Development of a new meaningful clinical bacteriological test based on metagenomic and DNA methylation analysis

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K07408
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 52010:General internal medicine-related
• Research Institution: Chiba University
• Principal Investigator: Nishimura Motoi 千葉大学, 医学部附属病院, 講師 (80400969)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 佐藤 守 千葉大学, 医学部附属病院, 特任准教授 (20401002) ; 田中 知明 千葉大学, 大学院医学研究院, 教授 (50447299) ; 別府 美奈子 千葉大学, 大学院医学研究院, 助教 (70623669) ; 松下 一之 千葉大学, 医学部附属病院, 准教授 (90344994) ; 土田 祥央 日本大学, 医学部, 助手 (90410422)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 臨床検査 / microbiome / bacterial epigenetics

Outline of Final Research Achievements

DNA methylation analysis can now be combined with conventional (Sanger method) 16S rDNA analysis and biome analysis of cross-species 16S rRNA genes using a next-generation sequencer.
This analysis in drug-resistant strains and bacterial flora revealed the presence of previously unreported DNA methylation and novel DNA-modifying enzymes. We have also succeeded in analyzing the microbiome of the Fecalis-positive clinical flora, and have obtained results that can be interpreted as a mixture of multiple strains with diverse DNA methylation patterns.

Free Research Field

臨床検査医学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代シーケンシングの普及に伴って、検体中の核酸断片を網羅的に解析することによるバイオーム解析、いわゆるメタゲノム解析が可能となり、もっとも先進的な解析では１分子シーケンサーなどによるDNAメチル化解析と並行的にお紺われるようになっている。。しかしながらこれら核酸断片に由来する配列情報は、多く由来する菌種が不明で、細菌種同定を柱とする感染症臨床検査としては非効率的で相性が悪かった。
本研究成果は臨床検査と相性が良くその延長として可能な従来なかった"16S rDNA meta-epigenetics"とでも呼ぶべき分野の登場を示している。