2020 Fiscal Year Research-status Report
Unraveling diversity and enrichment mechanism of antimicrobial resistance factors selected by urban water cycle
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19K21984
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
春日 郁朗 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20431794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
片山 浩之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (00302779)
竹村 太地郎 長崎大学, 熱帯医学研究所, 助教 (60572899)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | 薬剤耐性遺伝子 / 都市下水 / 都市河川 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
関東地方の27の河川を対象として、抗生物質耐性遺伝子及び可動遺伝因子（合計70種類）のスクリーニングをHigh-throughput qPCRを用いて実施した。下水処理水を含まない河川よりも、下水処理水を受け入れる河川の方が検出遺伝子数は多く、下水処理水が河川の抗生物質耐性遺伝子や可動遺伝因子の濃度に大きな影響を与えていることが明らかになった。また、各遺伝子の検出頻度を見ると、クラス1インテグロン遺伝子が最も多く検出されており、都市河川に普遍的に分布していることが示唆された。抗生物質耐性遺伝子としては、アミノグリコシド耐性遺伝子、サルファ剤耐性遺伝子などの検出頻度が高かった。16S rRNA遺伝子に対する抗生物質耐性遺伝子、可動遺伝因子の相対濃度の合計値を見ると、環境類型との明確な関連は見られなかった。得られた遺伝子プロファイルをクラスター分析で解析したところ、下水流入水、下水処理水及び下水処理水の影響が大きい河川水、上流の河川水、中下流の河川水に分類され、都市の水利用がこうした遺伝子の動態に影響を及ぼしていることが明らかになった。ベトナムについては、ハノイ近郊の河川、排水路、地下水を対象とした採水を実施することができた。
抗生物質存在下で増殖能を有する細菌のみをEdU(5-ethynyl-2-deoxyuridine)で特異的に標識する条件を検討した。都市河川から単離したセフォタキシム耐性大腸菌を用いて、EdU濃度、前培養時間、EdU添加後の標識時間を変更した。培養においては、セフォタキシムを添加した液体培地、未添加の液体培地をそれぞれ使用した。前処理後の試料をクリック反応に供し、蛍光検出をフローサイトメトリーで試みたが、いずれの条件でもEdUに起因する蛍光を検出することができなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
新型コロナウイルス感染に伴い、実験室の使用に制約がかかったこと、また日本及びベトナムでの現地調査が遅延したことにより、全体のスケジュールに遅れが生じたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度後半までに、日本及びベトナムにおける現地調査はなんとか終えることができた。ただし、これらの試料の解析は終わっていないので、これらの解析を実施して、都市の水循環における薬剤耐性遺伝子の動態を考察する。
また、EdUによる細菌標識については、これまでのところ良好な結果は得られていない。今年度は細胞分取まで進めることは断念し、既に得られている標識条件の検討結果を改めて整理する。特にクリック反応の条件検討について追加実験を実施する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスによる研究進捗の遅延により、ベトナムで採取済みの試料解析及びEdU標識の追加実験を実施する必要があるため。ベトナムの試料については、High-throughput 定量PCRの解析、定量PCRによる確認を進める。また、EdUの標識実験については、前年度までに検討できなかったクリック反応の反応条件の検討を実施する。
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