Genetic screen for novel virulence factor of Toxoplasma gondii using induced cross within an intermediate host

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K07470
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 松崎 素道 国立研究開発法人理化学研究所, 革新知能統合研究センター, 研究員 (00511396)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 永宗 喜三郎 国立感染症研究所, 寄生動物部, 室長 (90314418) ; 高島 康弘 岐阜大学, 応用生物科学部, 准教授 (20333552)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: トキソプラズマ / 有性生殖 / QTL解析

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題は、日本で分離された遺伝子型と表現型に特徴がある株を材料として用い、中間宿主であるマウスの腸内で交雑させた株を多数取得し、ゲノムリシーケンスにより得たSNP情報を使ったQTL解析によって新規の病原性因子を同定することを目的とする。
本研究で用いる岐阜株は、マウスに病原性を示さないCTG株と遺伝的にほぼ同一であり、2株間でアミノ酸配列に変化がある遺伝子は100に満たないが、マウスに対して明確な病原性を示す。そこで岐阜株とCTG株のそれぞれについて、誘発突然変異により薬剤耐性株を作出して交雑親株とする。トキソプラズマの交雑実験を行うには、従来動物実験施設の管理運営上のハードルが存在していたが、2019年にマウス腸内で有性生殖を行わせる実験系が報告されたため、これを応用して交雑実験を行う。得られた交雑株を薬剤でスクリーニングし、ゲノム配列を取得することでSNP情報を用いたQTL解析を行い、病原性因子を推定する。最終的に交雑親株の病原性候補因子を破壊して、岐阜株とCTG株の双方の遺伝子型を相補した株を作出し、病原性を評価することで新規病原性因子を同定するという計画である。
しかしながら、研究期間の開始とともにCOVID-19の感染拡大が起こり、新規の実験を開始することができなかった。とくに長期に渡る培養実験や動物実験は、感染拡大が繰り返し先が見通せない状況では着手困難であった。そのため、本年度は文献調査やオンライン学会への参加によって情報収集につとめたのみで、実質的な研究成果は得られていない。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

研究期間の開始とともにCOVID-19の感染拡大が起こり、新規研究である本研究課題は開始を保留せざるを得なくなった。とくに研究代表者の所属部署においては、実質的に完全な在宅勤務態勢となり外勤も原則禁止とされたため、実験設備を必要とする研究は推進することができなかった。1つの実験が2～3ヶ月と長期に渡るため、感染拡大が繰り返し先が見通せない状況では実験に着手すること自体が大きなリスク要因であり、部分的に推進することも断念せざるを得なかった。

Strategy for Future Research Activity

上記の通り研究計画は丸1年遅延しているが、現時点でもCOVID-19は感染拡大傾向にあり、早期に本来の研究体制に復帰することは困難だと考えられる。ただし2021年度中にワクチン接種が進展することで、次第に状況は改善すると考えられるので、可能なところから部分的に研究を開始する方針である。具体的には、誘発突然変異による交雑親株の作出を進めるとともに、Δ6-desaturaseの阻害剤SC-26196を投与することでマウス腸内でトキソプラズマの有性生殖を行わせる実験系の再現実験を行う予定である。

Causes of Carryover

実験を伴う研究を開始することができていないため、それに関係して計上した必要経費の大部分は未執行である。本年度は実験の開始に向けて必要な消耗品の準備を行い、上記のとおり実験を開始する。状況が改善次第、当初の研究計画のとおり着実に研究を推進していく。