Unraveling diversity and enrichment mechanism of antimicrobial resistance factors selected by urban water cycle

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21984
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Kasuga Ikuro 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20431794)
• 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)
• Project Period (FY): 2019-06-28 – 2022-03-31
• Keywords: 薬剤耐性遺伝子 / 都市下水 / 都市河川 / 水利用

Outline of Final Research Achievements

Simultaneous screening of antimicrobial resistance genes (ARGs) in aquatic environments in Vietnam and Japan was conducted using high-throughput quantitative PCR. The relative concentrations of ARGs in aquatic environment in Vietnam, where the release of untreated sewage significantly contaminates aquatic environment, were higher than those in Japan. It suggests that a higher risk of circulation of ARGs via water use in Vietnam. In urban rivers in Japan, the concentration and composition of ARGs were affected by the discharge of chlorinated effluents from wastewater treatment plants. We attempted to develop a method to label DNA of antimicrobial-resistant bacteria in aquatic environment with EdU (5-ethynyl-2-deoxyuridine). However, we could not improve the sensitivity of fluorescence intensity.

Free Research Field

環境工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

抗菌薬が効かない薬剤耐性細菌の問題は、社会の大きな健康リスクとなっている。社会における薬剤耐性細菌の動態については不明な点が多い。大半の下水が未処理のまま水環境に放出されているベトナムでは、水環境中の薬剤耐性遺伝子の相対濃度が、日本の水環境と比較しても高い傾向が確認された。また、日本の都市河川においても、下水処理水が放流された後の下流では薬剤耐性遺伝子の濃度や組成の変化が見られた。これらの結果は、薬剤耐性遺伝子の環境中の動態に、水の利用や処理の状況が影響を及ぼしていることを示唆している。