2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of environmental adaptation mechanism of non-tuberculous mycobacteria by multi-genomic analysis and establishment of protective basis against their infection
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20H00562
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
丸山 史人 広島大学, 学術・社会連携室, 教授 (30423122)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西内 由紀子 広島大学, 学術・社会連携室, 特任准教授 (00333526)
港 雄介 藤田医科大学, 医学部, 講師 (10836620)
藤吉 奏 広島大学, 学術・社会連携室, 助教 (20805808)
岩本 朋忠 神戸市健康科学研究所, 感染症部, 部長 (70416402)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 微生物 / 比較ゲノム / 機能ゲノム / 環境 / 非結核性抗酸菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
Mycobacterium aviumは現在、日本などの先進国において急増している肺NTM症の主要原因細菌である。とくに、日本では、本菌による感染症の発生率が世界一位であるから迅速な対応が求められている。これまで、本研究課題チームの研究成果および文献調査により、本菌の由来は日本独特の浴室であり、バイオエアロゾル感染ということが推測されている。また、臨床からの疫学調査からヒトーヒト感染はおきていないと考えられている。２年目は、本研究課題の目的である環境中でのM.aviumの生存機構の解明を目指したゲノム情報からの仮説構築を目指して、菌株収集、ゲノムDNA抽出法の検討、追加ゲノム情報の収集を継続した。また、Tn- seq、CRISPRiによる機能ゲノム解析を目指して、菌株のバイオフィルム形成能、薬剤耐性プロファイルの作成、そして、ファージ感染能の確認を行った。菌株については、目的達成に十分な菌株セットが集まった。また、完全ゲノム配列決定のためのゲノム抽出法や配列取得方法、情報解析手法については確立した。コンティグ数が10以下の完全長ゲノム配列を100株以上決定した。また、Tn-seq実験が可能な菌株選定においても25株について、検討を終了し、5株程度でTn-seqを始めている。また、CRISPRiについても実施機関での実験承認を得た。また、本菌の環境内動態を探るため、日本における本菌の感染株が定着すると考えられている浴槽での分布、現存量を調べ、欧米とは全く異なる現存量であることが判明した。さらに、水源から浄水の過程における細菌叢の変化は、水源、処理方法で大きく異なっていたが、低い割合ではあるが浄水にもマイコバクテリウム属細菌種が含まれてい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
昨年度に引き続きコロナ下ではあるがオンライン会議での対応により、共同研究者間での進捗は管理できている。また、研究分担者の一人が代表者と同じ研究室所属にであることから、材料の共有やコミュニケーションが円滑となっており、順調に成果が出ている。本研究課題に関わる原著論文も順調に当該分野で評価の高い英語原著雑誌に投稿、掲載できていることから、現在のところ、おおむね順調であると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度に引き続き、比較ゲノムを加速させ、共存機構の推定を行う。さらに、独自のゲノムデータセットを用いて、ゲノム関連、エピスタシス解析を行い、環境特異的な遺伝子セットやSNPsから、ヒト患者特異的に優先化している遺伝子や配列情報をあぶり出す。また、機能ゲノム解析については、薬剤、そして、バイオフィルム形成に必須となる条件必須遺伝子の実験的な証明を行うとともに環境生存に必要な遺伝子の抽出に向けた実験系の検討を行う。また、患者発生疫学情報と上水道などのマイコバクテリウム属細菌の相対量、単離される種と物理化学データとの関連調査を通じて、非結核性抗酸菌症、特にMACの感染源同定を試みる。
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