2019 Fiscal Year Annual Research Report
志賀毒素2e産生性大腸菌のゲノムおよび毒素産生能の解析と高リスク系統同定法の開発
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19H03133
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
楠本 正博 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 動物衛生研究部門, ユニット長 (40548210)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 哲也 九州大学, 医学研究院, 教授 (10173014)
有満 秀幸 兵庫県立大学, 環境人間学部, 准教授 (40367701)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 志賀毒素産生性大腸菌 / Stx2e / 全ゲノム解析 / 毒素産生試験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
豚の浮腫病は養豚に深刻な被害を及ぼす疾病であり、志賀毒素2e型を産生する大腸菌により惹起される。ヒトに重篤な腸管感染症を引き起こす大腸菌O157などが産生する志賀毒素（主に1型、2a型、2c型）とは異なり、志賀毒素2e型は毒素産生試験法が確立されておらず、その産生機構も未解明であり、また志賀毒素2e産生性大腸菌の系統分布や高リスク系統の有無なども現状では不明のままである。そこで、まずは全ゲノム系統解析により志賀毒素2e産生性大腸菌の系統分布を解明するため、1991年から2018年にかけて全国の下痢および浮腫病の豚群から分離された志賀毒素2e産生性大腸菌約900株について、各都道府県で半年間に分離された株の中からO群血清型あたり1株ずつの基準で約600株を選抜した。令和元年度（2019年度）は、そのうち300株について次世代シーケンサー（Illumina HiSeq）を用いた全ゲノム解析を行った。Platanus_Bによるアセンブリおよび300bp以上のコンティグ配列の選抜を行った結果、coverage（コンティグ数あたりのリード数）が30を切った約10株については、次年度（2020年度）に計画されている300株の全ゲノム解析と合わせて再解析する予定である。
また、志賀毒素2e産生性大腸菌の最も重要な病原因子である志賀毒素2e型の産生量を測定するため、本研究グループが保有する（エピトープが異なる）数種類の抗志賀毒素2eモノクローナル抗体よりELISAに最適な抗体を選抜し、通常培養および（ファージを誘導することで知られる）マイトマイシンCを添加した培養それぞれにおいて測定条件の検討を行い、毒素産生試験法を確立した。
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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
本研究では、国内で豚から分離された志賀毒素2e産生性大腸菌の大規模ゲノム解析および毒素産生能の解析を行い、高リスク系統を探索する。また、浮腫病の発症に直接関連するStx2eの産生機構を明らかにする。志賀毒素2e産生性大腸菌にはどのような遺伝学的系統および毒素産生性の菌群が存在し、それらが豚群においてどのように分布するかを総合的に解明することで、高リスク系統の浸潤阻止や浮腫病の制御に資するツールを開発することを目的とする。令和元年度（2019年度）は当初計画の通り進捗し、国内の豚由来志賀毒素2e産生性大腸菌からのゲノム解析株の選抜および次世代シーケンサーを用いた300株の全ゲノム解析を行い、ELISAによる志賀毒素2e産生試験法を確立した。
また、文部科学省科学研究費新学術領域研究「先進ゲノム支援」の支援を受け、豚から分離した志賀毒素2e型を産生しない大腸菌288株の全ゲノム解析も実施した。これにより、豚由来大腸菌全体における志賀毒素2e産生性大腸菌の分布、すなわち志賀毒素2e産生株は大腸菌のうち特定の系統に限定されるのか、または幅広い系統の株が毒素産生ファージの獲得などにより志賀毒素2e型を産生するのかなど、当初計画より踏み込んだ解析を行うことが可能になった。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り、令和2年度（2020年度）は残り300株について今年度と同様に次世代シーケンサー（Illumina HiSeq）を用いた全ゲノム解析を行い、今年度に解析した志賀毒素2e産生性大腸菌300株および「先進ゲノム支援」で解析した志賀毒素非産生性大腸菌288株のデータと合わせて系統解析を行う。また、志賀毒素2e産生性大腸菌の系統代表株について志賀毒素2e型の産生量および誘導量を測定し、志賀毒素2e高産生系統を同定する予定である。
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