2018 Fiscal Year Research-status Report
コレラ流行株の大規模ゲノム領域重複メカニズムの解明
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18K07126
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
今村 大輔 法政大学, 生命科学部, 准教授 (70454650)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | コレラ / ゲノム / パンデミック |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本課題では、コレラ流行株のゲノムに起こっている大規模なゲノム領域の増加について、そのメカニズムや影響を明らかにすることを目的としている。コレラの流行地域であるインドのコルカタで、コレラ患者から分離したコレラ菌のゲノム解析を行ったところ、一部の株ではリード数の著しく増加したゲノム領域が見られた。しかし、ショートリードによる解析からは、増加領域の重複様式や、そのメカニズムに関する知見は得られなかった。そこで本年度は、
1. ナノポア社のシークエンサーを用いてロングリードを取得し、完全ゲノム構造を構築したところ、染色体構造の大規模な変化は起こっていなかった。
2. 増加の見られた0.4 Mbもの領域が環状化していることが明らかになったが、この領域の切り出しは起こっていなかった。
3. コレラ毒素をコードしているCTXファージの複製メカニズムであるRolling Circle Replicationでは、ファージゲノムの切り出しは起こらずに、ニックの入った部位から複製される。増加ゲノム領域の環状化部位から、Rolling Circle Replicationのニック部位のモチーフ配列が見つかった。
これらの結果から、コレラ流行株の一部では、Rolling Circle Replicationによって染色体の大規模な領域が増加していることが示唆された。この現象はコレラ菌の遺伝子組成を大きく変化させるため、病原性や流行の継続に影響を与えている可能性がある。また、遺伝子の水平伝播にも関与している可能性も考えられた。
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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
本年度の目標は、ゲノム領域の増加が見られた株の完全ゲノム配列を構築し、増加のメカニズムに関する知見を得ることであったが、解析によりゲノム領域の増加は染色体構造の変化によるものではなく、Rolling Circle Replicationによる複製であることが示唆された。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、Rolling Circle Replicationによるゲノム領域の大規模な増加がどのような条件で誘発されるのか、また、これによる菌株の病原性や性状に対する影響、そして、これが遺伝子の水平伝播に関与しているのか、などを明らかにしたい。
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| Causes of Carryover |
本研究では、多数の株の完全ゲノム配列を構築しなくては、ゲノム領域増加のメカニズムを明らかにすることはできないと考えていたが、早期に増加メカニズムに関する知見が得られたため、ゲノム解析費が予定よりも少額になった。そこで、このゲノム増加が誘発される条件や、その影響など、今後の解析費用に充当し、さらなる解明を目指す。
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