計画どおりの採材を行う予定である。
現在、一部のウイルス株を除いて遺伝子断片のみの情報しか得られてない検体が殆どであり、遺伝子断片から得られる情報を基にプライマーを作成し、遺伝子増幅を試みる。できる限り幅広く遺伝子を比較する必要があるため、必要に応じてはRACE法を用いて遺伝子末端まで決定する予定である。
今後、家畜飼養施設周辺に監視カメラを置き、畜舎に接近する野生動物の種類と頻度を調べる。近づく野生動物の種類が断定できたら、その動物の糞便も採取する。
現在のところ、イノシシと豚を調べることで相当の量の有益なデータが得られると思われるが、優先順位を適切に決定し、本研究の目的である家畜、野生動物におけるウイルスのスピルオーバーの実態はどうなっているのか、そのウイルスはどのような遺伝子変異を持っているのかを明らかにすることができるよう、最大限の努力を払っていく。

Causes of Carryover

論文作成の遅れにより、１報分の英文校正料が保留となって繰り越すことになった。

Research Products

• [Journal Article] Complete genomic analysis and molecular characterization of Japanese porcine sapeloviruses (2019)
  • Author(s): Sunaga F, Masuda T, Ito M, Akagami M, Naoi Y, Sano K, Katayama Y, Omatsu T, Oba M, Sakaguchi S, Furuya T, Yamasato H, Ouchi Y, Shirai J, Mizutani T, Nagai M.
  • Journal Title: Virus Genes Volume: 55 Pages: 198-208
  • DOI: 10.1007/s11262-019-01640-8.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Whole genome analysis of a novel picornavirus related to the Enterovirus/Sapelovirus supergroup from porcine feces in Japan (2018)
  • Author(s): Masuda T, Sunaga F, Naoi Y, Ito M, Takagi H, Katayama Y, Omatsu T, Oba M, Sakaguchi S, Furuya T, Yamasato H, Shirai J, Makino S, Mizutani T, Nagai M
  • Journal Title: Virus research. Volume: 257 Pages: 68-73
  • DOI: 10.1016/j.virusres.2018.09.003.
  • Peer Reviewed