2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of temporally sensitive detection method for vectors of infectious diseases based on environmental RNA
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20K20635
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
清 和成 北里大学, 医療衛生学部, 教授 (80324177)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中島 典之 東京大学, 環境安全研究センター, 教授 (30292890)
古川 隼士 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (90632729)
Amarasiri Mohan 北里大学, 医療衛生学部, 講師 (50815537)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 環境RNA / 環境DNA / 衛生動物 / 感染症対策 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
世界中で度々問題となっている各種の感染症を媒介する衛生動物をモニタリングすることは、衛生学的観点から安全・安心な社会構築につながる。しかし、衛生動物は一般に人目につかない場所に営巣、棲息しており、目視や捕獲調査などによる方法は多大な労力を要する。研究代表者らは環境DNAの適用により、国内外で衛生動物のモニタリング研究を実施しているが、環境DNAの寿命は比較的長いため、標的生物由来の環境DNAの検出が、当該生物が今まさに存在していることを必ずしも保証せず、時間的感度に問題があると考えられる。そこで、本研究ではより寿命の短いRNAに着目し、環境RNA分析によって衛生動物を監視する手法の開発を目的として、【課題１】都市生態系水試料中の環境DNA/RNA濃縮・回収手法の確立、【課題２】標的衛生動物由来環境RNAの特異的高感度検出・定量法の確立、【課題３】標的衛生動物由来環境RNAの特異的高感度検出・定量法の時間的感度評価の3課題に取り組んでいる。
初年度は、都市生態系水試料中の環境DNA/RNA濃縮・回収手法の確立、標的衛生動物由来環境RNAの特異的高感度検出・定量法の検討を実施し、以下の成果を得た。
環境DNA/RNA濃縮・回収手法として、孔径0.8μmのセルロースアセテート製ろ紙を使用した吸引ろ過法が好適であることを明らかにした。
モデル衛生動物試料として、フタトゲチマダニの死骸、ラットの糞および体毛を用い、これらからそれぞれの生物に特異的なDNA/RNAの（逆転写）PCRによる検出が可能であることを確認した。
モデル衛生動物試料を超純水入りのチューブに投入し、経時的に水試料を採取して水中のDNAおよびRNAを回収することで擬似的環境DNA/RNA試料として（逆転写）PCRによる検出感度の比較を行い、ラットの糞試料以外では良好な検出感度が得られることを確認した。
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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
3年間の研究期間で実施を予定している3つの課題のうち、【課題１】都市生態系水試料中の環境DNA/RNA濃縮・回収手法の確立を達成でき、【課題２】標的衛生動物由来環境RNAの特異的高感度検出・定量法の確立に係る検討と【課題３】標的衛生動物由来環境RNAの特異的高感度検出・定量法の時間的感度評価に着手できていることから、順調に進展していると判断している。
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| Strategy for Future Research Activity |
【課題２】については、標的衛生動物由来環境RNAの定量性評価が残された課題であり、その検討を進める。また、【課題３】については、標的衛生動物由来環境RNAの特異的高感度検出・定量法の時間的感度評価として、実環境を想定した実験系を構築することが鍵となるため、その検討が必要である。これらを2年目にしっかりと進め、最終年度に【課題3】に余裕を持って取り組めるようにするとともに、研究の新たな発展に向けて、実験を進める中で予期しない興味深い現象が現れていないか精査できるようにしたいと考えている。
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| Causes of Carryover |
予定していた出張（国際会議、国内学会、研究チームの打ち合わせ会議など）が、全てオンラインあるいは中止となったことを受け、旅費支出が0となったこと、学内の年度限り競争的研究資金が採択され、共通使用となる試薬や消耗品類を一部その予算から調達したことなどが原因となっている。
翌年度以降の研究では、環境DNA/RNA検出の時間的感度評価を実施する上で、実環境を模した実験系を構築していく予定にしているが、ここでは試行錯誤が必要になるものと考えている。流れのある水環境を想定した実験系の構築では、水槽やポンプなどの機具類をそれなりに揃えて検討する必要が出てくることを想定しており、そのために使用する予定にしている。
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| Remarks |
受賞：第57回環境工学研究フォーラム優秀ポスター発表賞（上記学会発表(2)）
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