2019 Fiscal Year Research-status Report
生態学と疫学の統合による節足動物媒介感染症制御に向けた警戒システムの共創
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19KK0274
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
三條場 千寿 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 助教 (70549667)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 大介 国立感染症研究所, 昆虫医科学部, 研究員 (40829850)
宮下 直 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (50182019)
糸川 健太郎 国立感染症研究所, 病原体ゲノム解析研究センター, 主任研究官 (70769992)
筒井 優 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 特任研究員 (70850098)
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| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2024-03-31
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| Keywords | 節足動物媒介性感染症 / トルコ / リーシュマニア症 / ウエストナイル熱 / サシチョウバエ / 蚊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サシチョウバエが媒介するリーシュマニア症と蚊が媒介するウエストナイル熱をモデル感染症とし、これら感染症対策を課題とするトルコにおいて、気候・生態系変動の予測・影響評価をもとにした感染症流行の早期警戒システムの構築を目的としている。初年度半年間において、昆虫の効率的なゲノムワイド変異解析、保有ウイルスの網羅的解析法、ならびに生息地モデル作成のための基盤を固めた。
具体的には、南米由来サシチョウバエの公開ゲノムからミトコンドリア2遺伝子とゲノム核遺伝子上の高度に保存された領域196箇所をバイオインフォマティクス解析により抽出し、ビオチン化オリゴDNAプローブを約260種類設計し合成。国内採集が可能なニホンサシチョウバエのゲノムDNAにてNGSライブラリーを作成し、ハイブリダイゼーションキャプチャーを行った。デザインしたプローブは標的配列を効率的に濃縮し、十分なカバレッジでシーケンスを得ることができた。
ニホンサシチョウバエを用いて各種ヌクレアーゼで処理を行い、ウイルスゲノム核酸の選択的抽出を実施した。NGS用ライブラリー合成を行い、NGSによって得られたリードからde novoアセンブリを行いcontig配列を取得した。解析の結果、9種の異なるウイルス配列が検出され、微小な吸血昆虫が保有する効率的なウイルス叢解析系の確立に成功した。
さらに、サシチョウバエの生息地モデルを作成する基盤情報を探索した。土地利用については、CORINE databaseを用いることで100mメッシュデータとラスタデータが利用可能で、ラスタデータからさらに詳細なメッシュデータを作成できる。気候データについては、地球規模の気候データベースであるWorldClimから取得し、現在と将来の最高気温、最低気温、平均気温、降水量、日射量、風速、水蒸気圧などが利用可能であることが明らかとなった。
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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
本年度の実績により、野外採集サシチョウバエのゲノムDNAを断片化させることなく、効率的かつ高い収量で抽出することが可能となり、さらに微小昆虫であるサシチョウバエ一個体から得られるゲノムDNAの一部（~10 ng）でゲノムワイドな解析が充分可能であることが示された。サシチョウバエおよび蚊が保有するウイルスの効率的な網羅解析法も確立され、媒介昆虫の生息地モデルを作成するために必要な基盤情報も得られ研究方針を固めることが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、研究代表者および日本人研究者、海外研究協力者によるトルコ国内調査地実施し、以下の研究推進方策を遂行する。
土地利用の異なる場所からサシチョウバエ・蚊の採集を行い、形態学的分類解析を行い、種ごとの地理的分布を明らかにする。種の分布パターンと環境要因（説明変数：気候、降水量、マクロな土地利用）の関係を統計モデルにより解析することで、媒介種にとって重要な環境を定性的に評価し、種ごとの生息適地モデルを完成させる。
病原体感染率調査を、リーシュマニア症ではサシチョウバエとイヌを対象に、ウエストナイル熱では蚊、鳥、馬を対象に行い、感染リスクがあるエリアを特定する。蚊が保有するウイルスの網羅的解析を行う。さらに、核遺伝子の多型をもとに、各集団での有効集団サイズを推定する。
しかしながら、新型コロナウイルス拡大防止対策のため、トルコへの渡航が見送られていることから、今後の日本人研究者による海外調査に遅れが生じる可能性も否定できない。その場合は、現地共同研究者による海外調査を行い密に情報共有することにより、研究を遂行していく。また、様々な種のサシチョウバエ個体のゲノムワイド変異解析については、本年度の結果より、標的可能な配列保存性の限界が90％程度であることが明らかになったため、これをもとにさらに多くのプローブのデザインを行い渡航可能となり次第、即解析に持ち込めるよう準備を整える。
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| Causes of Carryover |
本年度に計画していたトルコにおけるフィールド調査が、渡航制限の影響をうけ実施できなかったため、計上していた旅費および調査に伴う人件費・謝金の支出がなかった。次年度は、渡航制限の解除後、直ちに現地調査を行う予定であり、旅費および調査に伴う人件費等としての使用を計画している。
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