2020 Fiscal Year Annual Research Report
疫学パラメータの個体間差異が感染症拡大と生態系全体へ及ぼす影響の解明
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19H03309
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| Research Institution | Ryukoku University |
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Principal Investigator |
三木 健 龍谷大学, 先端理工学部, 教授 (00815508)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鏡味 麻衣子 横浜国立大学, 大学院環境情報研究院, 教授 (20449250)
松井 一彰 近畿大学, 理工学部, 教授 (40435532)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 感染症 / 個体間差異 / 数理モデル / 非ランダム分布 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究遂行の2年目にあたり、分担者と代表者で協力し、倒立顕微鏡（オリンパス製 倒立型リサーチ顕微鏡IX83）によるタイムラプス撮影環境において、培養条件を改善して、生きたまま細胞を観察できる期間を延長することに成功した。
具体的には、顕微鏡リサーチシステム全体をアクリル板で作成したボックスで覆うことによって温度の変化の影響を受けにくくするとともに、顕微鏡側面にLEDライトとタイマーを取り付けて光環境の制御を可能とした。さらには試行錯誤の末、パラフィルムでマイクロプレート上面を囲うことによって水分の蒸発を抑えることが可能となった。
その結果、顕微鏡下での正常な状態でのライブイメージングの可能な期間は72時間以上へと延長させることができた。感染パラメータの個体間差異については新たにツボカビの遊走子が付着するまでの待ち時間の頻度分布を得ることに成功し、この分布がランダムな相互作用から予測されるポワソン過程では説明できないことを統計解析により明らかにした。また昨年度に続いて多重感染過程に関する数理モデルの構築を進めて解析を行い、予備的実験データと合わせて論文として投稿し、Aquatic Microbial Ecology誌に受理された。また関連する研究発表をオンライン国際学会を含む複数の学会で行った。
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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
研究計画書の段階において1年目および2年目は「疫学パラメータの個体間差異の定量化」を行うことが予定されていた。1年目には「多重感染数」の定量化に成功し、今年度においては個体間差異のある疫学パラメータのうち、「感染までの待ち時間」の定量化に成功した。また、顕微鏡下で培養可能な時間を延ばすことに成功し実験の最適化も進んでいる。さらに予定通り「植物プランクトン・ツボカビ個体群動態モデルの構築」の第1バージョンが完成し、論文発表をおこなった。したがって、計画全体の中で２年目の進捗は予定通りであったといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度は、前述したステップ１の重要な部分が達成され、ステップ２のモデルについても、宿主に寄生者が寄生する段階についての統計解析と数理モデルの構築を遂行した。今年度は、寄生の中期・終期段階までも一貫して倒立顕微鏡を用いたインターバル撮影を行う。特に，個体間差異の定量化のために，以下の3つの項目について最適化を図る。
（１）インターバル撮影は長時間にわたるため、感染細胞およびツボカビに焦点を合わせ続けるための顕微鏡のプログラムの最適条件の確立を行う（主担当：三木、副担当：鏡味・松井）。（２）インターバル撮影中に限られた培養液中で安定して宿主とツボカビを安定して生存させるための条件を最適化する（主担当：三木・鏡味、副担当：松井）。（３）簡便型培養実験により、ツボカビ感染率に対する細菌の影響を検証する。また疫学パラメータ定量化の際には、抗生物質添加によって細菌の影響を抑える処理を行い、最適な実験条件を確立する（主担当：三木・松井、副担当：鏡味）。
さらにステップ２の数理モデルについても個体増殖部分について第二バージョンの構築を進める。また日本生態学会関東地区会において関連したシンポジウムを企画する予定である。
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[Journal Article] Single dominant diatom can host diverse parasitic fungi with different degree of host specificity2021
Author(s)
Kagami, M., Seto, K., Nozaki, D., Nakamura, T., Wakana, H., & Wurzbacher, C.
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Journal Title
Limnology and Oceanography
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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