2021 Fiscal Year Research-status Report
2020年東京オリンピック前後の都市マイクロバイオームの変動調査
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20K10436
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
鈴木 治夫 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (40638772)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | マイクロバイオーム / 微生物 / 細菌 / ウイルス / 都市 / 人工環境 / 建造環境 / 抗生物質耐性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
微生物による感染症の増加要因には、抗菌薬耐性などの病原体要因に加え、都市化による人口の集中、交通機関の発達による人の国際的な移動などの社会的要因が関与している。感染症の国際化に対応するためには、感染症のアウトブレイク（パンデミック）が発生する前の状態を定期的に観測する国際協力体制の構築が必要である。これまでに、国際コンソーシアム MetaSUB (Metagenomics & Metadesign of Subways & Urban Biomes; metasub.org) では、標準化されたプロトコルを用いて、都市のマイクロバイオーム urban microbiome（微生物群集とその遺伝子の総体）の共通点と相違点を明らかにしてきた。しかし、人の国際的な移動イベントに伴う都市マイクロバイオームの変動を調査した研究は前例がない。2020年は、新型コロナウイルス感染症（COVID-19）パンデミックにより、国外からの来訪者が激減し、「緊急事態宣言」に伴い学校施設などが閉鎖された。そこで、本研究では、COVID-19パンデミック下の国際イベント（オリンピック・パラリンピック）開催前後の都市マイクロバイオーム（ウイルス・細菌・薬剤耐性遺伝子の組成）の変動を明らかにすることを目的とする。
2021年度は、東京2020オリンピック（7月23日-8月8日）・パラリンピック（8月24日-9月5日）開催期間中とその前後に定期的に、建造環境 built environment（鉄道の駅、学校施設など）表面からサンプルを採取した。サンプルは米国ニューヨーク市（Mason Lab, Weill Cornell Medicine）へドライアイス輸送した。
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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
新型コロナウイルス感染症（COVID-19）パンデミック下に、東京2020オリンピック（7月23日-8月8日）・パラリンピック（8月24日-9月5日）が予定通り開催されたので、開催期間中とその前後に日本国内の各都市でサンプル採取を実施した。バッチ効果 batch effect を最小化するために、サンプル処理（DNA抽出、ライブラリ調製、ショットガン・シークエンシング）を米国の同一施設で実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年以前に採取しディープフリーザーで超低温冷凍保存してきた未処理のサンプルをCOVID-19パンデミック前の都市マイクロバイオームを調査するために使用する。サンプル処理（DNA抽出、ライブラリ調製、ショットガン・シークエンシング）は、国際コンソーシアムMetaSUBの共通実験施設で実施する。Illumina社製の次世代シークエンサーを用いたメタゲノムのショットガン・シークエンシングにより、マイクロバイオーム（ウイルス・細菌・薬剤耐性遺伝子の組成）を解析する。データ解析には、MetaSUB Core Analysis Pipeline (https://github.com/MetaSUB/MetaSUB_CAP) の改良版を使用する。微生物の分類学的組成と遺伝子機能組成に関して、異なる時期（2017年から2021年）の都市マイクロバイオームの多様性に有意な差が認められるかを検定する。ここでは、サンプル内のα多様性（マイクロバイオームを構成する要素の多様性）と、サンプル間のβ多様性（異なる時期や場所の間で観測されるマイクロバイオームの差）を測定する。
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| Causes of Carryover |
【次年度使用額が生じた理由】新型コロナウイルス感染症（COVID-19）パンデミックにより、東京2020オリンピック・パラリンピック開催時期が1年延期された。これに伴い、日本国内のサンプル採取と、米国の同一施設で実施されるサンプル処理（DNA抽出、ライブラリ調製、ショットガン・シークエンシング）の時期が1年延期された。
【使用計画】2022年度以降にサンプル処理の費用（1サンプルにつき1万円）を使用する。
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