Rapid detection of mutation in HIV-1 reverse transcriptase gene by temperature gradient gel electrophoresis

2022 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 18KK0285
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 保川 清 京都大学, 農学研究科, 教授 (30397559)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 野原 康伸 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 特任准教授 (30624829) [Withdrawn] ; 兒島 憲二 姫路獨協大学, 薬学部, 准教授 (40542759) ; 横田 文彦 九州大学, アジア・オセアニア研究教育機構, 准教授 (50760451) ; 吉高 淳夫 北陸先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 准教授 (60263729) ; 滝田 禎亮 京都大学, 農学研究科, 助教 (70263126)
• Project Period (FY): 2019-02-07 – 2023-03-31
• Keywords: ゲノムプロフィリング / HIV-1 / エイズ / 変異 / 温度勾配ゲル電気泳動 / 画像処理

Outline of Annual Research Achievements

海外展開については、2022年7月にインド・ラジャスタン州・ジャイプル市とムンバイの２都市を訪問し、小・中規模の病院・クリニックのラボを視察し、HIVや新型コロナウィルスの検査における課題やサンプル収集について医師と対面でのインタビューを実施した。2023年1月にインド・ラジャスタン州・ジャイプル市を訪問し、ビヤニ国際会議で、本プロジェクトにて2021年にオンラインでジャイプル市内の長距離運送業者従業員（トラックドライバー）を対象に行ったアンケート調査「Survey questionnaire on HIV testing & risk behaviors among Truck Drivers in Jaipur India」の結果を発表した。また、ジャイプル市内のSMS病院から新型コロナウィルス（デルタ株・アルファ株）のサンプルを収集し、日本へ輸送した。温度勾配ゲル電気泳動（TGGE）の変曲点を検出するソフトウエアの開発については、関数に基づくフィッティング処理を行うことで、深層学習手法による軌跡、変曲点検出の検出精度を高めた。計算機操作や画像処理に関する専門的知識をもたない操作者であっても容易に取得画像の処理が実行できるよう、ユーザインタフェース関連部分を実装した。TGGEによる変異の判別については、HIV-1のM184V、SARS-CoV-2のアルファ株（E156F157R158, gagttcaga）とデルタ株（--G158、ggc）を中心とし、各種変異についても長さや断片中の変異の位置（中央あるいは端）が異なる各種断片を設計し、TGGEのパターン調べ、安定して変異が同定できるプライマーセットを見出した。RPA酵素については、ヒトピルビン酸キナーゼがATP再生酵素として有用であることを見出した。また、RPA試薬の凍結乾燥の条件を最適化し、室温保存を実現した。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Biyani College/Shalby Multispecialty Hospital/Somesh Gupta Clinic(インド)
  • Country Name: INDIA
  • Counterpart Institution: Biyani College/Shalby Multispecialty Hospital/Somesh Gupta Clinic
  • # of Other Institutions: 2
• [Journal Article] Recombinase polymerase amplification using novel thermostable strand-displacing DNA polymerases from Aeribacillus pallidus and Geobacillus zalihae (2023)
  • Author(s): Juma, K.M., Inoue, E., Asada, K., Fukuda, W., Morimoto, K., Yamagata, M., Takita, T., Kojima, K., Suzuki, K., Nakura, Y., Yanagihara, I., Fujiwara, S., and Yasukawa, K.
  • Journal Title: J. Biosci. Bioeng. Volume: 135 Pages: 282-290
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2023.01.009
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Purification and characterization of a serine protease from the fruit of Ficus carica cultivar Masui Dauphine (2023)
  • Author(s): Tokonami, M., Horiguchi, A., Ueshima, N., Takita, T., Takahashi, T., Nishimura, K., and Yasukawa, K.
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: in press Pages: 未定
  • DOI: 10.1093/bbb/zbad028
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Comparison of the stability of CYP105A1 and its mutants engineered for production of active forms of vitamin D (2022)
  • Author(s): Takita, T., Sakuma, H., Nilouyal, S., Ohashi, R., Nemoto, S., Yogo, Y., Yasuda, K., Ikushiro, S., Sakaki, T., and Yasukawa, K.
  • Journal Title: Biosci. Biotechnol. Biochem. Volume: 86 Pages: 444-454
  • DOI: 10.1093/bbb/zbac019
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Inhibition of α-amylase and α-glucosidase by Morus australis fruit extract and its components iminosugar, anthocyanin, and glucose (2022)
  • Author(s): Qiao, Y., Ikeda, Y., Ito, M., Kimura, T., Ikeuchi, T., Takita, T., and Yasukawa, K.
  • Journal Title: J. Food Sci. Volume: 87 Pages: 1672-1683
  • DOI: 10.1111/1750-3841.16098
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Crystal structure of Grimontia hollisae collagenase provides insights into its novel substrate specificity toward collagen (2022)
  • Author(s): Ikeuchi, T., Yasumoto, M., Takita, T., Tanaka, K., Kusubata, M., Hayashida, O., Hattori, S., Mizutani, K., Mikami, B., and Yasukawa, K.
  • Journal Title: J. Biol. Chem. Volume: 298 Pages: 102109
  • DOI: 10.1016/j.jbc.2022.102109
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Analysis of ribonucleotide content in the genomic DNA of ribonuclease H2 A subunit (RH2A)-knockout NIH3T3 cells after transient expression of wild-type RH2A or RH2A variants with an Aicardi-Goutieres syndrome-causing mutation (2022)
  • Author(s): Kandabashi, M., Yano, H., Hara, H., Ogawa, A., Kamoda, K., Ishibashi, S., Himeda, K., Baba, M., Takita, T., and Yasukawa, K.
  • Journal Title: J. Biochem. Volume: 172 Pages: 225-231
  • DOI: 10.1093/jb/mvac056
  • Peer Reviewed
• [Presentation] リボヌクレアーゼH2のCサブユニットの、 欠損およびエカルディーグティエール症候群関連変異が細胞に与える影響の解明 (2023)
  • Author(s): 原晴佳、矢野晴菜、神田橋眞子、赤澤佳穂、鴨田佳奈、松本響子、馬場美聡、滝田禎亮、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会関西支部 第524回講演会
• [Presentation] Grimontia hollisae コラゲナーゼ(Ghcol)のX線結晶構造 (2023)
  • Author(s): 保川清、池内健晃、安本瑞貴、上島聡音理、滝田禎亮、 田中啓友、楠畑雅、服部俊治、水谷公彦、三上文三
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会シンポジウム
  • Invited
• [Presentation] シマグワ製品による αーグルコシダーゼの阻害 (2023)
  • Author(s): 西本創、池田祐輝、喬穎、南秀明、伊東昌章、 木村俊之、滝田禎亮、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Presentation] Caco-2細胞および陰イオン交換クロマトグラフィーとパルスドアンペロメトリ検出の組み合わせを用いた1-デオキシノリジマイシンのα-グルコシダーゼ阻害活性の測定 (2023)
  • Author(s): 池田祐輝、西本創、喬穎、矢野晴菜、南秀明、伊東昌章、滝田禎亮、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Presentation] GH10 キシラナーゼXynRの315位の アミノ酸残基が好アルカリ性に与える影響 (2023)
  • Author(s): 中村友香、鍬田航平、鈴木愛美、安本瑞貴、滝田禎亮、中村聡、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Presentation] イチジク果実からのセリンプロテアーゼの精製と性状解析 (2023)
  • Author(s): 堀口星、床並実津希、上島直生、西村耕作、滝田禎亮、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Presentation] リボヌクレアーゼH2 AサブユニットをノックアウトしたヒトHEK293細胞への、野生型あるいはエカルディーグティエール症候群を引き起こす変異をもつRH2Aの一過性発現 (2023)
  • Author(s): 矢野晴菜、神田橋眞子、松本響子、原晴佳、馬場美聡、滝田禎亮、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会2023年度大会
• [Presentation] Grimontia hollisaeコラゲナーゼのX線結晶構造と酵素活性の解析 (2022)
  • Author(s): 安本瑞貴、池内健晃、上島聡音理、滝田禎亮、田中啓友、楠畑雅、林田治、服部俊治、水谷公彦、三上文三、保川清
  • Organizer: 第68回日本生化学会近畿支部例会
• [Presentation] Grimontia hollisaeコラゲナーゼの X線結晶構造と触媒反応から明らかになった コラーゲンに対する新規な基質特異性 (2022)
  • Author(s): 上島聡音理、滝田禎亮、安本瑞貴、池内健晃、田中啓友、楠畑雅、服部俊治、水谷公彦、三上文三、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会関西支部2022年度支部大会（第522回講演会）
• [Presentation] ヒトDNAポリメラーゼδのLeu606への変異導入がヌクレオチド選択に与える影響 (2022)
  • Author(s): 石橋周侑、神田橋眞子、上野凛、滝田禎亮、保川清
  • Organizer: 日本農芸化学会関西支部2022年度支部大会（第522回講演会）
• [Presentation] シマグワ実抽出物とその成分によるα-アミラーゼとα-グルコシダーゼの阻害 (2022)
  • Author(s): 池田祐輝、喬穎、伊東昌章、木村俊之、池内健晃、滝田禎亮、保川清
  • Organizer: 日本生物高分子学会2022年度大会
• [Presentation] Geobacillus stearothermophilus由来トランスグルタミナーゼのC末端伸長配列の役割の解明とX線結晶構造解析 (2022)
  • Author(s): 濱中雄大、京逸如、雷雨坤、山田章文、三上文三、水谷公彦、保川清、滝田禎亮
  • Organizer: 日本生物高分子学会2022年度大会
• [Presentation] Enzyme chemical and cell biological analysis of human RNase H2 bearing Aicardi-Goutieres syndrome causing mutations (2022)
  • Author(s): Kiyoshi Yasukawa, Misato Baba, Motoki Tsukiashi, Kohei Himeda, Takuto Nishimura, Saori Ogawa, Mako Kandabashi, Shu Ishibashi, Haruna Yano, Teisuke Takita, and Kenji Kojima
  • Organizer: RNaseH2022
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Modified uvsY by N-terminal hexahistidine tag addition enhances efficiency of recombinase polymerase amplification to detect SARS-CoV-2 DNA (2022)
  • Author(s): Kevin Maafu Juma, Teisuke Takita, Masaya Yamagata, Mika Ishitani, Kaichi Hayashi, Kenji Kojima, Koichiro Suzuki, Yuri Ando, Wakao Fukuda, Shinsuke Fujiwara, Yukiko Nakura, Itaru Yanagihara, Kiyoshi Yasukawa
  • Organizer: 日本生化学会2022年度大会