2022 Fiscal Year Final Research Report

Construction of the oral flora dysbiosis detection system using the ultra-compact next-generation sequencer

Research Project

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Project/Area Number	20K21670
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 57:Oral science and related fields
Research Institution	Tokyo Medical and Dental University
Principal Investigator	Iwata Takanori 東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 教授 (60431946)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	前川祥吾東京医科歯科大学, 東京医科歯科大学病院, 助教 (20793574) 片桐さやか東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 准教授(キャリアアップ) (60510352) 大杉勇人東京医科歯科大学, 歯学部附属病院, 医員 (80846791) 芝多佳彦東京医科歯科大学, 大学院医歯学総合研究科, 助教 (90802306)
Project Period (FY)	2020-07-30 – 2023-03-31
Keywords	超小型次世代シーケンサー / 口腔細菌 / 歯周病 / インプラント周囲炎 / 顎骨壊死 / 次世代シーケンサー / PCR / 細菌診断
Outline of Final Research Achievements	In this study,we aim to establish a rapid and reliable bacterial diagnosis technique at the chairside by introducing clinical sequencing of periodontal disease, peri-implantitis, and even osteonecrosis of the jaw patients using a rapid and not expensive supercomputer sequencer with a USB-sized analysis chip. By acquiring data from collected samples (saliva of healthy, periodontitis, and patients with peri-implantitis, plus necrotic areas of patients with osteonecrosis of the jaw) and utilizing the supercomputer Shirokane, a pipeline from analysis to visualization was established. In addition, valuable clinical parameters were extracted and highly readable data display methods were investigated.
Free Research Field	歯周病学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	本研究では、これまでで得られたシーケンスデータを用いて、解析アルゴリズムの策定を実施した。個人が持ち得るパソコンの計算資源には限りがあるため、スーパーコンピューターの持つ膨大な計算資源を利用して、解析アルゴリズムの開発をより加速し、有用な臨床パラメーターの選定を実施している。小型NGSと本研究で構築されたアルゴリズムの組み合わせにより、チェアサイドにおいて組織採取時に即座にサンプル調整し、従来型のベンチトップ次世代シーケンサーがなくてもノート型パソコンがあればどこでも迅速検査を実施できるため、僻地やクリニックなどでも正確な細菌叢検査を実施することが可能となる。