2020 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子封入ウイルス様粒子の創製とそれを用いた培養困難なウイルスの浄水処理性評価
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20J20769
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
白川 大樹 北海道大学, 大学院工学院, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| Keywords | 水系感染症 / ウイルス様粒子 / 遺伝子封入 / ノロウイルス / 病原ウイルス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，培養困難なノロウイルスについて，高感度に定量可能な外来遺伝子を封入したウイルス様粒子（遺伝子封入VLPs）を創製し，これを用いた室内実験を実施することにより，水道原水に近い濃度におけるノロウイルスの物理的な浄水処理性を，培養法に頼ることなく詳細に評価することを目的とした．また，浄水処理工程における病原ウイルスの挙動指標としての有効性が示されつつあるトウガラシ微斑ウイルス（PMMoV）について，ノロウイルスの遺伝子封入VLPsとPMMoVを同時添加した室内実験を実施することにより，ノロウイルスの挙動指標としてのPMMoVの有効性を議論すると共に，実浄水処理場におけるノロウイルスの処理性を，実浄水処理場におけるPMMoVの処理性評価結果から推定することを目的とした．
本年度は，予備検討においてVLPsの分解・再合成法の構築に成功していたことから，これを適用することにより，当研究室において現有しているGI.4型ノロウイルスのVLPsについて，遺伝子封入VLPsの創製を試みた．封入率の高い遺伝子を明らかにするため，GI.4型ノロウイルスの塩基配列をコードする複数種の人工合成DNA（直鎖と環状，150-2450 bp）に加え，当研究室において培養したマウスノロウイルスから抽出したRNAを封入処理実験に供した．しかしながら，いずれの遺伝子についても，明確な封入を確認することはできなかった．このことから，遺伝子そのものをVLPs内部に直接封入することは困難である可能性が考えられた．従って，来年度以降は，予備検討においてVLPs内部に封入可能であることが明らかになった金ナノ粒子に遺伝子を修飾し，これをVLPs内部に封入するといった更なる検討が必要となるものと判断された．実浄水処理場におけるウイルスの処理性評価については，低圧膜ろ過浄水施設における除去性の調査に着手した．
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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
本年度は，遺伝子封入VLPsの創製について，封入率の高い遺伝子を明らかにするため，封入する遺伝子の種類や長さを検討した．その結果，遺伝子そのものをVLPs内部に直接封入することは困難である可能性が考えられたため，遺伝子封入VLPsの創製のためには，既にVLPs内部に封入することに成功している金ナノ粒子に遺伝子を標識し，これをVLPs内部に封入するといった，更なる検討が必要であることが明らかになった．また，実浄水処理場におけるウイルスの処理性評価についても，知見の集積を進められたことから，研究計画は概ね順調に進展しているものと判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は，遺伝子を標識した金ナノ粒子をVLPs内部に封入することにより，遺伝子封入VLPsを創製することを目指す．遺伝子封入VLPsの創製に成功すれば，それを用いた室内実験を実施することにより，水道原水に近い濃度におけるノロウイルスの物理的な浄水処理性を実験的に評価する．また，実浄水処理場におけるウイルスの処理性評価については，低圧膜ろ過浄水施設における除去性の調査を継続する．
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[Presentation] Evaluation of virus reduction efficiency in coagulation-microfiltration by a full-scale study and lab-scale experiments2020
Author(s)
Shirakawa, D., Shirasaki, N., Matsumura, T., Koriki, S., Matsushita, T. and Matsui, Y.
Organizer
The Water and Environment Technology Conference 2020-Online
Int'l Joint Research
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