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2022 Fiscal Year Annual Research Report

Invasion of antibiotic resistance genes persisting in aquatic environments to humans: invasion mechanisms and the risk

Research Project

Project/Area Number 20H00633
Research InstitutionEhime University

Principal Investigator

鈴木 聡  愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 寄附講座教授 (90196816)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐野 大輔  東北大学, 工学研究科, 教授 (80550368)
渡辺 幸三  愛媛大学, 沿岸環境科学研究センター, 教授 (80634435)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Keywords薬剤耐性 / 環境微生物 / 水環境 / 遺伝子伝播 / 暴露リスク
Outline of Annual Research Achievements

これまでに,環境水での薬剤耐性遺伝子の潜伏実態を解明し,そのヒト細菌への伝達プロセスと促進因子等を明らかにしてきた。環境水の有機物濃度やある種の金属等の存在が異種間遺伝子伝達を促進することが明らかになり,耐性遺伝子の拡散リスクは,化学汚染とリンクしていることを示唆した。また,既報データを利用した統計学的解析から,どのようなケースでリスクが高まるかを分担者と共同で解析中であり,期間内に論文発表が可能。さらに,環境と臨床から得られたAcinetobacter株の全ゲノム解析から,それぞれの特徴的な耐性遺伝子保有プロフィールが明らかになった。現在論文作成中である。
2022年度は,下水環境菌から腸内細菌への遺伝子伝達が高率に起こることを解明した研究が評価され,2022年度水環境学会の年会優秀発表賞(クリタ賞)を受賞した(分担者,東北大)。
また,海洋細菌が持つ新規サルファ剤耐性遺伝子sul4は,既知のsul遺伝子のケースと異なり,伝達因子を伴わないことから,海洋細菌の必須遺伝子として機能していることことを示唆した。この成果は現在論文投稿中である。
くわえて,分担者と討論をかさね,微生物生態系では原生生物が耐性遺伝子の水平伝播を促進することが知られてきたことをまとめて,総説として発表した。本課題期間にさらに原著論文のみならず,総説論文を複数発表予定であり,世界への発信を加速する。成果はマレーシア国際遺伝学会,マリンエンジニアリング学会,日本水環境学会等でも招待講演,特別講演等を行っており,本課題の成果発表は国内・国際的に十分行っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

コロナ禍によって担当留学生の来日が遅れたために調査とそれに付随する研究が延期になっていたが,令和3年度には再開でき,研究が進んだ。水圏環境由来のAcinetobacter株と臨床由来株では保有する耐性遺伝子のプロフィールに違いがあり,環境菌の持つ遺伝子が臨床へ侵入した場合に,新たな遺伝子リスクになる可能性が示唆された。全ゲノム解析から得られた成果は現在論文作成中である。また,分担者との共同論文が完成した。現在は海洋細菌が新規サルファ剤耐性遺伝子を保有することを解明した成果を分担者とともに論文投稿中である。本課題の最終目的であるリスク評価モデルも完成に近くまで進んでおり,本課題期限内には終了する予定である。

Strategy for Future Research Activity

最終年(2023年度)では,本課題の最終目標である水環境の耐性遺伝子がヒト環境へ侵入するリスクの評価を行い,数理モデルでの表現までを目指す。また,これまでの成果をすべて論文発表する予定である。

  • Research Products

    (20 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (15 results) (of which Int'l Joint Research: 9 results,  Invited: 10 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Malaya(マレーシア)

    • Country Name
      MALAYSIA
    • Counterpart Institution
      University of Malaya
  • [Journal Article] Microbial Community Structure and Bacterial Lineages Associated With Sulfonamides Resistance in Anthropogenic Impacted Larut River.2022

    • Author(s)
      Lye YL, Chai LC, Lee CW, Suzuki S, Bong CW
    • Journal Title

      Water

      Volume: 14 Pages: 1018

    • DOI

      10.3390/w14071018

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Macrolide resistance genes and mobile genetic elements in waterways from pig farms to the sea in Taiwan2022

    • Author(s)
      Suzuki, S, Kadoya, A, Masuda, N, Sugimoto, Y, Takada, H, Mizukawa, K, Takei, A, Chou, H-Y, Wu, J-H
    • Journal Title

      Journal of Global Antimicrobial Resistance

      Volume: 29 Pages: 360-370

    • DOI

      10.1016/j.jgar.2022.04.024

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An integrative and conjugative element (ICE) found in Shewanella halifaxensis isolated from marine fish intestine may connect genetic materials between human and marine environments2022

    • Author(s)
      Sugimoto, Y, Kadoya, A, Suzuki, S
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 37 Pages: ME22038

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME22038

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Sediment-associated microbial community profiling: sample pre-processing through sequential membrane filtration for 16S rRNA amplicon sequencing2022

    • Author(s)
      Joeselle M. Serrana,Kozo Watanabe
    • Journal Title

      BMC Microbiology

      Volume: 22 Pages: 33

    • DOI

      10.1186/s12866-022-02441-0

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 海とワンヘルス: 水圏環境での薬剤耐性遺伝子のシンクとリンク2023

    • Author(s)
      鈴木 聡
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
    • Invited
  • [Presentation] Dynamics of antibiotic resistance genes in water environments2023

    • Author(s)
      Suzuki, S.
    • Organizer
      THE 15TH MALAYSIA INTERNATIONAL GENETICS CONGRESS (MiGC15)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 結合塩素による薬剤耐性遺伝子の接合伝達効率への影響評価2023

    • Author(s)
      森山桃子、Mohan Amarasiri、鈴木聡、佐野大輔
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
  • [Presentation] 過酢酸、過ギ酸による下水二次処理水中の細胞外薬剤耐性遺伝子の不活化評価2023

    • Author(s)
      小林大起、Mohan Amarasiri、古川隼士、佐野大輔、清和成
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
  • [Presentation] 水耕栽培野菜を介した薬剤耐性病原細菌による感染リスク評価モデルの構築2023

    • Author(s)
      高山峻、佐野大輔
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
  • [Presentation] 異なる環境条件での薬剤耐性遺伝子の伝達率の比較:個体群動態モデルの適用2023

    • Author(s)
      植田亮太、三浦郁修、阪本愛、門屋綾、鈴木聡、渡辺幸三
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
  • [Presentation] Circulation risk of antibiotic resistance genes via water environment2022

    • Author(s)
      Suzuki, S.
    • Organizer
      International Seminar on One Health Towards Mosquito-Borne Disease Control and Antimicrobial Resistance
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Pay attention to “He has not lived that lives not after death” in antibiotic resistance issue2022

    • Author(s)
      Suzuki, S.
    • Organizer
      福岡県ワンヘルス国際フォーラム
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 海から考えるワンヘルス:薬剤耐性遺伝子の水環境での動態2022

    • Author(s)
      鈴木 聡
    • Organizer
      日本マリンエンジニアリング学会第3回海洋環境保全研究委員会
    • Invited
  • [Presentation] Environmental factors that affect the conjugative transfer of antimicrobial resistance genes2022

    • Author(s)
      Moriyama, M., Suzuki, S., Sano, D.
    • Organizer
      IWA World Water Congress & Exhibition 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Spatio-temporal and Numerical Data Resolution Affect the Performance of Machine Learning in Dengue Forecast. A Case Study in Metropolitan Manila, Philippines.2022

    • Author(s)
      Francisco ME, Carvajal TM, Watanabe K
    • Organizer
      International Seminar on Conducting Scientific Research - Ecological Approaches to Mosquito-borne Disease Control JSPS Core-to-Core Program B. Asia Africa Science Platforms
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Eco-epidemiology of Dengue Mosquitoes in Metropolitan Manila, Philippines2022

    • Author(s)
      Watanabe, K.
    • Organizer
      Trinity University of Asia's Research Congress (TRIICON)
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Eco-epidemiology of Dengue Mosquitoes2022

    • Author(s)
      Watanabe, K.
    • Organizer
      JSPS Core-to-core program "International Workshop on Ecological Approaches to Mosquito-borne Disease Control"
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Molecular biological approach to freshwater biodiversity research2022

    • Author(s)
      Watanabe, K.
    • Organizer
      International seminar on Freshwater biodiversity, Antimicrobial resistance, and Fish immunology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Urban Climate, Vector Mosquito and Dengue2022

    • Author(s)
      Watanabe, K.
    • Organizer
      3rd Symposium of JSPS Core-to-Core Program Symposium on Health Risk Assessment for Adaptation to Climate Change
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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