2020 Fiscal Year Annual Research Report
Establishment of next-generation water supply system to control risk of non-tuberculous Mycobacterium
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20H02282
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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) |
星野 仁彦 国立感染症研究所, ハンセン病研究センター 感染制御部, 室長 (20569694)
栗栖 太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30312979)
島崎 大 国立保健医療科学院, その他部局等, 上席主任研究官 (60322046)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 非結核性抗酸菌 / 水道水 / 微生物再増殖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
水源や水供給システムにおける非結核性抗酸菌（NTM）の分布を確認するために、関東地方の複数の地下水及び建物内蛇口（滞留前後）から得られた水試料を用いて、NTMの単離を試みた。雑菌の除去方法、使用する培地の検討を行った結果、雑菌除去には酸やアルカリよりもcetylpyridinium chlorideを用いる方法が優れていることを確認した。また、培地については、寒天培地（R2A培地、Middlebrook 7H10培地）に直接塗布する方法に加えて、Middlebrook 7H9ブロスによる増菌培養をかけてから塗布する方法も検討した。その結果、NTMに近縁な単離株として32株を得ることができた。16S rRNA遺伝子及びhsp 65遺伝子による解析の結果、これらの中には日和見病原菌であるMycobacterium aviumやMycobacterium mucogenicumに近縁な株などが含まれていること、地下水にはMycobacterium chelonaeやMycobacterium septicumなど、宅内給水で得られた種類とは異なるNTMが確認された。また、培養を行わずに、水試料から抽出したDNAをもとに、NTMの存在量及び多様性を解析し、単離の結果と比較した。
高分解能質量分析計（HPLC-Orbitrap質量分析計）を用いたNTMの増殖基質の探索方法について、固相抽出、HPLC、高分解能質量分析の条件を検討した。水道水中の微生物群集全体を植菌してその増殖前後の有機物組成の変化を解析した。ピーク強度が減少する成分を抽出することはできたが、培養後にNTMが増加する傾向は観察されなかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
調査予定だった病院において新型コロナウイルスの院内クラスターが発生し、病院給水の調査を実施することができなかったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
(1) 水供給システムにおけるNTMの多様性解析：昨年度に引き続き水供給システムや宅内給水系を対象として、NTMの存在量や多様性に関する調査を継続する。浄水処理プロセスにおける調査では、各単位処理における除去率を考察する。また、新型コロナの影響で順延となっていた病院給水の調査を本格的に実施する。単離については、昨年度確立した前処理・培養方法を適用する。多様性解析については、hsp 65遺伝子を標的とした系統解析に加え、単離株のゲノム解析を実施して、病原因子の有無や既存のNTM株との比較を進める。
(2) 水道水中のNTMの生理特性解析：実際の水道水から単離したNTMを用いて、消毒耐性、増殖特性などを評価する。消毒耐性については、大腸菌や他の従属栄養細菌と比較しながら、単離したNTMの耐性を定量評価する。増殖特性については、水道水のような貧栄養環境でどのように増殖を行っているのか、水温、溶存有機物濃度、残留塩素濃度などの増殖因子の影響を評価する。またアニュラーリアクターを用い、実際の給水環境を模擬した場での試験も実施する。
(3) NTMが利用する生分解性有機物の解析：単離したNTMを水道水に添加して培養を行い、増殖前後の試料から溶存有機物を抽出し、高分解能質量分析計によって解析する。増殖後にピーク強度が減少した成分を、NTMの増殖基質としてスクリーニングする。原水や浄水処理プロセスの試料の溶存有機物組成と比較することで、NTMが利用しうる生分解性有機物の起源を明らかにする。
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