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2022 Fiscal Year Annual Research Report

宿主特異的ウイルス遺伝子マーカー群の検出に基づく水環境中の糞便汚染評価法の構築

Research Project

Project/Area Number 20H02284
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

原本 英司  山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (00401141)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 北島 正章  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (30777967)
端 昭彦  富山県立大学, 工学部, 講師 (70726306)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsウイルス / ファージ / 糞便汚染源解析 / 公共用水域
Outline of Annual Research Achievements

2022年度は,2021年度に基礎検討を行った,宿主特異的な微生物遺伝子マーカー検出系を用いたマイクロ流体工学に基づくハイスループットリアルタイムPCRを実際の環境試料に適用することにより,河川水中の糞便汚染源の解析を試みた。
2020年8月~2022年3月に河川源流域で採取した土壌試料67試料と河川水13試料に対し,河川水は陰電荷膜破砕型濃縮法と遠心式フィルターユニットを用いて濃縮した後,抽出キットを用いてDNAを抽出した。ヒト特異的遺伝子マーカーとして2種類のヒトバクテロイデス(BacHum,gyrB)とヒトアデノウイルス,反芻動物特異的遺伝子マーカーとして反芻動物バクテロイデス(BacR)とウシミトコンドリアDNA,ブタ特異的遺伝子マーカーとしてブタバクテロイデス(Pig2Bac)とブタアデノウイルス,イヌ特異的遺伝子マーカーとしてイヌミトコンドリアDNA,ニワトリ特異的遺伝子マーカーとしてニワトリパルボウイルスの9種類のリアルタイムPCR系を用い,Biomark HDシステム(スタンダード・バイオツールズ)によるハイスループットリアルタイムPCRを実行した。
9種類の微生物遺伝子マーカーのうち,ヒトバクテロイデス(BacHum),反芻動物バクテロイデスおよびブタミトコンドリアDNAの3種類のみが検出され,土壌試料からの陽性率はそれぞれ,3%(2/67),21%(14/67),31%(21/67)であった。付近ではヒトの活動が確認されていないことから,BacHumはヒトに近縁なサル等の野生動物と宿主を区別できていない可能性が示唆された。また,河川水13試料中2試料(15%)から反芻動物バクテロイデスが検出された。
これらの結果に基づき,本研究では,人為汚染のない河川源流域における糞便汚染源を解析するための新技術を開発することができたと結論付けた。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (21 results)

All 2023 2022 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 6 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] トリブバン大学(ネパール)

    • Country Name
      NEPAL
    • Counterpart Institution
      トリブバン大学
  • [Int'l Joint Research] テュレーン大学/モーガン州立大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      テュレーン大学/モーガン州立大学
  • [Journal Article] Optimization and performance evaluation of an automated filtration method for the recovery of SARS-CoV-2 and other viruses in wastewater2023

    • Author(s)
      Angga Made Sandhyana、Malla Bikash、Raya Sunayana、Kitajima Masaaki、Haramoto Eiji
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 882 Pages: 163487~163487

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2023.163487

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Surfactant Treatment for Efficient Gene Detection of Enteric Viruses and Indicators in Surface Water Concentrated by Ultrafiltration2023

    • Author(s)
      Hata Akihiko、Meuchi Yuno、Liu Miaomiao、Torii Shotaro、Katayama Hiroyuki
    • Journal Title

      Food and Environmental Virology

      Volume: 15 Pages: 8~20

    • DOI

      10.1007/s12560-022-09543-y

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Prevalence of antibiotic resistance genes in drinking water of the Kathmandu Valley, Nepal2022

    • Author(s)
      Thakali Ocean、Malla Bikash、Raya Sunayana、Sthapit Niva、Sherchan Samendra P.、Furukawa Takashi、Sei Kazunari、Sherchand Jeevan B.、Haramoto Eiji
    • Journal Title

      Environmental Challenges

      Volume: 7 Pages: 100527~100527

    • DOI

      10.1016/j.envc.2022.100527

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] CrAssphage as an indicator of human-fecal contamination in water environment and virus reduction in wastewater treatment2022

    • Author(s)
      Sabar Muhammad Adnan、Honda Ryo、Haramoto Eiji
    • Journal Title

      Water Research

      Volume: 221 Pages: 118827~118827

    • DOI

      10.1016/j.watres.2022.118827

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Occurrence and Reduction of Shiga Toxin-Producing Escherichia coli in Wastewaters in the Kathmandu Valley, Nepal2022

    • Author(s)
      Sthapit Niva、Malla Bikash、Tandukar Sarmila、Ghaju Shrestha Rajani、Thakali Ocean、Sherchand Jeevan B.、Haramoto Eiji、Kazama Futaba
    • Journal Title

      Water

      Volume: 14 Pages: 2224~2224

    • DOI

      10.3390/w14142224

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Pilot study on wastewater surveillance of dengue virus RNA: Lessons, challenges, and implications for future research2022

    • Author(s)
      Thakali Ocean、Raya Sunayana、Malla Bikash、Tandukar Sarmila、Tiwari Ananda、Sherchan Samendra P.、Sherchand Jeevan B.、Haramoto Eiji
    • Journal Title

      Environmental Challenges

      Volume: 9 Pages: 100614~100614

    • DOI

      10.1016/j.envc.2022.100614

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Application of a high-throughput quantitative PCR system for simultaneous monitoring of SARS-CoV-2 variants and other pathogenic viruses in wastewater2022

    • Author(s)
      Malla Bikash、Thakali Ocean、Shrestha Sadhana、Segawa Takahiro、Kitajima Masaaki、Haramoto Eiji
    • Journal Title

      Science of The Total Environment

      Volume: 853 Pages: 158659~158659

    • DOI

      10.1016/j.scitotenv.2022.158659

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] ウィズコロナ時代の下水疫学調査へのハイスループットリアルタイムPCRの活用2023

    • Author(s)
      原本英司
    • Organizer
      スタンダード・バイオツールズ プロフェッショナルウェビナーシリーズ:ウィズコロナ時代に活用,マイクロフリューディクス技術の応用
    • Invited
  • [Presentation] 水中ウイルス研究の進歩と社会実装を支える工学的技術開発思想2023

    • Author(s)
      北島正章
    • Organizer
      第43回環境技術思想小委員会・臨床環境技術小委員会合同講演会
    • Invited
  • [Presentation] 河川水を対象とした糞便汚染源追跡ツールとしての環境DNAメタバーコーディング法の有用性評価2023

    • Author(s)
      明地柚乃,三小田憲史,花本征也,端昭彦
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
  • [Presentation] 水中ウイルス濃縮液中のPCR 阻害物質量推定手法の検討2023

    • Author(s)
      葉山みのり,端昭彦
    • Organizer
      第57回日本水環境学会年会
  • [Presentation] ヌタ場における微生物の存在実態調査2022

    • Author(s)
      原本英司, 八束響, Sunayana Raya, Bikash Malla, 濱端一苑, 吉田響太, 瀬川高弘, 八重樫咲子, 松林尚志
    • Organizer
      第25回日本水環境学会シンポジウム
  • [Presentation] Fate of somatic coliphages as a microbial genetic marker in environmental water2022

    • Author(s)
      Nana Frempong Manso, Bikash Malla, Eiji Haramoto
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference Online 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Development and application of high-throughput qPCR for detection of microbial source tracking markers in environmental water samples2022

    • Author(s)
      Sunayana Raya, Bikash Malla, Ocean Thakali, Made Sandhyana Angga, Takahiro Segawa, Eiji Haramoto
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference Online 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Genomics Methods for Identifying, Tracking and Tracing Pathogens in Irrigation Water2022

    • Author(s)
      Masaaki Kitajima
    • Organizer
      Singapore International Water Week
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 下水疫学に基づくSARS-CoV-2とノロウイルスの流行動向の都市間比較2022

    • Author(s)
      荒川千智, 左近直美, 橋本温, 岸田文, 三浦郁修, 安藤宏紀, 原本英司, 岡部聡, 北島正章
    • Organizer
      第59回環境工学研究フォーラム
  • [Presentation] Applicability of F-specific Bacteriophage Subgroups as Indicators of Viral Contamination and Inactivation in Rivers in Toyama Prefecture2022

    • Author(s)
      Yuno Meuchi, Miu Nakada, Akihiko Hata, Seiya Hanamoto
    • Organizer
      Water and Environment Technology Conference Online 2022
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] RT-PCR阻害物質を含む河川水試料中のRNAウイルスを対象とした定量RT-PCR手法の比較検討2022

    • Author(s)
      葉山みのり,明地柚乃,端昭彦
    • Organizer
      第25回日本水環境学会シンポジウム
  • [Presentation] 利用状況や利用者属性に応じたプール水中での化学的・微生物学的汚染指標群の関連2022

    • Author(s)
      高松由樹,端昭彦,石黒伶奈,明地柚乃,黒田啓介
    • Organizer
      第59回環境工学研究フォーラム

URL: 

Published: 2023-12-25  

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